Progetto Definitivo-Esecutivo

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1 COMUNE DI SAN GIOVANNI IN FIORE Provincia di Cosenza POR CALABRIA FESR 2007/2013 ASSE II ENERGIA OBIETTIVO SPECIFICO 2.1 LINEA DI INTERVENTO Azioni per la realizzazione di impianti per la produzione di energia da fonti rinnovabili. Avviso pubblico per il sostegno alla realizzazione di impianti solari fotovoltaici nelle strutture e nelle componenti edilizie di proprietà delle Amministrazioni Comunali. Decreto n.4519 del 1 Aprile 2010 Progetto Definitivo-Esecutivo OGGETTO: Realizzazione di due impianti solari fotovoltaici su edifici scolastici Gioacchino da Fiore e Corrado Alvaro.. LOCALITA : Pantano -Caccuri- COMMITTENTE: Amministrazione Comunale di San Giovanni in Fiore VIA : P.zza Matteotti ELABORATI: Relazione Tecnica DATA Il Tecnico Ing. Maria Grazia Scigliano TAVOLA N 1

2 SOMMARIO 1. PREMESSA DATI DEL COMMITTENTE, UBICAZIONE E POTENZA DI PICCO... 4 IMPIANTO 1: SCUOLA MEDIA GIOACCHINO DA FIORE REQUISITI DI RISPONDENZA A NORME, LEGGI E REGOLAMENTI DATI GENERALI Dimensionamento Generatore fotovoltaico Orientamento ed Inclinazione del Campo Fotovoltaico PRODUCIBILITA DELL IMPIANTO FOTOVOLTAICO DESCRIZIONE TECNICA DELL IMPIANTO FOTOVOLTAICO Criteri scelti per la progettazione Descrizione generale SCELTA DEI COMPONENTI CARATTERISTICHE DEI COMPONENTI ACCOPPIATI AL GENERATORE Gruppo di Conversione Quadro di Campo Quadro Parallelo MISURE ADOTTATE PER LA PROTEZIONE CONTRO I CONTATTI DIRETTI MISURE ADOTTATE PER LA PROTEZIONE CONTRO I CONTATTI INDIRETTI IMPIANTO DI TERRA LINEE IN CAVO E PROTEZIONI CONTRO CORTO CIRCUITO E SOVRACCARICO Lato corrente continua Lato corrente alternata Sovraccarico Cadute di tensione DATI DEL COMMITTENTE, UBICAZIONE E POTENZA DI PICCO IMPIANTO 2: SCUOLA ELEMENTARE CORRADO ALVARO DATI GENERALI Dimensionamento Generatore fotovoltaico Orientamento ed Inclinazione del Campo Fotovoltaico PRODUCIBILITA DELL IMPIANTO FOTOVOLTAICO DESCRIZIONE TECNICA DELL IMPIANTO FOTOVOLTAICO Criteri scelti per la progettazione Descrizione generale APPENDICE A... 24

3 1. PREMESSA Con la realizzazione di un impianto fotovoltaico, si intende conseguire un significativo risparmio energetico, mediante il ricorso alla fonte energetica rinnovabile rappresentata dal Sole. Esso è costituito dal generatore fotovoltaico e dal gruppo di conversione. Il ricorso a tale tecnologia nasce dall esigenza di coniugare: la compatibilità con esigenze architettoniche e di tutela ambientale; costi di esercizio ridotti; nessun inquinamento acustico; un risparmio di combustibile fossile. Un utile indicatore per definire il risparmio di combustibile derivante dall utilizzo di fonti energetiche rinnovabili è il fattore di conversione dell energia elettrica, in energia primaria [TEP/MWh]. Questo coefficiente individua le T.E.P. (Tonnellate Equivalenti di Petrolio) necessarie per la realizzazione di 1MWh di energia, ovvero le TEP risparmiate con l adozione di tecnologie fotovoltaiche per la produzione di energia elettrica. Ciascun impianto fotovoltaico dei plessi scolastici successivamente definiti Impianto Fotovoltaico 1 Gioacchino da Fiore ed Impianto Fotovoltaico 2 Corrado Alvaro, permetteranno di risparmiare, i seguenti valori di combustibile, riportati in tabella: Risparmio di combustibile in TEP TEP risparmiate in un anno 4,86 TEP risparmiate in 25 anni Fonte Dati :Delibera EEN 3/08, art.2 Inoltre, consentono la riduzione di emissioni in atmosfera delle seguenti sostanze, che hanno effetto inquinante: Emissione evitate in atmosfera CO2 NOX Polveri Emissioni evitate in un anno (kg) ,08 0,76 Emissioni evitate in 25 anno (kg) ,62 351,06 17,56 Fonte Dati :Rapporto ambientale Enel 2008 Gli impianti saranno destinati a funzionare in parallelo alla rete elettrica nazionale in modo da immettere energia pulita in rete, secondo quanto previsto dal servizio di scambio sul posto, con Pag. 3

