Il quadro di campo fotovoltaico raccoglie e protegge la parte in corrente continua fra le stringhe dei moduli e l’inverter, quando l’architettura dell’impianto richiede un quadro separato. Dentro possono esserci morsetti, sezionatori, fusibili di stringa, scaricatori di sovratensione (SPD) e dispositivi di monitoraggio. Non è un contenitore da riempire con tutti i componenti disponibili: ogni funzione deve derivare dallo schema elettrico, dalle caratteristiche dei moduli e dell’inverter e dalle condizioni del sito.

La differenza rispetto a un normale quadro di distribuzione è decisiva. I moduli producono tensione in continua quando sono illuminati; aprire un interruttore sul lato AC non rende automaticamente inattive le stringhe. Un componente adatto alla corrente alternata o un connettore usato come interruttore può causare archi, surriscaldamenti e guasti.

Questa guida spiega che cosa chiedere a progettista e installatore, come leggere il preventivo e quali verifiche devono accompagnare la consegna; non è una procedura per cablare o intervenire su un quadro energizzato.

Che cos’è il quadro di campo e quando serve davvero

Il quadro DC può ricevere una o più stringhe, riunire quelle destinate allo stesso ingresso o al medesimo sottocampo e instradarle verso l’inverter. In un impianto piccolo con una stringa per ingresso MPPT, il produttore dell’inverter può aver già integrato sezionamento e protezioni necessarie: in quel caso un quadro esterno va giustificato, non aggiunto per abitudine. In un impianto con più stringhe parallele, distanze importanti o esigenze di monitoraggio e manutenzione, un combiner separato può rendere ordinati e accessibili i punti di protezione. L’architettura si definisce prima di comprare la cassetta.

Il lato DC collega generatori e ingressi dell’inverter; il lato AC collega l’uscita dell’inverter al quadro di distribuzione e alla rete. Un dispositivo sul lato AC non sostituisce quello richiesto in continua. Anche “quadro di stringa”, “string box” e “combiner box” non descrivono sempre lo stesso contenuto: alcuni quadri raccolgono stringhe senza parallelarle, altri le mettono in parallelo e aggiungono fusibili e monitoraggio. Nel preventivo servono schema unifilare, numero di ingressi e uscite, valori nominali e posizione effettiva del quadro.

Il percorso elettrico prima dei componenti

Il progettista parte dalla configurazione dei moduli in serie per formare una stringa e da quella delle stringhe rispetto agli MPPT. Verifica tensione massima a freddo, corrente di cortocircuito, possibili correnti inverse, limiti dell’inverter, cavi, lunghezza delle tratte e condizioni ambientali. Solo dopo decide se accorpare stringhe e quali protezioni servono. Mettere in parallelo stringhe con moduli, orientamenti o ombreggiamenti incompatibili può peggiorare funzionamento e diagnosi: il quadro non corregge un errore di architettura del generatore.

La norma IEC 62548-1:2023 riguarda progettazione del generatore, cablaggio DC, protezioni, sezionamento e messa a terra; la CEI 64-8, nona edizione, ha aggiornato anche la sezione 712 sui sistemi fotovoltaici.

Le prescrizioni applicabili vanno lette nel loro testo completo e nel progetto dell’impianto, non dedotte dalla sola sigla stampata su un componente. La guida al progetto dell’impianto elettrico chiarisce quali elaborati e responsabilità documentare.

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Quali dati servono per dimensionare il quadro

La scheda dei moduli fornisce almeno tensione a circuito aperto Voc, corrente di cortocircuito Isc e relativi coefficienti; il progettista usa le condizioni ambientali di progetto per verificare i valori estremi della stringa. La scheda dell’inverter indica intervallo MPPT, tensione massima d’ingresso, corrente massima per ingresso e corrente di cortocircuito ammissibile. Il quadro, i dispositivi e l’isolamento dei cavi devono reggere le condizioni che possono realmente verificarsi, non soltanto i valori nominali alla temperatura di prova standard.

