Fotovoltaico negli edifici Commerciali e Industriali (C&I): Efficienza energetica, Sostenibilità e Resilienza 

La decarbonizzazione del sistema elettrico è una priorità per contrastare il cambiamento climatico. In questo contesto, il fotovoltaico gioca un ruolo chiave: è una delle fonti rinnovabili più accessibili, scalabili e sostenibili. La sua integrazione consente di produrre energia pulita direttamente nei luoghi di consumo, riducendo le emissioni e la dipendenza da fonti fossili. 

Affiancato da sistemi di accumulo, mobilità elettrica e tecnologie intelligenti di gestione dell’energia, il fotovoltaico diventa il motore di un sistema elettrico più resiliente, efficiente e in linea con i valori delle aziende del futuro. 

Caratteristiche generali degli Impianti Fotovoltaici nel segmento C&I e contesto tecnico-normativo di riferimento 

Nel panorama dell’energia solare, gli impianti fotovoltaici destinati al segmento Commercial & Industrial (C&I) rappresentano una soluzione strategica per le aziende che puntano all’autoconsumo. Questi impianti permettono infatti di sfruttare l’energia prodotta internamente, riducendo i costi operativi e promuovendo pratiche sostenibili. Per garantire un’integrazione sicura ed efficiente nella rete elettrica, è fondamentale che gli impianti siano realizzati a regola d’arte e nel pieno rispetto del quadro normativo vigente. In tale prospettiva, la conformità tecnico-normativa assume un ruolo cruciale, poiché tutela sia il corretto funzionamento dell’impianto sia la stabilità della rete.

Il contesto italiano si fonda su norme tecniche che si contraddistinguono per il dettaglio, l’aggiornamento e integrazione con i servizi di rete. I principali riferimenti normativi sono: 

• CEI 0-21: regolamenta la connessione in bassa tensione 
• CEI 0-16: regolamenta la connessione in media e alta tensione 
• CEI 64-8: regolamenta l’installazione. 

Queste norme non si limitano a definire i requisiti minimi di sicurezza, ma introducono anche strumenti e criteri per una gestione intelligente e dinamica della rete. 

Tra gli elementi regolamentati, spiccano alcuni dispositivi fondamentali per il corretto funzionamento e la sicurezza degli impianti: 

• Dispositivo di Interfaccia (DDI): consente il distacco dell’impianto di produzione (e di eventuali carichi privilegiati) dalla rete in caso di guasti monofase a terra o quando i valori di tensione e frequenza escono dai limiti stabiliti dal gestore di rete (DSO). Può coincidere con altri dispositivi. 
• Sistema di Protezione di Interfaccia (SPI): monitora i parametri di rete e, al superamento di soglie predefinite, comanda l’apertura del DDI. 
• Dispositivo di Generatore (DDG): isola singolarmente i gruppi di generazione in caso di guasti interni o provenienti dalla rete, può coincidere con il DDI. 
• Dispositivo Generale (DG): separa l’intero impianto dell’utente dalla rete al superamento delle soglie previste dalle norme, può coincidere con il DDI. 
• Dispositivo di Rincalzo (DDR): obbligatorio in specifici casi, interviene qualora il DDI non si apra correttamente. Può coincidere con il DG o il DDG. 
• Controllore Centrale di Impianto (CCI): richiesto per impianti con potenza superiore a 1 MW, consente il monitoraggio e la regolazione della potenza attiva, reattiva e del fattore di potenza, oltre a gestire lo scambio di informazioni con il DSO. 

Questi dispositivi non solo garantiscono un collegamento sicuro alla rete, ma rappresentano anche uno dei motivi per cui il sistema italiano è considerato più avanzato rispetto a molti altri paesi europei.

In particolare, la presenza obbligatoria di protezioni come SPI e CCI, e la possibilità per gli impianti rinnovabili di fornire servizi ancillari (come la regolazione di frequenza e tensione), evidenziano un approccio proattivo e orientato alla stabilità del sistema elettrico. 

La Norma CEI 0-21: Connessione in Bassa in Tensione

La norma CEI 0-21 si applica agli impianti connessi in bassa tensione, fino a una potenza di 200 kW.