4 la possibilità di usufruire degli incentivi del Quarto Conto Energia (Decreto del 5 Maggio 2011 Incentivazione della produzione di Energia Elettrica mediante conversione fotovoltaica della fonte solare ). La scelta è motivata dalla possibilità di usufruire di energia elettrica prodotta mediante conversione fotovoltaica, potendo beneficiare, con i criteri del Conto Energia, dell erogazione di una specifica tariffa incentivante di durata ventennale, tale da garantire un equa remunerazione dei costi di investimento e di esercizio. Di seguito vengono descritti gli elementi principali riguardanti lo studio della soluzione proposta considerando lo spazio disponibile. L opera è compatibile con i vari aspetti pianificatori su scala nazionale e regionale e con le linee guida del Piano Energetico Nazionale (per quanto riguarda l incremento dell utilizzo delle fonti rinnovabili). 2. DATI DEL COMMITTENTE, UBICAZIONE E POTENZA DI PICCO IMPIANTO 1: SCUOLA MEDIA GIOACCHINO DA FIORE COMMITTENTE UBICAZIONE E POTENZA IMPIANTO COMUNE PROVINCIA INDIRIZZO POTENZA DI PICCO TIPOLOGIA DI INSTALLAZIONE REGIME CONTRATTUALE Amministrazione Comunale di San Giovanni in Fiore (CS) San Giovanni in Fiore Cosenza Via Pollino 9,62 kw Totale integrazione architettonica Scambio sul posto 3. REQUISITI DI RISPONDENZA A NORME, LEGGI E REGOLAMENTI La caratteristica dell impianti stesso, nonché dei suoi componenti, dovranno corrispondere alle norme di legge e di regolamento vigenti ed in particolare essere conformi: - alle prescrizioni di Autorità locali, comprese quelle dei VV.F.; - alle prescrizioni ed indicazioni dell'enel o dell'azienda distributrice dell'energia elettrica; Pag. 4

5 - alle norme CEI/IEC. Nell Appendice A, è riportato l elenco completo delle norme alla base della progettazione. 4. DATI GENERALI 4.1. Dimensionamento La presente relazione descrivere i criteri utilizzati per le scelte progettuali, per la Progettazione Definitivo-Esecutiva dell impianto fotovoltaico della potenza di 9,62 KWp, installato sulla copertura in totale integrazione architettonica della scuola media Gioacchino da Fiore. L impianto sarà da considerare totalmente integrato, in quanto sostituisce gli elementi dell'involucro edilizio esistente, sostituendosi nelle loro funzioni, pur mantenendo, ovviamente, la loro funzione di generatori di energia elettrica. Sarà cura del committente verificare la portata della struttura di supporto del tetto, nonché l installazione di sistemi che assicurino la tenuta all'acqua, tipo ondulina in ferro zincato da installare sulla parte della copertura interessata all intervento. Tale immobile è di proprietà del Comune di San Giovanni in Fiore. Non sono presenti vincoli ambientali e problematiche relative all'impatto visivo. Si riporta di seguito, nella fig.1 l ubicazione del sito. Figura 1.: ubicazione geografica del Sito Pag. 5

6 PARAMETRI CLIMATICI DELLA LOCALITA Altitudine Zona geografica 1049 m. s.l.m. Italia Meridionale Zona climatica D Classificazione sismica II Provincia di riferimento Cosenza Latitudine " Longitudine " Tabella 1: tabella riassuntiva dati climatici TEMPERATURE MEDIE MENSILI ( C) Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic 7,3 7,5 9,3 12,1 16,9 20,9 23,5 23,6 19,8 16,6 12 8,8 Tabella 2: tabella riassuntiva temperature medie mensili Temperatura media giornaliera (24h) ( C) ,9 20,9 23,5 23,6 19,8 16, ,3 7,5 9,3 12,1 12 8,8 5 0 Genn Febb Marz Apr Mag Giu Lug Agos Sett Ott Nov Dic Grafico 1: istogramma temperature medie mensili (Fonte: PVGIS) Pag. 6

7 Irraggiamento solare [MJ/g] ad San Giovanni in Fiore (CS) in base alla norma UNI Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic Diretta 7,76 11,47 15,25 16,43 17,93 21,51 21,84 21,86 18,52 12,60 10,76 9,14 Diffusa 2,98 3,63 4,56 5,77 6,32 5,58 5,39 4,84 4,56 4,00 2,98 2,60 Riflessa 0,11 0,17 0,24 0,30 0,36 0,41 0,40 0,36 0,28 0,18 0,13 0,11 Totale 10,85 15,26 20,05 22,50 24,62 27,50 27,64 27,06 23,36 16,78 13,87 11,85 Tabella 3: tabella riassuntiva Irradiazione giornaliera media mensile Irraggiamento solare [MJ/mq] ad San Giovanni in Fiore (CS) in base alla norma UNI Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic Totale 3,01 4,24 5,57 6,25 6,84 7,64 7,68 7,52 6,49 4,66 3,85 3,29 Tabella 4: tabella riassuntiva Irradiazione giornaliera media mensile Irradiazione media mensile sul piano orizzontale kwh/mq Norma UNI ,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 7,64 7,68 7,52 6,84 6,25 6,49 5,57 4,66 4,24 3,85 3,01 3,29 Genn Febb Marz Apr Mag Giu Lug Agos Sett Ott Nov Dic Grafico 2: Istogramma irradiazione media mensile( MJ/mq) ALBEDO MEDIO MENSILE Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 Tabella 5: tabella riassuntiva Albedo medio mensile Albedo medio annuo: 0.2. Pag. 7

8 Si riporta di seguito, la vista dell orizzonte con l altezza solare del luogo oggetto di studio. Figura 2: vista dell'orizzonte con l'altezza solare Pag. 8