Un esempio sulla tensione a freddo, con ipotesi dichiarate

Supponiamo una stringa di 12 moduli, ciascuno con Voc a condizioni standard di 49,5 V e coefficiente di Voc pari a −0,28%/°C. Se per il solo esempio si assume una temperatura di cella di progetto di −10 °C invece di 25 °C, la variazione è di 35 °C e Voc cresce indicativamente del 9,8%. La tensione di stringa stimata diventa 12 × 49,5 × 1,098 = circa 652 V. Non è la tensione da selezionare per qualunque impianto: occorre usare le temperature e i coefficienti effettivi, le tolleranze del modulo e le istruzioni dei fabbricanti. Il risultato serve a capire perché un quadro con componenti “600 V DC” scelti solo dai 594 V nominali della stringa sarebbe da riesaminare.

Per la corrente, la verifica non si limita a sommare la potenza nominale dei pannelli. Isc, eventuale guadagno dei moduli bifacciali, numero di stringhe parallele e correnti che possono ritornare in una stringa guasta influenzano fusibili, sezionatori, conduttori e morsetti. Le portate vanno confrontate con temperatura ambiente, posa, raggruppamento, derating del quadro e limiti di ingresso dell’inverter. Se un produttore propone un quadro preassemblato, la documentazione deve mostrare per quali configurazioni e condizioni quelle caratteristiche sono dichiarate.

Sezionatore DC: isolare non significa spegnere i moduli

Il sezionatore permette di isolare la parte d’impianto prevista dallo schema, per esempio l’ingresso dell’inverter o una porzione del generatore. Deve essere idoneo all’uso in corrente continua fotovoltaica, con tensione, corrente, polarità, configurazione dei poli e capacità di manovra coerenti con il circuito. IEC 60947-3 tratta interruttori, sezionatori e interruttori-sezionatori; la sola presenza della manopola non prova che il dispositivo possa interrompere sotto carico una stringa DC. Occorre leggere la categoria d’impiego e lo schema di collegamento del modello specifico.

Il comando deve essere identificabile e accessibile alle persone autorizzate. Posizione fisica, possibilità di blocco, indicazione dei circuiti e coordinamento con i dispositivi integrati nell’inverter dipendono dal progetto. Un inverter con sezionatore DC incorporato non autorizza a omettere automaticamente ogni dispositivo remoto quando il percorso dei cavi, la manutenzione o altre prescrizioni ne richiedono uno. Viceversa, moltiplicare i sezionatori senza funzione chiara aumenta connessioni e possibili guasti.

Perché non si staccano i connettori per interrompere la corrente

Un connettore FV è una connessione, non un comando di manovra sotto carico. Scollegarlo in condizioni improprie può produrre un arco elettrico. Anche dopo l’azionamento del sezionatore, i conduttori a monte possono restare in tensione per effetto della luce; sul lato inverter possono essere presenti energie residue secondo il fabbricante. Solo personale qualificato, con procedure di isolamento, verifica dell’assenza di tensione e dispositivi adeguati, può aprire il quadro. Per l’utente la regola utile è non provare a “resettare” un guasto aprendo portafusibili o connettori.

Fusibili di stringa: quando servono e come si scelgono

I fusibili proteggono una stringa dalle correnti inverse provenienti dalle altre stringhe quando la topologia può generarle in misura dannosa. Non sono un accessorio universale obbligatorio per ogni stringa singola: la necessità dipende dal numero di paralleli e dal confronto fra corrente inversa possibile e limite ammesso dal modulo e dai componenti. La verifica va fatta secondo IEC 62548-1 e indicazioni del fabbricante. Un quadro preconfezionato con fusibili su un impianto che non li richiede non è necessariamente pericoloso, ma il progetto deve spiegare il perché e controllare le perdite e la manutenzione aggiunte.

Quando servono, i fusibili per FV devono essere appropriati alla continua e alla specifica applicazione; IEC 60269-6 tratta i fusibili per stringhe e campi fotovoltaici, tipicamente indicati come gPV. Corrente nominale, tensione massima DC, potere di interruzione, portafusibile e condizioni termiche devono essere coerenti. Un fusibile generico per AC non è un sostituto automatico. Nemmeno scegliere il calibro più alto possibile aumenta la sicurezza: potrebbe lasciare senza protezione il modulo o il cavo nelle condizioni di guasto per cui il dispositivo è stato previsto.

