Negli impianti fotovoltaici utility-scale, l’ottimizzazione di CAPEX, efficienza operativa e sostenibilità ambientale passa in larga parte dalla progettazione della cabina di campo. È qui che l’energia generata in bassa tensione viene convertita e immessa nella rete di trasmissione in media tensione, rendendo questo nodo impiantistico un elemento chiave per l’affidabilità e la redditività dell’intero parco solare.
In questa guida analizziamo i componenti principali di una cabina di campo moderna, il ruolo degli inverter di stringa a 800 Vac e i vantaggi delle configurazioni su SKID rispetto alle soluzioni tradizionali in shelter.
Cosa contiene una cabina di campo fotovoltaica
Una cabina di campo è un sistema ingegnerizzato che integra diverse apparecchiature critiche per protezione, trasformazione e sezionamento elettrico. I quattro componenti principali sono:
Quadro di bassa tensione (BT)
Il quadro BT ha il compito di parallelare i circuiti provenienti dagli inverter. Deve gestire correnti elevate garantendo una protezione affidabile contro cortocircuiti e sovraccarichi, integrando solitamente interruttori scatolati (MCCB) dimensionati per le tensioni di esercizio dell’impianto.
Quadro di media tensione (MT) SF6-free
Storicamente il gas esafluoruro di zolfo (SF6) è stato lo standard per l’isolamento dei quadri MT, grazie alle sue eccellenti proprietà dielettriche. Il suo altissimo potenziale di riscaldamento globale (GWP) ne sta però imponendo la progressiva eliminazione: il Regolamento (UE) 2024/573 sui gas fluorurati, in vigore dall’11 marzo 2024, vieta l’immissione sul mercato di nuove apparecchiature MT fino a 24 kV contenenti SF6 a partire dal 1° gennaio 2026, con scadenze successive per le classi di tensione superiori.
Le nuove soluzioni per la protezione della linea verso la sottostazione principale si orientano quindi verso:
- isolamento in aria pura (Clean Air);
- gas alternativi eco-compatibili combinati con interruzione in vuoto.
Entrambe le tecnologie azzerano l’impatto ambientale legato al GWP e semplificano lo smaltimento a fine vita, oltre a garantire la conformità normativa richiesta a progettisti e installatori per i nuovi impianti e i retrofit.
Trasformatore principale elevatore (15-20 kV)
Il trasformatore principale eleva la tensione in uscita dagli inverter al livello della rete di distribuzione locale, tipicamente 15 kV o 20 kV in Italia. Per le installazioni all’esterno si privilegiano trasformatori ermetici in olio (minerale o vegetale biodegradabile), progettati per resistere ai cicli di carico variabili tipici della produzione solare e per minimizzare le perdite a vuoto e a carico.
Trasformatore ausiliario
Si tratta di un’unità di potenza contenuta, generalmente da 5 a 50 kVA, dedicata all’alimentazione dei servizi interni della cabina: sistemi di monitoraggio e controllo SCADA, illuminazione, sicurezza, motorizzazione dei quadri e ventilazione o condizionamento.
Inverter di stringa a 800 Vac: perché conviene
Negli impianti utility-scale gli inverter di stringa hanno ormai sostituito le architetture centralizzate. Il trend tecnologico più rilevante è l’innalzamento della tensione alternata d’uscita a 800 Vac, rispetto ai tradizionali 400 V.
A parità di potenza trasportata, l’aumento di tensione riduce drasticamente la corrente circolante, con effetti diretti su:
- riduzione delle perdite per effetto Joule lungo i cavi;
- possibilità di impiegare cavi in alluminio o rame con sezioni inferiori;
- ottimizzazione del bilancio economico del Balance of System (BoS).
Il quadro BT della cabina di campo viene quindi progettato per interfacciarsi direttamente a 800 Vac, con sezionatori e protezioni dedicati a questa classe di tensione.
Soluzioni su SKID: la configurazione più efficiente per il cantiere
Rispetto alla tradizionale cabina in shelter di calcestruzzo o container chiuso, lo SKID è una piattaforma metallica autoportante — solitamente in acciaio zincato a caldo — su cui quadro BT, trasformatore principale, quadri MT e ausiliari vengono pre-assemblati, cablati e collaudati direttamente in fabbrica.
I principali vantaggi di questa soluzione “plug-and-play” per progettisti e installatori sono:
- Riduzione dei tempi in cantiere: le attività on-site si limitano al posizionamento sulle fondazioni (spesso semplici traversini in cemento) e al collegamento dei cavi di potenza esterni.
- Mitigazione del rischio: il pre-commissioning in fabbrica riduce drasticamente errori di cablaggio e difetti legati a montaggi eseguiti in cantiere.
- Ventilazione naturale: la struttura aperta sfrutta il raffreddamento naturale del trasformatore, eliminando la necessità di impianti HVAC energivori e migliorando l’efficienza complessiva del sistema.
Conclusioni
La progettazione della cabina di campo è oggi un ambito in rapida evoluzione, guidato da due spinte convergenti: l’aumento delle tensioni operative lato inverter (800 Vac) per ridurre i costi di cablaggio, e l’obbligo normativo di abbandonare l’SF6 nei quadri MT entro le scadenze fissate dal Regolamento UE 2024/573.
Per studi tecnici e installatori, orientarsi verso soluzioni SF6-free su piattaforma SKID significa anticipare la conformità normativa riducendo contestualmente tempi e rischi di cantiere.
