Gli impianti fotovoltaici sono considerati sicuri, e lo sono davvero. Tuttavia, viene spesso sottovalutato un pericolo: gli archi voltaici che si formano direttamente sui moduli solari. Questi possono causare incendi difficili da localizzare ed estinguere. È proprio qui che entra in gioco la tecnologia AFCI: rileva gli archi voltaici in una fase precoce, contribuendo così a ridurre al minimo i potenziali rischi di incendio. Scopri come il tuo impianto fotovoltaico riconosce e previene i guasti da arco voltaico in questo post del blog.
La sicurezza degli impianti fotovoltaici non è garantita solo da norme rigorose che riducono al minimo i pericoli elettrici come i cortocircuiti o le scosse elettriche, ma anche da dispositivi di protezione che prevengono i danni in caso di fulmini o picchi di tensione e garantiscono uno spegnimento sicuro in caso di emergenza.
Di conseguenza, il rischio di incendio degli impianti fotovoltaici è molto basso: in Germania (uno dei maggiori mercati fotovoltaici in Europa, con oltre 2 milioni di impianti installati) negli ultimi 20 anni si sono verificati 350 incendi che hanno coinvolto un impianto fotovoltaico. L’impianto è stato la causa effettiva dell’incendio solo in 120 casi.
* In termini statistici, ciò significa che il 99,994% degli impianti fotovoltaici non provoca incendi. Per contro, secondo le statistiche, lo 0,006% degli impianti fotovoltaici è “a rischio di incendio”, vale a dire 1 impianto su 17.000.
| *Fraunhofer ISE, “Current facts on photovoltaics in Germany”, Frauenhofer ISE, Photovoltaic Modules and Power Plants Division, Freiburg, aggiornato al 18 agosto 2025 |
Rischio di incendio a causa di un’installazione difettosa
Le cause di incendio più comuni negli impianti fotovoltaici sono l’usura dei materiali e la corrosione, ma soprattutto i difetti di installazione: gli archi voltaici in serie causati da contatti allentati, spine mal crimpate (cioè compresse meccanicamente), cavi danneggiati o collegamenti a spina incompatibili sono particolarmente pericolosi. Se, ad esempio, in un impianto fotovoltaico vengono installati collegamenti a spina MC4 di produttori diversi, questi differiranno non solo dal punto di vista dei materiali, ma anche in termini di degradazione ed espansione termica, che possono provocare un aumento della temperatura fino al 97% nei punti di contatto.
Risultato: archi voltaici che possono raggiungere temperature superiori a 1.000 °C, sufficienti a incendiare il materiale circostante e a causare danni talvolta non coperti da assicurazione. L’organizzazione internazionale indipendente di standardizzazione (IEC) prevede pertanto l’utilizzo di spine dello stesso produttore.
Processo di formazione dell’arco voltaico in un conduttore:
1. Riduzione della sezione trasversale del conduttore
2. Maggiore resistenza di contatto → maggiore generazione di calore nel punto di contatto
3. Una temperatura più elevata accelera il processo di deterioramento → ulteriore riduzione della sezione trasversale e aumento della resistenza di contatto (loop tra le fasi 2 e 3)
4. A un certo punto, la continuità del conduttore si interrompe
Ottimizzatori CC: un supporto eccessivo?
Gli ottimizzatori CC spesso sono installati negli impianti fotovoltaici per ottimizzare la potenza a livello di modulo solare. In termini di protezione antincendio, questi offrono il (presunto) vantaggio di poter spegnere i moduli solari in caso di emergenza. A tal proposito è importante sapere che gli impianti fotovoltaici funzionano in corrente continua e non possono essere semplicemente spenti, perché generano corrente finché la luce colpisce i moduli solari. Se i moderni impianti fotovoltaici soddisfano i requisiti di Rapid Shutdown, in caso di incendio gli ottimizzatori possono ridurre la tensione dei moduli solari portandola a un livello sicuro (ad esempio sotto i 30 V o addirittura 1 V per modulo). In questo modo i vigili del fuoco possono estinguere più facilmente l’incendio e ridurre il rischio di scosse elettriche; tuttavia, i moduli solari non sono completamente scollegati dal circuito elettrico.