Per diagnosticare un fusibile intervenuto, l’installatore non deve limitarsi a sostituirlo. La causa può essere un guasto di isolamento, una stringa invertita, un connettore danneggiato, acqua nel quadro o un errore di dimensionamento. Prima di riarmare o sostituire componenti occorrono misure e procedura sicura. Il monitoraggio delle correnti di stringa aiuta a identificare anomalie, ma non sostituisce la protezione elettrica.

SPD per fotovoltaico: posizione, tipo e coordinamento

Gli SPD limitano le sovratensioni transitorie. Per il lato DC fotovoltaico vanno scelti dispositivi previsti per questa applicazione, conformi al campo di IEC 61643-31; IEC 61643-32 descrive criteri di selezione, installazione e coordinamento. Non basta guardare la tensione di rete AC o mettere uno scaricatore qualunque nella prima cassetta disponibile. Occorre valutare rischio di fulminazione, eventuale impianto di protezione contro i fulmini, posa dei cavi, distanza fra generatore e inverter, tensione massima a freddo, sistema di terra e protezione già presente nell’inverter.

Tipo 1 o tipo 2: niente regola unica per tutti i tetti

La scelta fra SPD di tipo 1, tipo 2 o combinati dipende dal progetto di protezione contro i fulmini e dal punto d’installazione. Un fabbricato con LPS esterno e distanze di separazione non rispettate presenta condizioni diverse da un piccolo impianto su edificio senza LPS. Anche collocare uno SPD in quadro di campo e un altro presso l’inverter richiede coordinamento, non semplice duplicazione. Il progettista definisce la posizione in cui la protezione è efficace e i percorsi di collegamento alla terra secondo le istruzioni dei dispositivi; collegamenti inutilmente lunghi possono ridurre la protezione reale.

La cartuccia di uno SPD può segnalare fine vita o intervento. L’indicatore visivo e l’eventuale contatto remoto rendono la manutenzione più semplice, ma non dicono da soli se l’impianto è sicuro: va verificata la causa, la protezione di back-up prevista dal fabbricante e la continuità dei collegamenti. La guida all’impianto di messa a terra chiarisce il contesto generale; nel fotovoltaico collegamenti equipotenziali e SPD vanno coordinati nel progetto specifico.

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Cablaggio: cavi, connettori, polarità e percorsi

Il cablaggio in ingresso e in uscita deve essere dimensionato per corrente, tensione, caduta di tensione, temperatura e modalità di posa. Il cavo FV usato all’esterno deve avere caratteristiche dichiarate per l’ambiente e l’applicazione; guaine, pressacavi e tubazioni devono proteggere da UV, acqua, sfregamento e trazione. Nel quadro vanno mantenuti raggi di curvatura e separazioni previsti; conduttori lasciati tesi contro un morsetto o un passacavo possono allentarsi nel tempo. Il percorso deve anche consentire ispezione senza dover smontare protezioni o altri impianti.

La polarità di ogni stringa va identificata prima della connessione. Connettori apparentemente simili non sono necessariamente compatibili fra fabbricanti: IEC 62852 definisce requisiti e prove dei connettori per circuiti DC fotovoltaici, ma la compatibilità della specifica coppia va documentata. Giunzioni improvvisate, crimpature con utensile sbagliato o coppie di connettori non approvate possono creare alta resistenza e calore. La guida all’impianto elettrico esterno approfondisce le condizioni ambientali per custodie e cavi; il quadro FV richiede in più la verifica delle tensioni DC di stringa.

Un quadro ordinato riduce gli errori, ma non sostituisce le prove

Entrate e uscite, circuiti, polarità e dispositivi devono essere etichettati in modo durevole e leggibile. In un quadro con molte stringhe, un disegno aggiornato evita di aprire il circuito sbagliato durante la manutenzione. Per apparecchiature di misura o monitoraggio, sensori e comunicazioni devono essere compatibili con le correnti previste e non introdurre morsetti o giunzioni non documentati. IEC 61439-2 contiene requisiti per quadri di potenza e relative verifiche; l’edizione 2026 di IEC 61439-8 tratta specificamente gli assiemi per installazioni FV. Il quadro scelto va accompagnato dalla documentazione applicabile e dalla valutazione dell’assemblatore, non da una lista di marchi isolati.