9 4.2 Generatore fotovoltaico L impianto fotovoltaico funzionerà in parallelo alla rete di distribuzione dell energia elettrica e fornirà parzialmente il fabbisogno di energia dell utenza che andrà a servire. Parte dell energia prodotta servirà per soddisfare i bisogni della scuola media e l altra sarà ceduta in rete, secondo i criteri di Scambio sul Posto regolamentati dalle normative vigenti. Il generatore fotovoltaico si comporrà da moduli costituiti da celle in silicio policristallino ad alta efficienza, con cavi pre-cablati a connessione rapida, tipo BAUER BS-185-5M7.1, della potenza di 185 Watt con una vita utile stimata di oltre 20 anni senza degrado significativo delle prestazioni. Esso si ottiene collegando in serie i moduli fotovoltaici, provvisti di tre diodi di by-pass. Le altre caratteristiche del generatore fotovoltaico sono: Numero moduli: 52 Potenza nominale 185Wp Celle: Policristallino Dimensione: (Lung x Largh. 808 x H 30 mm), peso 16 Kg La potenza complessiva da raggiungere sarà di 52 x 185 Wp = 9620 W. Superficie complessiva moduli stimata = 66 m² 4.4. Orientamento ed Inclinazione del Campo Fotovoltaico Il campo fotovoltaico sarà esposto, con un orientamento azimutale di 34 rispetto al sud mentre la falda dell edificio ha una inclinazione di circa 17 (tilt). L impianto sarà totalmente integrato, in quanto sostituirà gli elementi dell'involucro edilizio esistente, sostituendosi nelle loro funzioni, pur mantenendo, ovviamente, la funzione di generatori di energia elettrica. Il montaggio dei moduli fotovoltaici, avverrà tramite struttura metallica che permetterà un rapido montaggio sul tetto interessato, e sarà costituita interamente da profilati in alluminio. Tale sistema si contraddistingue per la sua semplicità e per la rapidità nell installazione, resistenza ai carichi pesanti (peso pannelli, neve) e al vento. Il fissaggio del profilo alla lamiera grecata avverrà a mezzo di staffe fissate con speciali rivetti. L impermeabilizzazione della copertura sarà garantita da un ondulina in ferro zincato, interposta tra i profili di fissaggio dei moduli ed il solaio. Pag. 9

10 Si riporta di seguito, il particolare della fase di montaggio appena descritta. Figura 3:particolare costruttivo 5. PRODUCIBILITA DELL IMPIANTO FOTOVOLTAICO La potenza alle condizioni STC (irraggiamento dei moduli di 1000 W/m² a 25 C di temperatura) risulta essere: P STC = P MODULO x N MODULI = 185 x 52 = 9620Wp Consideriamo un efficienza del B.O.S. (Balance of system) del 82% che tiene conto delle perdite dovute a diversi fattori quali: maggiori temperature, superfici dei moduli polverose, differenze di rendimento tra i moduli, perdite dovute al sistema di conversione. L energia producibile su base annua dal sistema fotovoltaico è data da: E [kwh/anno) = (I x S x R MODULI x R BOS ) In cui: I = irraggiamento medio annuo (Fonte: Pvgis) = 1690 kwh/m² S = superficie totale dei moduli = 66 m² Pag. 10

11 R MODULI = rendimento di conversione dei moduli = 14,7% R BOS = rendimento del B.O.S. = 82% Pertanto, applicando la formula abbiamo: E = (1690 x 66 x 14% x 82% ) = [kwh/anno] Da questo si stima una produzione di energia elettrica annua sul piano dei moduli di 1398 kwh/kw fotovoltaico installato. Si riporta di seguito, la tabella del PVGIS, dalla quale è stato preso il valore dell irraggiamento medio annuo (fig. 4). Figura 4: dati PVGIS Pag. 11

12 I misuratori di energia prodotta saranno due: un misuratore dell energia totale prodotta dal sistema fotovoltaico, un contatore di energia di tipo elettromeccanico con visualizzazione della quantità di energia ceduta alla rete elettrica esterna, e sarà posto a cura del Distributore di Energia Elettrica. 6. DESCRIZIONE TECNICA DELL IMPIANTO FOTOVOLTAICO Criteri scelti per la progettazione Al fine di ottimizzare la continuità di esercizio, si è adottata la scelta di suddividere la conversione dell energia elettrica in più unità di conversione. Descrizione generale L impianto fotovoltaico in oggetto sarà connesso alla rete di alimentazione trifase 380 V 50 Hz. Tale impianto nei suoi componenti principali sarà così composto: Campo o Generatore fotovoltaico Quadro di campo Inverter Quadro parallelo Il generatore fotovoltaico sarà composto da 52 moduli fotovoltaici aventi potenza pari a 185 Wp cadauno per una potenza complessiva di 9,62 kwp. Il generatore fotovoltaico sarà suddiviso in un unico sotto campo composto da 13 moduli che costituiranno 4 stringhe. Gli impianti fotovoltaici, essendo dislocati all esterno, e ricoprendo una vasta area sono particolarmente sensibili alle scariche atmosferiche sia di tipo diretto (struttura colpita da fulmine) che di tipo indiretto (caduta di un fulmine in prossimità della struttura in grado di generare campi elettromagnetici e tensioni indotte pericolose). Si prevede di installare un quadro di campo a monte di ogni convertitore statico. Il quadro di campo utilizzato per il sezionamento del generatore, rispetta la norma IEC attuata in Italia attraverso il Dm del 19 febbraio e per la protezione dalle scariche atmosferiche indirette. Il quadro di campo dovrà essere in policarbonato e comunque Pag. 12

