AES_6 2023

Settembre 2023 n Automazione e Strumentazione Applicazioni 72 ENERGIA fanno riferimento tutti gli altri metalli. In pra- tica, ciò significa che il G9KA garantisce una resa termica da cinque a dieci volte superiore a quella della maggior parte degli altri prodotti sul mercato. Il G9KA utilizza anche una struttura a doppio contatto che, rispetto a quella a singolo contatto, riduce la corrente per contatto a quasi la metà, generando così meno calore. In una configura- zione a singolo contatto, per ottenere le presta- zioni richieste la separazione tra i contatti deve essere pari almeno a 4 mm. Grazie alla doppia struttura, la separazione può essere ridotta a 2 mm, consentendo di ottenere le stesse prestazioni con un ingombro contenuto grazie a una bobina di polarizzazione più piccola e a uno spazio fisico più contenuto. Ogni contatto prevede un’elevata pressione di contatto la quale, se combinata con la bassa resistenza iniziale, con i percorsi di con- nessione multipli e con l’elevata conduttività, si traduce in livelli di efficienza e prestazioni supe- riori. A sua volta, ciò consente di integrare i relè in applicazioni più compatte, pur mantenendo un’adeguata separazione tra i contatti. La vita sul campo Gli inverter solari fotovoltaici prevedono in genere una vita utile compresa tra cinque e dieci anni, in alcuni casi fino a quindici. Il relè non è un componente che può essere facilmente sostituito. Per questo, è fondamentale che qual- siasi suo elemento sia sufficientemente robu- sto da durare più a lungo dell’inverter stesso e non richieda alcuna manutenzione durante la vita operativa. La norma IEC 62109 specifica, inoltre, che le prestazioni del relè non devono variare nel tempo. Ciò rappresenta una vera sfida, poiché gli inverter solari possono essere installati all’aperto, quindi esposti agli elementi nell’arco di tutto l’anno. Un tipico inverter può eseguire diversi cicli di commutazione in un solo giorno: oltre che nel passaggio tra il giorno e la notte, può essere chiamato a intervenire durante periodi di ombra o di inattività programmati o non pro- grammati. Per un relè, questo può comportare anche decine di migliaia di commutazioni elet- triche durante il suo ciclo di vita. I produttori devono eseguire dei test rigorosi non solo per garantirne la longevità ma anche per calcolare l’ingombro e il budget energetico in ogni fase del ciclo operativo del dispositivo. Nel caso di Omron, questi calcoli vengono ese- guiti per le prime 30.000 operazioni elettriche: a quel punto, il G9KA mostra in genere solo una deriva trascurabile della resistenza di contatto (circa 0.05 milliohm), superando di gran lunga le prestazioni dei prodotti comparabili. Con due relè, posti in serie per motivi di ridondanza, la probabilità di guasto in condizioni operative normali è praticamente nulla, con variazioni minime delle prestazioni dall’inizio alla fine della vita operativa dell’inverter. Sicurezza e longevità In termini di quantità di calore generata, anche un piccolo cambiamento nell’efficienza può fare una grande differenza. Una temperatura superiore a 115 °C del terminale del carico e della superficie circostante comporterà un invecchiamento prematuro dei componenti, mentre temperature ancora più elevate possono aumentare il rischio di archi elettrici e persino di guasti catastrofici. Le condizioni interne di aria forzata tipica- mente implementate aiutano a contenere le temperature, ma un relè deve anche essere parte integrante di una buona progettazione complessiva del sistema al fine di garantire che la dissipazione del calore di tutti i componenti sia gestita in modo efficace. Sul lato DC e in ingresso agli inverter solari fotovoltaici, il G9KB di Omron utilizza una tecnologia di controllo dell’arco sfruttando il magnetismo permanente per estendere o allun- gare l’arco stesso. Quando viene esteso nella direzione del flusso di corrente, l’arco può essere estinto più facilmente, migliorando la sicurezza del sistema e riducendo la probabilità di guasti catastrofici. In sintesi I progetti di relè PCB hanno aperto nuove entu- siasmanti strade per l’evoluzione della tecnolo- gia solare fotovoltaica. I sistemi PCB possono aiutare a ridurre i cicli di progettazione e con- sentire agli ingegneri di sfruttare una maggiore flessibilità per migliorare i propri prodotti. Essi aiutano inoltre i progettisti a ottenere risultati più elevati all’interno di progetti più piccoli. Sullo sfondo della spinta verso lo zero netto, i produttori di relè come Omron stanno contri- buendo ad accelerare la transizione verso una rete più pulita. n