Sbalzi di tensione e fotovoltaico: come proteggere l’impianto domestico

Un televisore, un piano a induzione, un’asciugatrice e un pianoforte elettronico guasti nell’arco di pochi mesi hanno sollevato un dubbio: dietro questa sequenza potrebbe esserci un problema nella qualità dell’alimentazione elettrica domestica. La correlazione non costituisce una diagnosi certa, ma ha portato a esaminare le variazioni della tensione di rete e il possibile ruolo degli impianti fotovoltaici.

La tensione nominale indicata durante l’analisi è di 230 V, con una tolleranza del 10% in più o in meno. Questo margine consente alla rete di assorbire numerose oscillazioni, mentre i produttori progettano gli apparecchi affinché possano tollerarle. Ciò non significa, però, che continue variazioni siano prive di conseguenze: secondo la spiegazione fornita, possono aumentare lo stress sull’elettronica, anticiparne l’invecchiamento o contribuire a guasti improvvisi.

Perché la tensione domestica non resta costante

La rete elettrica deve gestire continuamente carichi che si accendono e si spengono, attività industriali e produzione distribuita. Anche il fotovoltaico cambia rapidamente il proprio contributo quando arriva una nuvola o torna il sole. Il distributore cerca di mantenere la tensione entro i limiti previsti, ma il valore effettivo può continuare a muoversi.

Un confronto utile è quello con le buche stradali: le automobili hanno sospensioni progettate per assorbire le irregolarità, ma affrontarne troppe non fa bene alla meccanica. Allo stesso modo, gli alimentatori e i circuiti elettronici tollerano una certa variabilità, senza che questa diventi necessariamente innocua nel lungo periodo.

A complicare il quadro ci sono le armoniche di tensione e corrente, descritte come distorsioni associate alla crescente presenza di elettronica. Molti dispositivi funzionano internamente in corrente continua e devono quindi convertire l’alimentazione alternata. Lo stesso avviene, in senso opposto, con i moduli fotovoltaici, che producono corrente continua da trasformare in alternata. Anche la ricarica di un’auto elettrica richiede una conversione.

Questi processi possono introdurre disturbi e ulteriori variazioni. L’interferenza non riguarda soltanto il rapporto tra rete pubblica e abitazione: può verificarsi anche tra apparecchi collegati allo stesso impianto. Tra gli effetti osservabili viene citata l’interruzione della ricarica di un’auto in presenza di un calo di tensione, senza che la causa sia necessariamente la stazione di ricarica.

Come interviene un regolatore di tensione

La soluzione installata è EBI, un regolatore domestico da 10 kW derivato da tecnologie impiegate in ambito industriale. Il dispositivo viene collocato tra la rete in ingresso e i carichi dell’abitazione: misura la tensione ricevuta e, attraverso l’elettronica di potenza, cerca di fornire in uscita un valore stabile.

Il componente centrale è un toroide, gestito da transistor e circuiti elettronici. Il sistema viene descritto come capace di effettuare decine di migliaia di regolazioni al secondo, così da reagire rapidamente alle variazioni e ricostruire una forma d’onda sinusoidale regolare. Il valore di uscita può essere impostato, per esempio, a 230 V; nella configurazione osservata attraverso l’applicazione risultava invece stabilizzato a 220 V.

Il gruppo di ingresso svolge anche una funzione di protezione dalle sovratensioni molto brevi associate alle scariche atmosferiche. Secondo quanto illustrato, un picco può superare i 1.000 V ed essere intercettato prima di raggiungere gli apparecchi. Si tratta di una protezione distinta dalla regolazione continua delle normali oscillazioni della rete.

Monitoraggio di consumi e tensione

Poiché tutta l’energia destinata all’abitazione attraversa il regolatore, EBI può anche misurare tensione, corrente e consumi. I dati vengono registrati e inviati tramite Wi-Fi a un’applicazione dedicata, con aggiornamenti ogni cinque minuti.

L’app permette di consultare i consumi in kWh, la potenza assorbita e soprattutto l’andamento della tensione. Nei dati esaminati, la tensione in ingresso oscillava normalmente tra valori superiori a 230 V e punte vicine a 245 V, mentre l’uscita del regolatore restava sul livello impostato. Questo monitoraggio consente almeno di rendere visibile un fenomeno che, senza strumenti dedicati, rimane difficile da individuare.

Il rapporto con gli impianti fotovoltaici

Il fotovoltaico può contribuire all’innalzamento della tensione perché immette energia nella rete. Il fenomeno può riguardare sia l’abitazione che possiede l’impianto sia quelle vicine: l’energia prodotta tende infatti ad alimentare i carichi più prossimi, anziché percorrere necessariamente grandi distanze.

Nella configurazione descritta, collocare il fotovoltaico a monte del regolatore permette di far transitare attraverso il dispositivo anche l’energia prodotta localmente prima che alimenti la casa. L’obiettivo è quindi proteggere gli apparecchi non soltanto dalle oscillazioni provenienti dalla rete, ma anche dalle sovratensioni associate alla produzione del proprio impianto.

Lo stesso principio viene esteso agli impianti dei vicini, soprattutto quando i contatori sono collegati alla medesima porzione di rete. La presenza di fotovoltaico non viene quindi indicata come un problema in sé, ma come uno dei fattori che rendono più dinamica la gestione della tensione. Prima di attribuire eventuali guasti a una sola causa, resta essenziale misurare ciò che accade realmente nell’impianto.

Una domanda per voi

Il monitoraggio continuo della tensione dovrebbe diventare una dotazione abituale nelle case dotate di fotovoltaico e ricarica per auto elettriche?

Nota sulla redazione

Questo articolo è stato controllato dall'intelligenza artificiale