13 dovrà garantire un grado di protezione IP66 con coperchio trasparente per poter effettuare verifiche visive senza accedere a parti sotto tensione. Per la conversione e condizionamento dell energia prodotta verrà utilizzato 1 inverter tipo AURORA POWER ONE PVI-10.0 OUTD-IT della potenza pari a W. L inverter ha il compito di convertire la corrente continua in corrente alternata. Le uscite in corrente alternata dell inverter si attesterà ad interruttori magneto-termici con funzione di sezionamento e protezione alloggiati nel quadro di parallelo. Nel quadro parallelo il sottocampo è protetto e sezionabile dagli interruttori magneto termici. L interfaccia con la rete sarà garantita dall'adozione di un apposito dispositivo, con il compito di garantire il rispetto degli standard qualitativi dell energia elettrica prodotta dal sistema ed immessa nella rete, tale dispositivo è implementato nell inverter. Si riporta di seguito uno schema indicativo del layout dell impianto fotovoltaico, con la posizione dei pannelli. Figura 5:layout indicativo dell'impianto Fotovoltaico Pag. 13

14 7. SCELTA DEI COMPONENTI Tutti i componenti elettrici utilizzati dovranno essere conformi alle prescrizioni di sicurezza delle Norme CEI che sono loro applicabili. Tutti i componenti elettrici scelti dovranno avere caratteristiche adatte e corrispondenti ai valori ed alle condizioni in base alle quali l impianto elettrico è stato progettato in particolare devono soddisfare le seguenti condizioni: devono essere adatti al massimo valore della tensione (valore efficace in c.a.) al quale essi sono alimentati nell esercizio ordinario; devono essere scelti tenendo conto del valore massimo della corrente (valore efficace in c.a.) che devono portare nell esercizio ordinario; devono essere scelti sulla base delle loro caratteristiche di potenza, in modo da poter essere utilizzati alla potenza massima che assorbono in servizio; devono essere scelti tenendo conto delle sollecitazioni e delle condizioni ambientali specifiche del luogo nel quale essi saranno installati ed alle quali essi potranno venire sottoposti. 8. CARATTERISTICHE DEI COMPONENTI ACCOPPIATI AL GENERATORE Gruppo di Conversione L inverter è dotato di display per la visualizzazione delle principali grandezze elettriche. L inverter scelto dovrà essere inserito nell elenco dei dispositivi di conversione accettati dall ente distributore ENEL. Quadro di Campo Il quadro di campo (QC) conterrà gli organi di protezione e sezionamento lato DC (vedi schema unifilare ).

15 Quadro Parallelo Il quadro parallelo (QP) sarà posizionato nelle immediate vicinanze del quadro generale utente. Nel quadro parallelo saranno alloggiati gli interruttori magneto termici con funzioni di protezione e sezionamento della linea in arrivo dell inverter. 9. MISURE ADOTTATE PER LA PROTEZIONE CONTRO I CONTATTI DIRETTI Per l impianto in oggetto la protezione contro i contatti diretti verrà realizzata mediante isolamento delle parti attive e ponendo le stesse entro involucri o dietro barriere aventi un grado di protezione idoneo al luogo di installazione. 10. MISURE ADOTTATE PER LA PROTEZIONE CONTRO I CONTATTI INDIRETTI Per l impianto in oggetto la protezione contro i contatti indiretti verrà realizzata: per mezzo dell interruzione automatica dell alimentazione, utilizzando interruttori differenziali coordinati con l impianto di terra (sezione in alternata); utilizzando componenti in classe II o con isolamento equivalente (sezione in continua). per mezzo di un dispositivo di controllo dell isolamento CEI (64-8/4) che indicherà il verificarsi del primo guasto a terra, interrompendo il circuito e quindi il servizio tale dispositivo è integrato nell inverter e provvederà a segnalare l eventuale cedimento di isolamento (sezione in continua) Collegando tutte le masse metalliche a terra mediante conduttore di protezione (lato ca). 11. IMPIANTO DI TERRA Per l impianto in oggetto, nella sezione in corrente continua si utilizzeranno tutti componenti in classe 2 (doppio isolamento), quindi la messa a terra è prevista solo nella sezione alternata. Per quanto riguarda le strutture di sostegno è necessario effettuare una misura per valutare la resistenza a terra del manufatto, nel caso in cui questa avesse un valore inferiore a 1000 ohm la struttura deve essere collegata a terra, prevedendo un isolamento con le cornici dei moduli che non vanno collegate a terra. Pag. 15

16 esistente. Tutte le parti che necessitano di collegamento a terra saranno collegate all impianto 12. LINEE IN CAVO E PROTEZIONI CONTRO CORTO CIRCUITO E SOVRACCARICO Lato corrente continua Non si prevedono sovraccarichi poiché la massima corrente erogabile dal campo fotovoltaico nel punto di massima potenza è approssimabile alla massima corrente che il campo è in grado di erogare (corrente di cortocircuito) quindi è sufficiente che la corrente di impiego del circuito IB sia inferiore alla portata in regime permanente della conduttura IZ (IB IZ) le stesse considerazioni valgono, ovviamente, per il corto circuito. Per il sezionamento si adotteranno sezionatori con fusibile. Lato corrente alternata Per la sezione in alternata devono essere rispettate le seguenti condizioni(cei 64/8). La sezione dei cavi per il cablaggio nelle varie sezioni dell impianto sono tali da assicurare una durata soddisfacente dei conduttori e degli isolamenti sottoposti agli effetti termici causati dal passaggio della corrente elettrica per periodi prolungati e in condizione di ordinario servizio. Sovraccarico Sono verificate le seguenti condizioni: IB < IN < IZ IF 1,45 IZ dove: IN = corrente nominale dell interruttore; IZ= portata del cavo; IF= corrente convenzionale che assicura l effettivo funzionamento dei dispositivi di protezione. Pag. 16

