Come scegliere un SPD CC per impianti solari in Spagna

Gli impianti solari fotovoltaici sono esposti a sovratensioni transitorie causate da attività fulminante nelle vicinanze, operazioni di commutazione e disturbi trasmessi attraverso i circuiti elettrici collegati. Questi eventi possono danneggiare inverter, apparecchiature di monitoraggio, quadri di parallelo (combiner box) e altri componenti sensibili.

La scelta del corretto SPD CC per impianti solari in Spagna richiede molto più del semplice abbinamento di un dispositivo alla tensione nominale del sistema. Progettisti e installatori devono considerare anche la tensione massima a circuito aperto del fotovoltaico, la classificazione dell'SPD, la capacità di scarica, il livello di protezione dalla tensione, il sistema di messa a terra, la lunghezza dei cavi, il luogo di installazione e le normative applicabili.

Tuttavia, la scelta di un SPD CC comporta molto più del semplice abbinamento di un dispositivo alla tensione nominale del sistema. Progettisti e installatori devono considerare anche la tensione massima a circuito aperto del fotovoltaico, la classificazione dell'SPD, la capacità di scarica, il livello di protezione dalla tensione, il sistema di messa a terra, la lunghezza dei cavi, il luogo di installazione e le normative applicabili.

Questa guida spiega come scegliere un SPD CC per impianti solari in Spagna e identifica le informazioni tecniche da confermare prima di richiedere un preventivo.

Perché i sistemi fotovoltaici necessitano di protezione contro le sovratensioni in corrente continua (DC)

I moduli fotovoltaici e i relativi cavi di collegamento sono solitamente installati su ampie aree esposte. I lunghi percorsi dei cavi in DC possono fungere da vie attraverso le quali le sovratensioni transitorie, indotte da fulmini o causate da manovre di commutazione, raggiungono l'inverter.

Una sovratensione non deve necessariamente originarsi da un fulmine che colpisce direttamente l'impianto fotovoltaico. Fulmini nelle vicinanze possono indurre tensioni transitorie nei cavi DC, mentre le operazioni di commutazione all'interno dell'impianto possono anch'esse creare disturbi elettrici.

Un dispositivo di protezione contro le sovratensioni (SPD) in DC è progettato per:

• Limitare la tensione transitoria a un livello accettabile
• Deviare la corrente di sovratensione verso il sistema di messa a terra di protezione
• Ridurre lo stress elettrico sull'isolamento dell'inverter
• Proteggere il quadro di parallelo (combiner box) e i componenti di monitoraggio
• Ridurre la probabilità di tempi di inattività causati da danni legati alle sovratensioni

Un SPD non sostituisce un fusibile, un interruttore automatico, un sezionatore, un sistema di messa a terra o un sistema di protezione contro i fulmini esterno. Ogni dispositivo svolge una diversa funzione di protezione e deve essere coordinato come parte integrante del progetto fotovoltaico completo.

Normative e standard rilevanti per la Spagna

Gli impianti elettrici a bassa tensione in Spagna sono regolati dal Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, comunemente noto come REBT. Il progetto applicabile deve inoltre considerare le istruzioni tecniche vigenti, le specifiche di progetto, i requisiti locali e gli standard richiamati dal regolamento.

L'elenco ufficiale spagnolo degli standard associati al REBT include:

• UNE-EN 61643-31 – Requisiti e metodi di prova per SPD utilizzati in impianti fotovoltaici
• UNE-EN 61643-11 – Requisiti e metodi di prova per SPD collegati a sistemi di alimentazione a bassa tensione
• UNE-HD 60364-4-443 – Protezione contro le sovratensioni transitorie di origine atmosferica o causate da manovre

Per le applicazioni fotovoltaiche internazionali, sono importanti anche i seguenti documenti IEC:

• IEC 61643-31 – Requisiti e metodi di prova per SPD sul lato CC degli impianti fotovoltaici
• IEC 61643-32 – Principi di selezione e applicazione per SPD CC fotovoltaici
• IEC 60364-7-712 – Requisiti per l'installazione elettrica di sistemi di alimentazione fotovoltaici

La norma IEC 61643-31 si applica agli SPD collegati al lato CC di impianti fotovoltaici con tensioni nominali fino a 1.500 V CC.