Contenitore e posizione: IP, calore e accessibilità

Una custodia esterna deve resistere alle condizioni del sito: acqua, polvere, UV, irraggiamento solare, temperatura e possibili urti. Il grado IP è una parte della scelta, non una garanzia che il quadro resterà asciutto se le entrate cavi sono eseguite male o il coperchio è deformato. Il calore di fusibili, SPD e morsetti, sommato al sole estivo, impone verifiche termiche e spazi di montaggio; una cassetta piccola “perché ci sta tutto” può favorire degrado e falsi interventi. Anche il colore e la ventilazione della custodia vanno valutati con le istruzioni del fabbricante.

Il quadro deve essere raggiungibile per ispezione e sostituzione dei componenti senza creare un lavoro in quota evitabile, ma non accessibile a utenti non autorizzati. Non va nascosto dietro accumuli o materiali combustibili né posto dove l’acqua di gronda può colpirlo ripetutamente. La posizione può influire sulle lunghezze dei cavi e quindi anche sulla scelta e collocazione degli SPD. Se il quadro è vicino ai moduli e lontano dall’inverter, la verifica va fatta sull’intero percorso, non soltanto sulla custodia.

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Tre configurazioni che cambiano il quadro

Un piccolo impianto con stringhe separate verso l’inverter

Se ogni stringa ha un proprio ingresso e il fabbricante integra i dispositivi necessari, un grande combiner esterno potrebbe non offrire alcun beneficio. Il progettista controlla comunque sezionamento, protezione dalle sovratensioni, cavi e accessibilità. Il preventivo deve spiegare perché c’è o non c’è il quadro di campo. La guida ai guasti dell’inverter mostra quanto sia utile sapere quale circuito alimenta ciascun ingresso quando si diagnostica un’anomalia.

Più stringhe in parallelo sullo stesso MPPT

Qui la corrente combinata cresce e una stringa guasta può ricevere corrente inversa dalle altre. Il progetto verifica compatibilità elettrica delle stringhe, limiti dell’inverter, necessità di fusibili gPV, portata di sbarre o morsetti e del sezionatore, sezione dei cavi in uscita e dissipazione termica. Il quadro può raccogliere misure di corrente per singola stringa. Non si può riutilizzare un box per due stringhe su un campo ampliato a sei cambiando solo le etichette: cambiano correnti e scenari di guasto.

Impianto con tratte lunghe o protezione contro i fulmini

La distanza fra campo e inverter, il percorso dei cavi e l’eventuale LPS impongono una valutazione delle sovratensioni e del coordinamento degli SPD nei diversi punti. Il quadro vicino ai moduli può essere utile, ma occorre controllare accesso, ambiente e collegamento equipotenziale. La guida al fotovoltaico e prevenzione incendi tratta l’analisi antincendio generale; il progetto del quadro deve restare coerente con eventuali prescrizioni del sito senza presumere che un singolo componente risolva ogni rischio.

Verifiche, manutenzione e segnali di guasto

Alla consegna l’installatore deve fornire schema aggiornato, identificazione delle stringhe, schede e dichiarazioni dei componenti, risultati delle prove e istruzioni di manutenzione. IEC 62446-1 descrive documentazione, prove di messa in servizio e ispezione per sistemi FV connessi alla rete. Fra i controlli pertinenti, eseguiti da personale competente, rientrano ispezione visiva, polarità, tensioni di stringa, continuità dei collegamenti di protezione, isolamento e funzionalità dei dispositivi secondo il progetto e le procedure applicabili. La guida alla manutenzione dell’impianto elettrico aiuta a organizzare le verifiche nel tempo.

Segni da riferire subito all’installatore sono odore di bruciato, scolorimento della custodia, guarnizione rovinata, ingresso d’acqua, SPD che segnala fine vita, fusibile intervenuto, allarme di isolamento o calo persistente di una stringa. Non aprire il quadro per cercare il guasto: persino con l’inverter spento, il lato a monte dei dispositivi può restare alimentato dai moduli. Anche una termografia o una misura elettrica ha valore solo se eseguita nelle condizioni adatte e interpretata in relazione allo schema, non come sostituto automatico della diagnosi.

