Come configurare i parametri di connessione alla rete dell'inverter per la conformità INMETRO in Brasile nei cluster residenziali?

Comprendere il quadro normativo del settore solare in Brasile

Il Brasile si è affermato come uno dei mercati mondiali dell’energia solare in più rapida crescita, grazie all’abbondanza di luce solare e a politiche favorevoli di scambio sul posto (net-metering). Tuttavia, l’ingresso in questo mercato o l’esecuzione di progetti residenziali su larga scala richiede il rigoroso rispetto degli standard nazionali di qualità e sicurezza. L’Istituto Nazionale di Metrologia, Qualità e Tecnologia (INMETRO) è l’organo regolamentare responsabile della certificazione degli apparecchi elettrici in Brasile. Per gli inverter per impianti fotovoltaici connessi alla rete utilizzati in complessi residenziali, è obbligatoria la conformità alla Portaria INMETRO 140/2022 (che ha sostituito la Portaria 004/2011). Questa certificazione garantisce che gli inverter operino in condizioni di sicurezza, proteggano la rete elettrica locale e mantengano la qualità dell’energia fornita agli utenti finali. Per i responsabili degli acquisti B2B e per le aziende di ingegneria, approvvigionamento e costruzione (EPC), la corretta configurazione di tali inverter è fondamentale per ottenere l’approvazione del progetto e garantirne l’affidabilità nel lungo termine.

Gli insediamenti residenziali rappresentano una sfida unica per i sistemi fotovoltaici connessi alla rete. Quando decine o centinaia di abitazioni in un’area geografica circoscritta immettono contemporaneamente energia nella rete, la rete locale di distribuzione a bassa tensione subisce un aumento di tensione e distorsione armonica. Per prevenire instabilità della rete e possibili blackout, le utility locali richiedono il rigoroso rispetto dei parametri INMETRO. Questa guida illustra come configurare queste impostazioni essenziali sugli inverter di rete JYINS per garantire la piena conformità e un’integrazione senza soluzione di continuità nella rete.

Parametri fondamentali di tenuta in tensione e frequenza

L’obiettivo principale della conformità INMETRO è il comportamento dell’inverter durante le fluttuazioni di tensione e frequenza della rete. Gli inverter devono rimanere connessi durante transitori di lieve entità, ma devono scollegarsi rapidamente qualora la rete superi i limiti di funzionamento sicuro. Tali limiti sono definiti dai codici di rete brasiliani e verificati tramite i test INMETRO.

Impostazioni di protezione della tensione:

• Sovratensione Livello 2 (OVP2): Si tratta del limite superiore assoluto, generalmente impostato al 110-115% della tensione nominale (ad es. 242 V per una rete da 220 V). L'inverter deve scollegarsi in meno di 0,2 secondi se la tensione raggiunge questo valore.
• Sovratensione Livello 1 (OVP1): Impostata circa al 105-110% della tensione nominale (ad es. 231-242 V). All'inverter è consentito un tempo di intervento leggermente più lungo, tipicamente da 1 a 2 secondi, per sopportare sovratensioni momentanee.
• Sottotensione Livello 1 (UVP1): Impostata circa all’80% della tensione nominale (ad es. 176 V). L’inverter deve intervenire entro 2 secondi.
• Sottotensione Livello 2 (UVP2): Impostata al 50-70% della tensione nominale. È richiesto uno scollegamento immediato, solitamente entro 0,1-0,2 secondi, poiché ciò indica un guasto grave sulla rete locale.

Impostazioni di protezione della frequenza:

• Sovrafrequenza (OFP): La frequenza nominale della rete in Brasile è di 60 Hz. Il limite superiore di intervento è fissato a 62 Hz, con un tempo obbligatorio di scollegamento inferiore a 0,2 secondi.
• Sottofrequenza (UFP): Il limite inferiore di intervento è impostato a 57,5 Hz, richiedendo inoltre un intervento rapido entro 0,2 secondi.

Quando si configurano gli inverter JYINS per cluster residenziali, questi parametri possono essere impostati tramite l'interfaccia LCD locale o da remoto attraverso la piattaforma di monitoraggio. È fondamentale selezionare il modello standard della rete brasiliana, che carica automaticamente questi valori di soglia. Ciò riduce al minimo gli errori di configurazione manuale durante la messa in servizio.

Protezione contro l’isola e dinamica di riconnessione

La protezione contro l’isola è una funzione di sicurezza critica che impedisce all’inverter di immettere energia in una porzione isolata della rete quando l’alimentazione della rete pubblica viene interrotta. Questo è essenziale per proteggere gli operatori della rete che potrebbero eseguire operazioni di manutenzione su linee che ritengono prive di tensione. INMETRO richiede un rilevamento attivo robusto della condizione di isola, conformemente alla norma ABNT NBR IEC 62116.