I requisiti del progetto possono variare in base al tipo di installazione, alla valutazione del rischio, all'ubicazione, al design dell'inverter, al sistema di protezione contro i fulmini esterno e ai requisiti delle autorità spagnole o dell'installatore autorizzato. La scelta del prodotto deve pertanto essere confermata dal progettista o da un professionista elettrico qualificato.

Passaggio 1: Calcolare la tensione fotovoltaica massima

Il primo parametro di selezione è la tensione massima di funzionamento continuo dell'SPD per il sistema fotovoltaico, normalmente identificata come Ucpv.

Non selezionare un SPD basandosi esclusivamente sulla tensione operativa nominale dell'inverter.

La tensione massima di una stringa fotovoltaica dipende da:

• Numero di moduli collegati in serie
• Tensione a circuito aperto del modulo, o Voc
• Temperatura minima prevista nel sito
• Coefficiente di temperatura del modulo
• Fattori di sicurezza di progetto richiesti dal progetto

La tensione del modulo fotovoltaico aumenta al diminuire della temperatura. Pertanto, la tensione a circuito aperto massima in condizioni di freddo dell'intera stringa può essere superiore al suo valore in condizioni di prova standard.

La Ucpv dello scaricatore di sovratensioni (SPD) deve essere idonea alla tensione massima che può presentarsi in modo continuo ai capi dell'impianto fotovoltaico.

Classi di tensione tipiche

Questi sono esempi di applicazione, non regole di selezione automatica. La tensione finale dell'SPD deve basarsi sulla tensione fotovoltaica massima calcolata e sullo schema di collegamento del produttore.

La selezione di un SPD con una Ucpv insufficiente può causare un funzionamento prematuro, surriscaldamento o disconnessione. La selezione di una tensione nominale inutilmente superiore a quella richiesta può comportare un livello di protezione dalla tensione più elevato e una protezione meno efficace per le apparecchiature sensibili.

Passaggio 2: Scegliere Tipo 1, Tipo 2 o Tipo 1+2

Gli SPD per impianti fotovoltaici sono solitamente classificati in base alla corrente di scarica che sono progettati per gestire.

SPD DC tipo 2

Un SPD di Tipo 2 viene comunemente utilizzato per proteggere da sovratensioni indotte da fulmini e sovratensioni di manovra.

Le applicazioni tipiche includono:

• Sistemi fotovoltaici residenziali su tetto
• Impianti fotovoltaici commerciali su tetto
• Quadri di parallelo DC
• Quadri di distribuzione di stringa
• Ingressi CC degli inverter
• Sistemi in cui non è prevista una corrente di fulmine diretta nel punto di installazione dell'SPD

I dispositivi di Tipo 2 sono normalmente specificati utilizzando la corrente nominale di scarica In e la corrente massima di scarica Imax, basate su una forma d'onda di corrente 8/20 μs.

SPD DC di tipo 1

Un SPD di Tipo 1 è progettato per scaricare correnti parziali di fulmine. Può essere richiesto laddove il progetto di protezione contro i fulmini indichi che la corrente di fulmine può entrare nell'impianto elettrico.

La selezione del Tipo 1 è tipicamente associata a:

• Edifici dotati di un sistema di protezione contro i fulmini esterno
• Installazioni in cui non è possibile mantenere la distanza di separazione richiesta
• Sistemi fotovoltaici su scala industriale esposti
• Luoghi identificati dalla valutazione del rischio fulminazione
• Punti in cui una corrente parziale di fulmine diretta può entrare nei circuiti in corrente continua

La capacità di Tipo 1 è normalmente espressa utilizzando la corrente di scarica impulsiva Iimp, basata su una forma d'onda 10/350 μs.

Tipo 1+2 DC SPD

Un SPD di Tipo 1+2 combina la protezione contro le correnti di fulmine e le sovratensioni indotte in un unico dispositivo.