17 I cavi di energia per il collegamento dal gruppo di conversione al quadro di campo, saranno di tipo non propaganti l incendio e di tipo autoestinguenti. Verifica tratto Moduli-Quadro cc con cavo solare da 4 mmq IB IN IZ OK If 1.45Iz Verificato Verifica tratto Quadro cc-inverter N07 V-K 4 P da 4 mmq IB IN IZ OK If 1.45Iz Verificato Verifica tratto Inverter-Quadro C.A-Quadro elettrico generale N07V-K 4 P da 6 mmq IB IN IZ OK If 1.45Iz Verificato Cadute di tensione I cavi collegano le stringhe dei moduli e raggiungono il quadro di campo, l inverter e quadro corrente alternata. Si considerano le condizioni peggiori, pari a 70 C per i cavi esterni e di 40 C per i cavi interni all abitazione. Nel rispetto delle tabelle CEI 35364, e valori di caduta di tensione espressi in percentuale e sommati tra il lato CC e CA risulta essere inferiore al limite massimo del 4%. Pag. 17

18 13. DATI DEL COMMITTENTE, UBICAZIONE E POTENZA DI PICCO IMPIANTO 2: SCUOLA ELEMENTARE CORRADO ALVARO COMMITTENTE UBICAZIONE E POTENZA IMPIANTO COMUNE PROVINCIA INDIRIZZO POTENZA DI PICCO TIPOLOGIA DI INSTALLAZIONE REGIME CONTRATTUALE Amministrazione Comunale di San Giovanni in Fiore (CS) San Giovanni in Fiore Cosenza Via Panoramica 9,62 kw Totale integrazione architettonica Scambio sul posto 14. DATI GENERALI 14.1 Dimensionamento La presente relazione descrivere i criteri utilizzati per le scelte progettuali, per la Progettazione Definitivo-Esecutiva dell impianto fotovoltaico della potenza di 9,62 KWp, installato sulla copertura in totale integrazione architettonica della scuola elementare Corrado Alvaro. L impianto sarà da considerare totalmente integrato, in quanto sostituisce gli elementi dell'involucro edilizio esistente, sostituendosi nelle loro funzioni, pur mantenendo, ovviamente, la loro funzione di generatori di energia elettrica. Sarà cura del committente verificare la portata della struttura di supporto del tetto, nonché l installazione di sistemi che assicurino la tenuta all'acqua, tipo ondulina in ferro zincato da installare sulla parte della copertura interessata all intervento. Tale immobile è di proprietà del Comune di San Giovanni in Fiore. Non sono presenti vincoli ambientali e problematiche relative all'impatto visivo. Si riporta di seguito, nella fig.7 l ubicazione del sito. Pag. 18

19 Figura 6: ubicazione geografica del Sito PARAMETRI CLIMATICI DELLA LOCALITA Altitudine Zona geografica 1049 m. s.l.m. Italia Meridionale Zona climatica D Classificazione sismica II Provincia di riferimento Cosenza Latitudine " Longitudine " Tabella 6: tabella riassuntiva dati climatici Pag. 19

20 14.2 Generatore fotovoltaico L impianto fotovoltaico funzionerà in parallelo alla rete di distribuzione dell energia elettrica e fornirà parzialmente il fabbisogno di energia dell utenza che andrà a servire. Parte dell energia prodotta servirà per soddisfare i bisogni della scuola media e l altra sarà ceduta in rete, secondo i criteri di Scambio sul Posto regolamentati dalle normative vigenti. Il generatore fotovoltaico si comporrà da moduli costituiti da celle in silicio policristallino ad alta efficienza, con cavi pre-cablati a connessione rapida, tipo BAUER BS-185-5M7.1, della potenza di 185 Watt con una vita utile stimata di oltre 20 anni senza degrado significativo delle prestazioni. Esso si ottiene collegando in serie i moduli fotovoltaici, provvisti di tre diodi di by-pass. Le altre caratteristiche del generatore fotovoltaico sono: Numero moduli: 52 Potenza nominale 185Wp Celle: Policristallino Dimensione: (Lung x Largh. 808 x H 30 mm), peso 16 Kg La potenza complessiva da raggiungere sarà di 52 x 185 Wp = 9620 W. Superficie complessiva moduli stimata = 66 m² 4.4. Orientamento ed Inclinazione del Campo Fotovoltaico Il campo fotovoltaico sarà esposto, con un orientamento azimutale di 40 rispetto al sud mentre la falda dell edificio ha una inclinazione di circa 14 (tilt). L impianto sarà totalmente integrato, in quanto sostituirà gli elementi dell'involucro edilizio esistente, sostituendosi nelle loro funzioni, pur mantenendo, ovviamente, la funzione di generatori di energia elettrica. Il montaggio dei moduli fotovoltaici, avverrà tramite struttura metallica che permetterà un rapido montaggio sul tetto interessato, e sarà costituita interamente da profilati in alluminio. Tale sistema si contraddistingue per la sua semplicità e per la rapidità nell installazione, resistenza ai carichi pesanti (peso pannelli, neve) e al vento. Il fissaggio del profilo alla lamiera grecata avverrà a mezzo di staffe fissate con speciali rivetti. Pag. 20