Questa norma specifica i requisiti per il funzionamento in parallelo degli impianti di produzione con la rete, inclusi i sistemi di interfaccia e le modalità di distacco in caso di anomalie. Essa definisce i requisiti di sicurezza e protezione, con particolare attenzione all’interazione tra SPI e DDI. 

Il comando di apertura del DDI deve avvenire tramite uno sganciatore comandato da bobina di minima tensione. 

In questo contesto, il DDI può essere realizzato con: 

• Un interruttore o interruttore di manovra-sezionatore motorizzato, dotato di sganciatore di minima tensione. 
• Un contattore in AC3. 

Inoltre, per impianti connessi in BT con potenza nominale fotovoltaica (P_NFV) superiore a 20 kW, è obbligatoria l’installazione di un DDR, che garantisce la continuità della protezione in caso di mancato intervento del DDI. 

Se per gli altri dispositivi come il DDG la scelta ricade unicamente sull’utilizzo di interruttori automatici, nel caso del DG la scelta può essere fatta tra:

• un interruttore di manovra-sezionatore combinato con fusibili.
• un interruttore automatico omnipolare. 

In entrambi i casi i dispositivi devono essere accessoriati di sganciatore a lancio di corrente qualora vengano utilizzati come DDR e di conseguenza collegati al circuito condizionato del SPI.

La Norma CEI 0-16: Connessione in Media in Tensione

La norma CEI 0-16 si applica agli impianti connessi in media tensione, obbligatoria per potenze superiori a 200 kW o per impianti già connessi in MT con P_NFV > 30 kW. 

In questo caso, è richiesto: 

• Un SPI conforme alla CEI 0-16, con criteri di permissività e restrizioni più stringenti. 
• L’adozione di trasformatori di tensione (TV) per la misura delle grandezze elettriche della rete. 

Il posizionamento del DDI in impianti connessi in MT può avvenire sia in bassa che in media tensione, in base a diversi fattori. Il più rilevante è la presenza di autoconsumo in BT, che generalmente esclude il posizionamento del DDI in MT. 

Per impianti di sola produzione, invece, è comune trovare il DDI in MT, spesso coincidente con il DG. 

Altri fattori da considerare includono: 

• La manutenibilità 
• Il riarmo degli interruttori (soprattutto se in MT) 
• Le abitudini progettuali 

Quando il DDI è posizionato in media tensione, deve essere realizzato con uno dei seguenti dispositivi: 

• Interruttore tripolare motorizzato con sganciatore di minima tensione e sezionatore a monte o a valle. 
• Interruttore estraibile motorizzato con sganciatore di minima tensione. 

Per impianti con P_NFV > 400 kW, anche in MT è richiesto un DDR. 

In questo caso il DG è posizionato in MT e può essere realizzato con sezionatore tripolare seguito da interruttore tripolare o da interruttore tripolare estraibile mentre il DDG viene posizionato in BT e coincide con quanto riportato nel paragrafo sopra.

La Norma CEI 64-8

La norma CEI 64-8 si configura come il riferimento tecnico per la progettazione, l’installazione e la verifica degli impianti elettrici in BT, includendo anche gli impianti fotovoltaici. Di fatti all’interno della norma assume particolare rilievo la Sezione 712, dedicata agli impianti fotovoltaici, che tra l’altro è stata recentemente aggiornata con l’obiettivo di elevare gli standard qualitativi e di sicurezza delle installazioni.

Negli ultimi aggiornamenti, la norma ha introdotto importanti novità riguardo le protezioni, in particolare:

• Protezione contro i contatti indiretti in corrente continua.
• Protezione contro le sovracorrenti.
• Protezioni contro le sovratensioni di origine atmosferica

Di fatti viene rimarcato l’utilizzo del doppio isolamento o isolamento rinforzato di tutte apparecchiature, dai moduli fotovoltaici ai quadri elettrici, fino alle condutture e di conseguenza la Classe II di protezione.
In merito alle sovracorrenti, la norma chiarisce che l’installazione di dispositivi di protezione è obbligatoria nel caso in cui più di due stringhe siano collegate in parallelo allo stesso ingresso MPPT dell’inverter, al fine di prevenire danni derivanti da correnti inverse in caso di guasto.
Per quanto riguarda le sovratensioni, viene specificato che gli scaricatori in corrente continua possono essere omessi esclusivamente qualora siano già integrati nei convertitori, debitamente certificati, e a condizione che venga rispettata la lunghezza critica dell’impianto, funzione della densità di fulmini dell’area geografica.
Sul lato in corrente alternata, invece, la necessità di protezioni è subordinata alla distanza tra il convertitore e il punto di origine dell’impianto.