Può essere preso in considerazione per:

• Siti fotovoltaici esposti
• Ingressi inverter che richiedono una protezione combinata
• Installazioni con protezione esterna contro i fulmini
• Progetti che specificano prestazioni sia di Tipo 1 che di Tipo 2 nella stessa posizione

Il tipo di SPD deve essere selezionato in base al concetto di protezione contro i fulmini del progetto. Non dovrebbe essere scelto solo perché un numero di tipo più alto sembra più potente.

Passaggio 3: Confrontare In, Imax, Iimp e Up

Diverse classificazioni SPD descrivono diversi aspetti delle prestazioni.

Corrente nominale di scarica: In

In indica la corrente che un SPD di Tipo 2 può scaricare ripetutamente nelle condizioni di prova specificate, utilizzando normalmente una forma d'onda 8/20 μs.

È uno dei principali valori nominali utilizzati per confrontare gli SPD di Tipo 2.

Corrente massima di scarica: Imax

Imax è la corrente massima di scarica 8/20 μs che l'SPD può gestire nelle condizioni di prova specificate.

Un valore elevato di Imax da solo non dimostra che un SPD sia adatto a una particolare installazione. Deve essere considerato insieme a In, Up, Ucpv, comportamento al cortocircuito, schema di collegamento e norma di prova applicabile.

Corrente impulsiva di scarica: Iimp

Iimp è utilizzata per i dispositivi di Tipo 1 e Tipo 1+2 e rappresenta la capacità di corrente impulsiva da fulmine utilizzando una forma d'onda 10/350 μs.

Quando è richiesta una protezione di Tipo 1, confrontare il valore Iimp per polo o per modalità di protezione in base alle specifiche di progetto.

Livello di protezione dalla tensione: Up

Su indica la tensione residua che si manifesta ai capi dell'SPD durante la prova di scarica specificata.

Il valore Up deve essere inferiore al livello di tenuta all'impulso dell'apparecchiatura da proteggere. Anche i cavi di collegamento aggiungono tensione durante una sovratensione, pertanto il livello di protezione effettivo all'inverter può essere superiore al valore di catalogo dell'SPD.

Ecco perché sono essenziali collegamenti dell'SPD brevi e diretti.

Passaggio 4: Confermare la configurazione dell'impianto fotovoltaico.

Un circuito CC fotovoltaico può essere flottante, messo a terra funzionalmente o configurato secondo una specifica topologia dell'inverter. L'SPD deve utilizzare una disposizione di collegamento adatta a tale sistema.

Prima di selezionare il numero di poli o le modalità di protezione, confermare:

• Configurazione del conduttore positivo
• Configurazione del conduttore negativo
• Collegamento PE
• Se uno dei poli DC è messo a terra
• Metodo di isolamento e monitoraggio dell'inverter
• Topologia di cablaggio SPD richiesta
• Numero di ingressi MPPT
• Numero di stringhe e quadri di parallelo (combiner box)

Non dare per scontato che un SPD AC con una tensione simile possa essere utilizzato sul lato DC fotovoltaico. I sistemi fotovoltaici presentano caratteristiche specifiche di tensione continua e corrente di guasto. Il dispositivo deve essere progettato e testato per applicazioni fotovoltaiche in corrente continua secondo la norma IEC/UNE-EN 61643-31.

Passaggio 5: Verificare i requisiti di protezione contro il cortocircuito e di protezione di backup

Un SPD fotovoltaico deve essere in grado di disconnettersi in sicurezza se raggiunge la fine della sua vita utile.

I parametri importanti includono:

• Capacità di tenuta al cortocircuito fotovoltaico
• Disconnettore termico interno
• Fusibile di backup a monte richiesto
• Protezione di backup massima ammissibile
• Corrente di guasto presunta disponibile
• Coordinamento con fusibili gPV o interruttori automatici in corrente continua (DC)

Il fusibile di backup esterno non deve essere selezionato solo in base alle dimensioni fisiche dell'SPD. Seguire la scheda tecnica del produttore dell'SPD e verificare la compatibilità con la corrente della stringa FV e le caratteristiche di guasto del sistema.

L'SPD protegge dalle sovratensioni transitorie. Il fusibile gPV o l'interruttore DC protegge dalle condizioni di sovracorrente e cortocircuito. Un dispositivo non può sostituire l'altro.