Purtroppo, l’uso dell’elettronica di potenza su ogni singolo modulo solare è accompagnato da un elevato numero di connessioni in corrente continua nell’impianto fotovoltaico: rispetto a un impianto fotovoltaico senza ottimizzatori di potenza, un impianto fotovoltaico che ne è dotato richiede circa il triplo dei collegamenti a spina sui moduli solari. Questo aumenta la probabilità di archi voltaici e il rischio di incendio. Inoltre, gli ottimizzatori di potenza CC, come la maggior parte dei componenti fotovoltaici, sono progettati per una temperatura ambiente di 60 gradi Celsius. In caso di incendio vero e proprio, gli ottimizzatori CC inizierebbero quindi molto probabilmente a fondere o bruciare rapidamente, invece di ridurre in modo sicuro la potenza del modulo solare.
Non risparmiare nel modo sbagliato
Spine incompatibili o semplicemente pinze combinate utilizzate al posto di strumenti speciali? L’acquisto di un impianto fotovoltaico può essere costoso. Sembra quindi allettante rivolgersi a elettricisti dilettanti nel proprio giro di amicizie e conoscenze per alcuni interventi, al fine di risparmiare un po’ di denaro. Tuttavia, non è consigliabile prendere scorciatoie, perché solo se si incaricano dei professionisti si può essere certi che l’impianto sia stato collegato in conformità a tutti gli standard di sicurezza.
È proprio questo che fa la differenza: gli impianti fotovoltaici non presentano un rischio di incendio superiore a quello di altri impianti elettrici. Tuttavia, è necessario rispettare le norme di sicurezza elettrica, sia per quanto riguarda i componenti del sistema che per il processo di installazione. A lungo termine, conviene puntare sulla qualità e sulla professionalità.
A cosa fare attenzione durante l’installazione:
- Qualità dei componenti (spine, cavi, moduli solari, inverter di alta qualità)
- Esecuzione scrupolosa (crimpatura corretta, posa sicura dei cavi)
- Rispetto delle misure strutturali prescritte (standard di protezione antincendio, messa a terra)
- Semplicità del sistema e numero minimo di spine CC
- Controllo regolare e, se necessario, manutenzione dell’impianto FV
Arc Fault Circuit Interrupter (AFCI): come funziona il rilevamento degli archi voltaici nell’impianto fotovoltaico?
I sistemi AFCI (Arc Fault Circuit Interrupter) rilevano i pericolosi archi voltaici in serie analizzando continuamente i segnali elettrici nel circuito a corrente continua. La tecnologia controlla il segnale di corrente alla ricerca di pattern che indicano la presenza di un arco voltaico. Sono inclusi, ad esempio, cambiamenti nello spettro di frequenza della corrente, picchi di corrente simili a impulsi, flussi di corrente anche quando la tensione è interrotta, rumore irregolare e guasti ripetuti in un breve periodo di tempo.
Per questo motivo, un sistema AFCI monitora costantemente le curve di corrente e tensione nel circuito CC dell’impianto fotovoltaico e registra le componenti del segnale a bassa e ad alta frequenza. I segnali registrati vengono analizzati e valutati mediante l’elaborazione digitale del segnale e un algoritmo intelligente e adattivo. L’obiettivo è rilevare in modo affidabile gli archi voltaici effettivi e allo stesso tempo evitare i falsi allarmi. Non appena il sistema riconosce uno schema che può essere chiaramente attribuito a un arco voltaico pericoloso, il circuito elettrico interessato viene scollegato entro pochi millisecondi. In questo modo si interrompe la fornitura di energia all’arco voltaico e si previene un incendio.