21 L impermeabilizzazione della copertura sarà garantita da un ondulina in ferro zincato, interposta tra i profili di fissaggio dei moduli ed il solaio. Si riporta di seguito, il particolare della fase di montaggio appena descritta. Figura 7:particolare costruttivo 15. PRODUCIBILITA DELL IMPIANTO FOTOVOLTAICO La stima della produzione di energia elettrica annua sul piano dei moduli di 1398 kwh/kw fotovoltaico installato (valore calcolato, secondo i criteri specificati per l impianto 1 Impianto Fotovoltaico Gioacchino da Fiore descritto in precedenza). 16. DESCRIZIONE TECNICA DELL IMPIANTO FOTOVOLTAICO Criteri scelti per la progettazione Al fine di ottimizzare la continuità di esercizio, si è adottata la scelta di suddividere la conversione dell energia elettrica in più unità di conversione. Pag. 21

22 Descrizione generale L impianto fotovoltaico in oggetto sarà connesso alla rete di alimentazione trifase 380 V 50 Hz. Tale impianto nei suoi componenti principali sarà così composto: Campo o Generatore fotovoltaico Quadro di campo Inverter Quadro parallelo Il generatore fotovoltaico sarà composto da 52 moduli fotovoltaici aventi potenza pari a 185 Wp cadauno per una potenza complessiva di 9,62 kwp. Il generatore fotovoltaico sarà suddiviso in un unico sotto campo composto da 13 moduli che costituiranno 4 stringhe. Gli impianti fotovoltaici, essendo dislocati all esterno, e ricoprendo una vasta area sono particolarmente sensibili alle scariche atmosferiche sia di tipo diretto (struttura colpita da fulmine) che di tipo indiretto (caduta di un fulmine in prossimità della struttura in grado di generare campi elettromagnetici e tensioni indotte pericolose). Si prevede di installare un quadro di campo a monte di ogni convertitore statico. Il quadro di campo utilizzato per il sezionamento del generatore, rispetta la norma IEC attuata in Italia attraverso il Dm del 19 febbraio e per la protezione dalle scariche atmosferiche indirette. Il quadro di campo dovrà essere in policarbonato e comunque dovrà garantire un grado di protezione IP66 con coperchio trasparente per poter effettuare verifiche visive senza accedere a parti sotto tensione. Per la conversione e condizionamento dell energia prodotta verrà utilizzato 1 inverter tipo AURORA POWER ONE PVI-10.0 OUTD-IT della potenza pari a W. L inverter ha il compito di convertire la corrente continua in corrente alternata. Le uscite in corrente alternata dell inverter si attesterà ad interruttori magneto-termici con funzione di sezionamento e protezione alloggiati nel quadro di parallelo. Nel quadro parallelo il sottocampo è protetto e sezionabile dagli interruttori magneto termici. L interfaccia con la rete sarà garantita dall'adozione di un apposito dispositivo, con il compito di garantire il rispetto degli standard qualitativi dell energia elettrica prodotta dal sistema ed immessa nella rete, tale dispositivo è implementato nell inverter. Pag. 22

23 Si riporta di seguito uno schema indicativo del layout dell impianto fotovoltaico, con la posizione dei pannelli Fv e degli inverter. Figura 8:layout indicativo dell'impianto Fotovoltaico Per la scelta dei componenti, delle caratteristiche accoppiate al generatore, delle misure adottate contro i contatti diretti e indiretti, valgono le stesse indicazioni descritte per l impianto fotovoltaico dell impianto fotovoltaico 1 Gioacchino da Fiore, che ha la stessa potenza e la stessa tipologia strutturale. Il Progettista Ing. Maria Grazia Scigliano Pag. 23

24 APPENDICE A Gli impianti fotovoltaici e i relativi componenti devono rispettare, ove di pertinenza, le prescrizioni contenute nelle seguenti norme di riferimento, comprese eventuali varianti, aggiornamenti ed estensioni emanate successivamente dagli organismi di normazione citati. Si applicano inoltre i documenti tecnici emanati dai gestori di rete riportanti disposizioni applicative per la connessione di impianti fotovoltaici collegati alla rete elettrica e le prescrizioni di autorità locali, comprese quelle dei VVFF. LEGGI E DECRETI Normativa generale: Decreto Legislativo n. 504 del , aggiornato Testo Unico delle disposizioni legislative concernenti le imposte sulla produzione e sui consumi e relative sanzioni penali e amministrative. Direttiva CE n. 77 del : sulla promozione dell'energia elettrica prodotta da fonti energetiche rinnovabili nel mercato dell'elettricità (2001/77/CE). Decreto Legislativo n. 387 del : attuazione della direttiva 2001/77/CE relativa alla promozione dell'energia elettrica prodotta da fonti energetiche rinnovabili nel mercato interno dell'elettricità. Legge n. 239 del : riordino del settore energetico, nonché delega al Governo per il riassetto delle disposizioni vigenti in materia di energia. Decreto Legislativo n. 192 del : attuazione della direttiva 2002/91/CE relativa al rendimento energetico nell'edilizia. Decreto Legislativo n. 311 del : disposizioni correttive ed integrative al decreto legislativo 19 agosto 2005, n. 192, recante attuazione della direttiva 2002/91/CE, relativa al rendimento energetico nell'edilizia. Decreto Legislativo n. 26 del : attuazione della direttiva 2003/96/CE che ristruttura il quadro comunitario per la tassazione dei prodotti energetici e dell'elettricità. Decreto Legge n. 73 del : testo coordinato del Decreto Legge 18 giugno 2007, n. 73. Decreto Legislativo del : attuazione della direttiva 2006/32/CE relativa all'efficienza degli usi finali dell'energia e i servizi energetici e abrogazione della direttiva 93/76/CEE. Decreto : disposizioni in materia di incentivazione della produzione di energia elettrica mediante conversione fotovoltaica della fonte solare. Legge n.99 del 23 luglio 2009: disposizioni per lo sviluppo e l'internazionalizzazione delle imprese, nonchè in materia di energia. Sicurezza: D.Lgs. 81/2008 (testo unico della sicurezza): misure di tutela della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro. DM 37/2008: sicurezza degli impianti elettrici all interno degli edifici. Nuovo Conto Energia: DECRETO : criteri e modalità per incentivare la produzione di energia elettrica mediante conversione fotovoltaica della fonte solare, in attuazione dell'articolo 7 del decreto legislativo 29 dicembre 2003, n Legge n. 244 del (Legge finanziaria 2008): disposizioni per la formazione del bilancio annuale e pluriennale dello Stato. Pag. 24