Passaggio 6: Selezionare la posizione di installazione corretta

Le posizioni tipiche per gli SPD in DC includono:

• Campo fotovoltaico o string box
• Scatola combinatore CC
• Quadro di distribuzione principale in corrente continua (DC)
• Ingresso CC dell'inverter
• Entrambe le estremità di un lungo percorso di cavi in corrente continua (DC)

La disposizione più idonea dipende dalla lunghezza dei cavi, dall'esposizione, dal progetto di protezione contro i fulmini, dal livello di tenuta dell'apparecchiatura e dalla valutazione del rischio del progetto.

Per un'installazione compatta su tetto con percorsi brevi dei cavi in CC, un SPD di Tipo 2 vicino all'inverter può fornire la protezione richiesta quando consentito dal progetto.

Per percorsi più lunghi tra l'impianto fotovoltaico e l'inverter, potrebbero essere necessari SPD coordinati su entrambe le estremità. Ciò riduce lo stress di tensione che può svilupparsi lungo il cavo e migliora la protezione delle apparecchiature in ciascuna posizione.

Alcune linee guida di progettazione del settore utilizzano circa 10 metri come punto in cui considerare un ulteriore coordinamento. Questa non deve essere considerata una regola universale per ogni installazione in Spagna. Il posizionamento finale deve seguire lo standard di progettazione applicabile, la valutazione del rischio, il percorso dei cavi e le istruzioni del produttore dell'apparecchiatura.

Passaggio 7: Mantenere brevi i collegamenti dell'SPD

Anche un SPD correttamente dimensionato può fornire una protezione scarsa se installato con cavi lunghi o posati in modo errato.

Durante una sovratensione, l'induttanza del cavo crea una tensione aggiuntiva. Conduttori più lunghi possono quindi aumentare la tensione totale che raggiunge l'inverter.

Una buona pratica di installazione include:

• Mantenere i conduttori il più corti e diretti possibile
• Evitare inutili anelli nei cavi
• Instradare correttamente le connessioni positive, negative e di terra (PE)
• Utilizzare la sezione del conduttore specificata dal produttore
• Fornire una connessione di terra (PE) affidabile
• Evitare curve strette ove possibile
• Separare i conduttori protetti da quelli non protetti
• Seguire esattamente lo schema di cablaggio dell'SPD

L'obiettivo è ridurre la lunghezza totale del collegamento e minimizzare il livello di protezione efficace presso l'apparecchiatura protetta.

Step 8: Consider the Enclosure and Environment

DIN-rail SPD modules do not automatically provide outdoor protection. Their environmental protection depends on the enclosure in which they are installed.

For rooftop and outdoor PV systems in Spain, check:

• Enclosure IP rating
• Ambient temperature range
• UV exposure
• Condensation risk
• Ventilazione
• Altitudine
• Pollution level
• Terminal torque requirements
• Accessibility for inspection and replacement

The SPD’s declared ratings apply under the operating conditions stated in its data sheet. High internal cabinet temperatures should be considered, especially in outdoor enclosures exposed to direct sunlight.

Step 9: Plan Inspection and Replacement

SPDs are not permanent, maintenance-free components. Their protective elements can deteriorate after repeated surge events.

Useful maintenance features include:

• Visual status indicator
• Replaceable plug-in cartridge
• Remote signalling contact
• Clear model and voltage identification
• Accessible DIN-rail mounting

The module should be inspected according to the maintenance plan and after significant lightning activity or a known surge event.

Replace the module when:

• The status indicator shows end of life
• The thermal disconnector has operated
• There are signs of overheating or damage
• The device fails inspection or testing
• Replacement is required by the manufacturer’s instructions

Always isolate the relevant DC circuit and follow safe working procedures before inspection or replacement.

Practical Selection Table

This table is a preliminary guide only. It does not replace the project risk assessment or the work of an authorised electrical designer.

Information to Send When Requesting a DC SPD Quotation

Providing complete technical information helps the supplier select the correct product and prevents delays.