Oltre agli aspetti legati alla protezione, la norma fornisce indicazioni dettagliate sulla scelta e sulla posa dei cavi e delle condutture, con l’obiettivo di garantire impianti sicuri, affidabili e duraturi. Viene inoltre regolamentata l’esecuzione delle verifiche iniziali e periodiche, indispensabili per assicurare il mantenimento nel tempo delle condizioni di sicurezza e di prestazione dell’impianto.

Vantaggi delle soluzioni Schneider Electric 

Nel mondo dell’energia per il settore C&I, sicurezza, efficienza e sostenibilità rappresentano pilastri strategici imprescindibili per il futuro delle aziende. Per raggiungere questi obiettivi, è fondamentale comprendere come digitalizzazione, monitoraggio energetico e attenzione all’ambiente siano elementi interconnessi e determinanti.
In particolare, la digitalizzazione svolge il ruolo chiave di abilitatore di valore, poiché consente l’interconnessione e il dialogo tra impianti e sistemi di gestione degli edifici. Rende possibile il monitoraggio energetico e, di conseguenza, la gestione dei dati, aspetti cruciali per la pianificazione aziendale e per l’individuazione delle aree a maggiore consumo energetico, fondamentali per migliorarne l’efficienza e ridurre i consumi. Inoltre, la digitalizzazione contribuisce anche alla sostenibilità ambientale, favorendo un uso più consapevole dell’energia e una conseguente riduzione delle emissioni di gas climalteranti.

Grazie a piattaforme come EcoStruxure™ di Schneider Electric, le aziende possono intraprendere un percorso evolutivo che parte dalla digitalizzazione e che consente di monitorare in tempo reale i consumi, accedere a dati strategici per migliorare l’efficienza operativa e ottimizzare l’uso delle risorse, riducendo sprechi e costi.

La piattaforma si fonda su layers interoperabili formati da prodotti connessi, software e servizi. Un esempio concreto è rappresentato dai quadri elettrici connessi, veri e propri nodi intelligenti all’interno dell’impianto. All’interno di essi sono presenti dispositivi connessi, come gli interruttori Compact NSX e MasterPact MTZ, che grazie a moduli di misura e connettività permettono la comunicazione e lo scambio di dati. A questi si affiancano gateway IoT, come EcoStruxure™ Panel Server, che raccolgono e integrano le informazioni provenienti dai vari prodotti connessi.
Anche i quadri di media tensione SM AirSeT sono progettati per questa architettura, grazie all’integrazione nativa con EcoStruxure™ Panel Server. Il risultato è una visione completa e in tempo reale dell’intero impianto elettrico, che apre la strada a soluzioni software come:

• EcoStruxure™ Building Operation: per integrare l’impianto elettrico nel sistema di gestione BMS dell’edificio.
• Power Monitoring Expert: per il monitoraggio energetico, l’allocazione dei costi e per l’ottenimento della certificazione ISO 50001.
• EcoStruxure™ Power Operation: sistema SCADA per la supervisione e il controllo dell’impianto elettrico.

In un impianto connesso, è inoltre possibile attivare servizi innovativi come la Realtà Estesa XROA, che permette di visualizzare e interagire con il modello digitale dell’impianto al fine di migliorarne la sicurezza e facilitare le operazioni di manutenzione, oppure sottoscrivere una Membership EcoCare che offre l’accesso prioritario ad un monitoraggio proattivo da parte di specialisti, supporto tecnico 24/7, manutenzione su condizione, consulenze dedicate per l’intero ciclo di vita delle apparecchiature di distribuzione elettrica.

In conclusione, adottare quadri elettrici connessi significa abbracciare una visione moderna e sostenibile dell’energia e accelerare il percorso verso l’efficienza, la resilienza e la riduzione dell’impatto ambientale, sfruttando tecnologie all’avanguardia per costruire impianti più intelligenti e performanti.