25 Decreto Attuativo Finanziaria 2008 Norme Tecniche Si richiamano di seguito le principali norme e leggi che regolamentano le attività di progettazione e costruzione dell impianto in oggetto: CEI 64-8: impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua. CEI 11-20: impianti di produzione di energia elettrica e gruppi di continuità collegati a reti di I e II categoria. CEI EN (CEI 82-1): dispositivi fotovoltaici Parte 1: Misura delle caratteristiche fotovoltaiche tensione-corrente. CEI EN (CEI 82-2): dispositivi fotovoltaici - Parte 2: Prescrizione per le celle fotovoltaiche di riferimento. CEI EN (CEI 82-3): dispositivi fotovoltaici - Parte 3: Principi di misura per sistemi solari fotovoltaici per uso terrestre e irraggiamento spettrale di riferimento. CEI EN (CEI 82-9): sistemi fotovoltaici (FV) - Caratteristiche dell'interfaccia di raccordo con la rete. CEI EN (CEI 82-8): moduli fotovoltaici in silicio cristallino per applicazioni terrestri. Qualifica del progetto e omologazione del tipo. CEI EN (82-12): moduli fotovoltaici (FV) a film sottile per usi terrestri - Qualifica del progetto e approvazione di tipo. CEI EN (CEI 82-22): fogli informativi e dati di targa per moduli fotovoltaici. CEI 82-25: guida alla realizzazione di sistemi di generazione fotovoltaica collegati alle reti elettriche di Media e Bassa tensione. CEI EN (CEI 82-24): componenti di sistemi fotovoltaici - moduli esclusi (BOS) - Qualifica di progetto in condizioni ambientali naturali. CEI Edizione seconda: guida alla realizzazione di sistemi di generazione fotovoltaica collegati alle reti elettriche di Media e Bassa Tensione. CEI EN (CEI ): compatibilità elettromagnetica (EMC) - Parte 3: Limiti - Sezione 2: Limiti per le emissioni di corrente armonica (apparecchiature con corrente di ingresso " = 16 A per fase). CEI EN (CEI 77-2): disturbi nelle reti di alimentazione prodotti da apparecchi elettrodomestici e da equipaggiamenti elettrici simili - Parte 1: Definizioni. CEI EN (CEI 17-13): apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per bassa tensione (quadri BT). CEI EN 61724: Rilievo delle prestazioni dei sistemi fotovoltaici. Linee guida per la misura, lo scambio e l'analisi dei dati; CEI EN 61724: Rilievo delle prestazioni dei sistemi fotovoltaici. Linee guida per la misura, lo scambio e l analisi dei dati; CEI 0-16: regola tecnica di riferimento per la connessione di Utenti attivi e passivi alle reti AT ed MT delle imprese distributrici di energia elettrica. CEI-UNEL 35023: cavi per energia isolati in gomma o con materiale termoplastico aventi grado di isolamento non superiore a 4 Cadute di tensione. CEI-UNEL 35024/1: cavi elettrici isolati con materiale elastomerico o termoplastico per tensioni nominali non superiori a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua. Portate di corrente in regime permanente per posa in aria. Pag. 25