Gli inverter JYINS utilizzano tecniche di deriva attiva della frequenza e di variazione della potenza reattiva per rilevare le condizioni di isola entro 2 secondi. Nei complessi residenziali in cui più inverter sono collegati allo stesso trasformatore, esiste il rischio che i segnali attivi anti-isola interferiscano tra loro, causando un mancato rilevamento dell’isola. Per mitigare questo problema, gli inverter JYINS impiegano algoritmi di spostamento sincronizzato della frequenza che garantiscono il funzionamento armonioso di tutte le unità sulla stessa rete, consentendo l’individuazione rapida di qualsiasi disconnessione dalla rete.

Una volta che la rete è stata ripristinata e la tensione e la frequenza sono rientrate nei normali limiti di funzionamento, l'inverter non deve riconnettersi immediatamente. INMETRO prescrive un tempo di ritardo per la riconnessione (noto anche come tempo di osservazione) di 180 secondi (3 minuti). Durante questo intervallo, l'inverter deve monitorare continuamente la rete per garantirne la stabilità. Se i parametri di rete rimangono stabili per l'intero periodo di 180 secondi, all'inverter è consentito aumentare gradualmente l'energia immessa in rete. La velocità di aumento è anch'essa limitata da un gradiente di potenza di avviamento graduale, tipicamente pari al 10% della potenza nominale al minuto, per evitare bruschi incrementi di tensione sulla rete domestica.

Mitigazione dell'aumento di tensione nei raggruppamenti residenziali

Uno dei problemi più comuni nei complessi residenziali brasiliani è l’aumento di tensione. Poiché le linee di distribuzione a bassa tensione nelle aree residenziali presentano spesso un’impedenza elevata, l’immissione di grandi quantità di energia solare provoca un innalzamento della tensione locale. Se la tensione supera la soglia OVP1, gli inverter scattano, causando una perdita di produzione energetica e reclami da parte dei proprietari di abitazioni.

Per risolvere questo problema, gli inverter JYINS conformi alle norme INMETRO supportano funzioni avanzate per la qualità dell’energia, in particolare il controllo Volt-VAr e Volt-Watt:

• Controllo Volt-VAr: questa funzione consente all’inverter di assorbire potenza reattiva quando la tensione di rete aumenta, contribuendo efficacemente a ridurre la tensione. Viceversa, se la tensione diminuisce, l’inverter può immettere potenza reattiva per incrementarla. Abilitando la curva Volt-VAr, l’inverter stabilizza dinamicamente la tensione locale sulla linea senza ridurre la potenza attiva erogata.
• Controllo Volt-Watt: Se il controllo Volt-VAr risulta insufficiente e la tensione continua ad avvicinarsi al limite di intervento, il controllo Volt-Watt riduce attivamente la potenza attiva erogata dall’inverter. Si tratta di una misura estrema finalizzata a impedire che l’inverter si disinserisca completamente dalla rete. Ciò consente all’inverter di continuare a funzionare a potenza ridotta, preservando la disponibilità del sistema e proteggendo la rete locale.

Gli sviluppatori B2B devono collaborare strettamente con gli ingegneri delle utility per modellare il gruppo residenziale e programmare le specifiche pendenze di queste curve di risposta alla tensione sugli inverter JYINS prima della messa in servizio.

Migliori pratiche per la messa in servizio e l’ispezione da parte della utility

Dopo aver configurato i parametri di connessione alla rete, la fase di messa in servizio è cruciale per ottenere l’approvazione finale della utility (Parecer de Acesso). Le utility di distribuzione brasiliane, quali Enel, CPFL e Neoenergia, richiedono una documentazione completa che dimostri la conformità ai requisiti prima di sostituire il tradizionale contatore elettrico con uno bidirezionale.

Checklist passo-passo per gli installatori B2B:

• Verifica del firmware: Assicurarsi che l'inverter esegua la versione più recente di firmware certificata INMETRO, come indicato sul certificato di conformità INMETRO.
• Blocco dei parametri: Una volta impostati i parametri, devono essere protetti da password per impedire modifiche non autorizzate da parte degli utenti finali.
• Test sul campo: Eseguire un test manuale di disconnessione dalla rete per verificare che l'inverter si arresti entro il limite di 2 secondi e non si ricolleghi prima che sia trascorso il ritardo di 180 secondi.
• Preparazione della documentazione: Fornire al gestore della rete il certificato INMETRO dell'inverter, il rapporto di prova che riporta i parametri configurati e l'ART (Anotação de Responsabilidade Técnica) firmata da un ingegnere brasiliano iscritto all'albo professionale.

Acquisendo gli inverter JYINS, completamente certificati e progettati tenendo conto delle specifiche sfide della rete elettrica brasiliana, i distributori B2B possono offrire ai propri clienti un percorso semplificato per l'approvazione dei progetti, garantendo impianti residenziali fotovoltaici ad alte prestazioni e conformi alle normative vigenti in Brasile.