Suscettibilità alle interferenze del rumore ambientale
I sistemi AFCI sono molto sensibili ai fattori di interferenza esterni, e questa è anche la sfida più grande: interferenze elettromagnetiche (EMI) causate da dispositivi vicini, operazioni di commutazione o influenze atmosferiche (ad esempio fulmini) possono generare modelli di segnale simili ad archi voltaici. Se questi vengono interpretati in modo errato dall’AFCI, possono verificarsi falsi interventi, con il risultato che l’impianto fotovoltaico viene spento inutilmente e si verificano perdite di rendimento. Una tecnologia sofisticata, come Fronius Arc Guard, offre un rimedio a questo problema.
Fronius Arc Guard: sicurezza inclusa
Sviluppato appositamente per gli impianti fotovoltaici, il sistema di rilevamento degli archi voltaici Fronius Arc Guard è già integrato direttamente negli inverter Fronius in termini di software e hardware. Si attiva in modo semplice e intuitivo tramite l’interfaccia utente dell’inverter. Ciò significa che l’impianto fotovoltaico non necessita di componenti aggiuntivi come scatole di commutazione o altri punti di connessione. Inoltre, consente di evitare ulteriori lavori di installazione.
Le vaste conoscenze e la pluriennale esperienza di Fronius nel campo della saldatura ad arco voltaico sono state convogliate nello sviluppo del dispositivo intelligente di protezione contro i guasti dovuti ad archi voltaici. Il risultato è una tecnologia efficiente basata sul rilevamento degli archi voltaici spettrali mediante FFT: un metodo matematico (Fast Fourier Transform) con il quale un segnale temporale (ad esempio, corrente o tensione) viene scomposto nelle sue componenti di frequenza e che consente di analizzare la curva di corrente e le eventuali interferenze, come già descritto. Le tecniche innovative di riconoscimento dei modelli e un algoritmo di rilevamento dell’arco voltaico addestrato contribuiscono al continuo miglioramento di Fronius Arc Guard e al costante aumento della precisione di rilevamento.
Meglio prevenire. Fronius Arc Guard funziona secondo il principio di precauzione: riconosce e spegne gli archi voltaici prima che possano provocare un incendio. Se viene rilevato un arco voltaico, gli stadi di potenza dell’inverter interrompono la trasmissione di energia e smettono di immettere energia nella rete. Questo interrompe il flusso di corrente e spegne l’arco voltaico. Mentre negli Stati Uniti sono in vigore norme speciali per i sistemi AFCI negli impianti fotovoltaici dal 2018, attualmente non esistono requisiti standardizzati a livello europeo. Fronius Arc Guard soddisfa gli standard di sicurezza internazionali per il rilevamento degli archi voltaici, come UL 1699B e IEC 63027, rendendolo a prova di futuro per i mercati globali.
Lo sapevi?
Il potente inverter Fronius Verto per aziende agricole, piccole imprese e grandi case unifamiliari e condomini è dotato di serie del rilevamento automatico degli archi voltaici (AFCI). I potenziali archi voltaici vengono identificati e spenti rapidamente, per una maggiore sicurezza ed efficienza.
Conclusione:
Gli impianti fotovoltaici non costituiscono un pericolo di incendio, ma i guasti causati dagli archi voltaici, ad esempio a causa di collegamenti a spina danneggiati o di un’installazione errata, possono comunque rappresentare un rischio. L’integrazione della tecnologia AFCI, come Fronius Arc Guard, offre una soluzione mirata: riconosce i pattern critici del flusso di corrente e interrompe il circuito elettrico prima che si verifichi un incendio. L’AFCI non è un segno di scarsa sicurezza, bensì un’intelligente protezione aggiuntiva che rafforza ulteriormente il già elevato livello di sicurezza degli impianti fotovoltaici.
Ulteriori informazioni sul tema della sicurezza antincendio e del rilevamento degli archi voltaici negli impianti fotovoltaici sono disponibili nel nostro white paper e nel webinar della Fronius Business Academy.