26 CEI-UNEL 35026: cavi elettrici isolati con materiale elastomerico o termoplastico per tensioni nominali di 1000 V in corrente alternata e 1500 V in corrente continua. Portate di corrente in regime permanente per posa interrata. CEI EN (CEI 82-15): rilievo delle prestazioni dei sistemi fotovoltaici - Linee guida per la misura, lo scambio e l'analisi dei dati. CEI 13-4: sistemi di misura dell'energia elettrica - Composizione, precisione e verifica. CEI EN (CEI 13-43): apparati per la misura dell'energia elettrica (c.a.) - Prescrizioni particolari - Parte 21: Contatori statici di energia attiva (classe 1 e 2). EN ed EN in corso di recepimento nazionale presso CEI. CEI EN (CEI 13-45): apparati per la misura dell'energia elettrica (c.a.) - Prescrizioni particolari - Parte 23: Contatori statici di energia reattiva (classe 2 e 3). CEI 64-8, parte 7, sezione 712: sistemi fotovoltaici solari (PV) di alimentazione. CEI 3-19: segni grafici per schemi - apparecchiature e dispositivi di comando e protezione. UNI 10349: riscaldamento e raffrescamento degli edifici. Dati climatici. Legge 46/1990 e DPR 447/1991 (regolamento di attuazione della legge 46/1990) e successive modificazioni, per la sicurezza elettrica. Delibere AEEG Connessione: Delibera ARG-elt n : condizioni tecniche per la connessione alle reti di distribuzione dell'energia elettrica a tensione nominale superiore ad 1 kv. Delibera ARG-elt n : disposizioni inerenti l'applicazione della deliberazione dell'autorità per l'energia elettrica e il gas ARG/elt 33/08 e delle richieste di deroga alla norma CEI 0-16, in materia di connessioni alle reti elettriche di distribuzione con tensione maggiore di 1 kv. Ritiro dedicato: Delibera ARG-elt n : modalità e condizioni tecnico-economiche per il ritiro dell'energia elettrica ai sensi dell'articolo 13, commi 3 e 4, del decreto legislativo 29 dicembre 2003, n , e del comma 41 della legge 23 agosto 2004, n Delibera ARG-elt n : modificazioni e integrazioni alla deliberazione dell'autorità per l'energia elettrica e il gas 6 novembre 2007, n. 280/07, in materia di ritiro dedicato dell'energia elettrica. Servizio di misura: Delibera ARG-elt n : disposizioni in materia di misura dell'energia elettrica prodotta da impianti di generazione. Tariffe: Delibera ARG-elt n : condizioni per l'erogazione del pubblico servizio di dispacciamento dell'energia elettrica sul territorio nazionale e per l'approvvigionamento delle relative risorse su base di merito economico, ai sensi degli articoli 3 e 5 del decreto legislativo 16 marzo 1999, n. 79. Delibera ARG-elt n : approvazione del Testo integrato delle disposizioni dell'autorità per l'energia elettrica e il gas per l'erogazione dei servizi di vendita dell'energia elettrica di maggior tutela e di salvaguardia ai clienti finali ai sensi del decreto legge 18 giugno 2007, n. 73/07. Allegato A TIV Delibera ARG-elt n : testo integrato delle disposizioni dell'autorità per l'energia elettrica e il gas per l'erogazione dei servizi di vendita Pag. 26

27 GSE dell'energia elettrica di maggior tutela e di salvaguardia ai clienti finali ai sensi del Decreto Legge 18 giugno 2007 n. 73/07. Delibera ARG-elt n : definizione per l'anno 2009 del corrispettivo di gradualità per fasce applicato all'energia elettrica prelevata dai punti di prelievo in bassa tensione diversi dall'illuminazione pubblica, non trattati monorari e serviti in maggior tutela o nel mercato libero. Delibera ARG-elt n : testo integrato delle disposizioni dell Autorità per l energia elettrica e il gas per l erogazione dei servizi di trasmissione, distribuzione e misura dell energia elettrica per il periodo di regolazione e disposizioni in materia di condizioni economiche per l erogazione del servizio di connessione. Delibera ARG-elt n : prezzi di commercializzazione nella vendita di energia elettrica (PCV) nell ambito del servizio di maggior tutela e conseguente la emunerazione agli esercenti la maggior tutela. Modificazioni della deliberazione dell Autorità per l energia elettrica e il gas 27 giugno 2007 n. 156/07 (TIV). Delibera ARG-elt n : aggiornamento delle componenti tariffarie destinate alla copertura degli oneri generali del sistema elettrico, di ulteriori componenti e disposizioni alla Cassa conguaglio per il settore elettrico. Delibera ARG-elt n : aggiornamento per l anno 2010 delle tariffe per l erogazione dei servizi di trasmissione, distribuzione e misura dell energia elettrica e delle condizioni economiche per l erogazione del servizio di connessione. Modificazioni dell Allegato A alla deliberazione dell Autorità n. 348/07. Delibera ARG-elt n : aggiornamento per il primo trimestre gennaio marzo 2010 delle condizioni economiche del servizio di vendita di Maggior Tutela e modifiche al TIV. Delibera ARG-com n : aggiornamento per il trimestre gennaio marzo 2010 delle componenti tariffarie destinate alla copertura degli oneri generali e di ulteriori componenti del settore elettrico e del settore gas e modifiicazioni dell Allegato A alla deliberazione dell Autorità per l'energia elettrica e il gas 29 dicembre 2007, n. 348/07. Guida al nuovo Conto Energia, ed. 1 5 maggio Guida agli interventi validi ai fini del riconoscimento dell'integrazione architettonica del fotovoltaico. Guida alla richiesta degli incentivi e all'utilizzo dell'applicazione web per il fotovoltaico rev. 4 del 01/11/2009. Accesso al portale internet GSE vers. 1.6 del 25/09/ Regole tecniche sulla disciplina dello scambio sul posto, ed. II. Disposizioni Tecniche di Funzionamento vers. 1.2 del 6 novembre 2009: modalità e condizioni tecnico-operative per l applicazione della convenzione di scambio sul posto. Estratto della risoluzione della Agenzia delle Entrate: trattamento fiscale del contributo in conto scambio di cui alla delibera AEEG n.74/2008. Qualora le sopra elencate norme tecniche siano modificate o aggiornate, si applicano le norme piu' recenti. Si applicano inoltre, per quanto compatibili con le norme sopra elencate, i documenti tecnici emanati dalla società di distribuzione di energia elettrica riportanti disposizioni applicative per la connessione di impianti fotovoltaici collegati alla rete elettrica. Pag. 27