Costi e preventivo: confrontare la configurazione, non solo il prezzo

Il costo dipende da numero di stringhe, tensione e corrente nominali, sezionatori, fusibili e portafusibili, SPD, monitoraggio, custodia, cablaggio, accesso per la posa e prove. Un quadro preassemblato può semplificare installazione e documentazione quando corrisponde esattamente alla configurazione; uno su misura può essere necessario per condizioni particolari. Non esiste un prezzo per kW che descriva la qualità del quadro: due impianti di pari potenza possono avere numero di stringhe, distanza dall’inverter e necessità di protezione molto diversi.

Nel preventivo chiedere: schema unifilare, numero di ingressi e uscite, tensione e corrente di progetto, marca e modello dei dispositivi, motivo della presenza o assenza dei fusibili, scelta e posizione degli SPD, grado e condizioni d’uso della custodia, tipo di cavi e connettori, verifiche finali e documenti consegnati. Se una voce riporta solo “quadro FV completo”, non permette di confrontare la protezione reale. Anche la sostituzione futura di un fusibile o di uno SPD deve essere possibile con componenti identificabili e accesso sicuro.

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Checklist per chi commissiona o riceve il quadro

  • Lo schema distingue chiaramente lato DC e lato AC, stringhe e ingressi MPPT?
  • La massima tensione a freddo e le correnti possibili sono documentate?
  • Ogni sezionatore è dichiarato per il circuito DC e per la modalità di manovra prevista?
  • La presenza o assenza dei fusibili di stringa è motivata dall’analisi delle correnti inverse?
  • Tipo, posizione e coordinamento degli SPD sono motivati dal rischio e dal percorso dei cavi?
  • Custodia, pressacavi, cavi e connettori sono compatibili con ambiente e componenti?
  • Identificazione, prove, schema aggiornato e istruzioni di manutenzione sono stati consegnati?

Il quadro di campo corretto non è necessariamente quello con più dispositivi: è quello in cui ogni protezione ha una funzione verificata, ogni connessione è compatibile e la manutenzione può avvenire con documenti chiari e procedure sicure. La continuità di produzione dell’impianto dipende anche dalla qualità di questo lavoro poco visibile.

Domande frequenti sul quadro di campo fotovoltaico

Ogni impianto fotovoltaico richiede un quadro di campo separato?

No. Dipende dall’architettura, dal numero di stringhe, dalle protezioni integrate nell’inverter e dalle condizioni di posa. La scelta deve risultare dallo schema e dalle verifiche di progetto.

Il quadro di campo è sul lato DC o sul lato AC?

Con questo nome si indica normalmente il quadro fra stringhe FV e inverter, quindi sul lato DC. Il quadro AC dell’uscita inverter ha funzioni e dispositivi diversi.

I fusibili gPV vanno montati su ogni stringa?

Non sempre. Servono quando la configurazione può generare correnti inverse dannose e la verifica li richiede. Tipo e taglia devono essere coerenti con moduli, stringhe e componenti.

Un interruttore AC può sezionare una stringa fotovoltaica?

Non automaticamente. Il dispositivo deve essere dichiarato adatto alla corrente continua FV, alla tensione e corrente previste e alla modalità di manovra del circuito.

Uno SPD presente nell’inverter basta sempre?

No. Rischio di sovratensione, eventuale LPS, lunghezza e percorso dei cavi e coordinamento dei dispositivi possono richiedere protezioni in altri punti. Decide il progetto.

Posso staccare un connettore FV per fare manutenzione?

Non come sostituto di un sezionatore. Scollegare sotto carico può causare un arco; qualsiasi intervento deve essere svolto da personale qualificato con procedure di isolamento e verifica.

Cosa significa se un fusibile o uno SPD segnala un guasto?

È un’anomalia da diagnosticare. Sostituire la cartuccia senza cercare la causa può lasciare attivo un difetto di isolamento, cablaggio o sovratensione.

Quali documenti devo ricevere con il quadro?

Almeno schema aggiornato, identificazione dei circuiti, dati dei componenti e del quadro, risultati delle verifiche e istruzioni di manutenzione, secondo il progetto e le prescrizioni applicabili.

Fonti tecniche