Send the following details:

1. Country and project location
2. Residential, commercial, industrial, or utility-scale application
3. Maximum calculated PV string voltage
4. Nominal DC system voltage
5. Required Type 1, Type 2, or Type 1+2
6. Required In, Imax, or Iimp
7. Required voltage protection level
8. Number of poles and connection diagram
9. Sistema di messa a terra
10. Inverter model and number of MPPT inputs
11. Luogo di installazione
12. Required quantity
13. Required certification and documentation
14. OEM label or packaging requirements
15. Delivery location and project schedule

If the SPD type is not yet confirmed, provide the PV module data, number of modules per string, minimum design temperature, inverter model, system drawing, and lightning protection information.

Errori comuni nella selezione degli SPD DC

Avoid these common errors:

• Selecting the SPD only by nominal voltage
• Ignoring cold-condition PV string Voc
• Using an AC SPD on the DC side
• Choosing Type 2 where Type 1 capability is required
• Comparing products only by Imax
• Ignoring Up and equipment withstand voltage
• Installing the SPD with long connecting wires
• Using the wrong protection topology
• Ignoring backup-fuse requirements
• Installing indoor modules in an unsuitable outdoor enclosure
• Failing to inspect the status indicator
• Assuming one SPD automatically protects every part of a large PV installation

Come scegliere un SPD CC per impianti solari in Spagna

Selecting a suitable SPD CC per impianti solari in Spagna requires coordination between the PV system voltage, lightning risk, SPD classification, installation location, earthing arrangement, and applicable Spanish requirements.

The most important steps are:

1. Calculate the maximum cold-condition PV voltage.
2. Select the correct Ucpv rating.
3. Determine whether Type 1, Type 2, or Type 1+2 is required.
4. Compare In, Imax, Iimp, and Up.
5. Confirm the system topology and number of protection modes.
6. Check short-circuit and backup-protection requirements.
7. Choose suitable installation locations.
8. Keep connecting conductors short.
9. Verify enclosure and environmental conditions.
10. Plan inspection and cartridge replacement.

KUANGYA supplies DC SPDs for solar PV applications in 600 V, 1,000 V, and 1,500 V configurations, including Type 2 and Type 1+2 options.

View the KUANGYA DC SPD range for photovoltaic systems or contact us with your system voltage, SPD type, discharge-current requirements, wiring configuration, quantity, and project location to request a data sheet and B2B quotation.

Domande frequenti

Is a Type 2 SPD suitable for every rooftop PV system?

Not automatically. Type 2 is widely used for induced lightning and switching surges, but the final selection depends on the lightning protection system, risk assessment, equipment location, and project requirements.

Can I use a 1,000 V SPD in a 1,000 V PV system?

Only if the SPD’s Ucpv is suitable for the maximum calculated PV voltage under the lowest expected temperature. Do not rely only on the nominal system description.

What is the difference between In and Imax?

In is the nominal discharge current used to evaluate repeated Type 2 surge performance. Imax is the maximum 8/20 μs discharge current the SPD can withstand under specified test conditions.

When is a Type 1+2 SPD used?

It is used where the design requires both partial lightning-current discharge and Type 2 surge-limiting performance at the same installation point.

Where should the DC SPD be installed?

Common locations include the combiner box and inverter DC input. Long cable routes or exposed systems may require coordinated SPDs at more than one location.

Which standard applies to photovoltaic DC SPDs in Spain?

UNE-EN 61643-31 is the principal Spanish standard covering requirements and test methods for SPDs used in photovoltaic installations. The complete installation must also follow the REBT and other applicable technical requirements.

If your project has already reached the stage of deciding between Type 1, Type 2 and Type 1+2 protection, continue with our detailed guide to Type 1 vs Type 2 SPD for solar PV in Spain.

Technical References

• Spain’s Low-Voltage Electrotechnical Regulation – REBT
• 2025 Spanish list of standards referenced by the REBT
• IEC 61643-31: Requirements for PV surge protective devices
• IEC 61643-32: Selection and application of PV DC SPDs
• IEC 60364-7-712: Requirements for PV installations

This article provides general technical guidance. Final SPD selection and installation should be verified by the responsible project designer or an authorised electrical professional in accordance with current Spanish requirements.