Introduzione. Avvertenze importanti. Lista dei simboli. Lista degli acronimi. 1.1 Perché il fotovoltaico? Struttura generale di un sistema FV 2

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1 Indice dei contenuti Introduzione Avvertenze importanti Lista dei simboli Lista degli acronimi Costanti x xi x xxx xxxi CAPITOLO 1: GENERALITÀ SUI SISTEMI FOTOVOLTAICI 1.1 Perché il fotovoltaico? Struttura generale di un sistema FV Classificazione dei sistemi FV Incentivazione dei SFR Moduli FV: tecnologie disponibili e loro confronto Moduli, stringhe, campi e generatori Filosofie progettuali ed architetture per i SFR 34 CAPITOLO 2: STIMA DELLA RISORSA SOLARE 2.1 Premesse Il modello spaziale delle traiettorie solari Il diagramma solare Il rilievo clinometrico Il modello dell irraggiamento solare sulla SR Il calcolo dell irradiazione giornaliera media mensile 87 v

2 2.7 L influenza degli ombreggiamenti vicini Schema riassuntivo dell algoritmo di stima della risorsa solare Calcolo approssimato dell irraggiamento orario a partire dai dati di irradiazione giornaliera media mensile Andamento della temperatura ambiente per la località analizzata Determinazione dell angolo ottimale di tilt per la SR Il generatore atmosferico 116 CAPITOLO 3: GENERATORI FOTOVOLTAICI 3.1 Premesse Modello di un singolo modulo FV Modello di una STFV Modello di un GFV Alcune osservazioni importanti. Le perdite per mismatching e le perdite termiche Ricerca del punto di lavoro dei sistemi FV 141 CAPITOLO 4: ACCUMULATORI 4.1 Tipologie di accumulatori impiegati nei sistemi FV e loro caratteristiche Modellistica degli accumulatori: premesse Il modello della cella elettrolitica elementare Calcolo dei parametri per il modello della cella elettrolitica elementare Il modello dell accumulatore e la sua parametrizzazione Il modello della batteria di accumulatori e la sua parametrizzazione 169 vi

3 CAPITOLO 5: MODELLISTICA DEI DISPOSITIVI PER SISTEMI FOTOVOLTAICI 5.1 Convertitori elettronici impiegati nei sistemi FV Convertitore DC/DC abbassatore (chopper step-down) Convertitore DC/DC elevatore (chopper step-up) Convertitori DC/AC (inverter) Convertitori DC/AC per SFI Convertitori DC/AC per SFR Algoritmi di Maximum Power Point Tracking (MPPT) Algoritmo di MPPT Perturbe & Observe e sua modellizzazione Algoritmo di MPPT a Conduttanza Incrementale Altri algoritmi di MPPT Caratteristiche tipiche di un convertitore DC/AC per SFR Modellistica dei carichi, dei cavi e dei diodi Modellistica della sezione AC di un SFR Regolatori di carica: tipologie e relativa modellistica dei SFI Sistema di carica autoregolante Regolatore di carica con distacco a soglia Regolatore di carica PWM Regolatore di carica MPPT Caratteristiche tipiche di un regolatore di carica per SFI Modellistica dei SFR Il campo di operatività degli inverter per SFR Il concetto di rendimento per gli inverter FV L approccio Photon al rendimento degli inverter FV 239 vii

4 CAPITOLO 6: SISTEMI FOTOVOLTAICI AD ISOLA 6.1 Premesse Architettura generale di un SFI Il modello equivalente dei carichi Il dimensionamento di massima del sistema La scelta del regolatore di carica Simulazione numerica di un SFI Analisi tecnico-economica di un SFI Riassunto del progetto e stesura della relazione preventiva Osservazioni finali e conclusioni 299 CAPITOLO 7: SISTEMI FOTOVOLTAICI CONNESSI IN RETE 7.1 Premesse Il sopralluogo tecnico ispettivo e le operazioni preliminari Dimensionamento energetico di un GFV Dimensionamento geometrico di un GFV Dimensionamento economico di un GFV Alcune considerazioni sugli algoritmi di dimensionamento Considerazioni preliminari sull architettura del GFV Criteri generali di scelta degli inverter Caratterizzazione delle STFV e della loro composizione Verifiche elettriche di compatibilità Riassunto del progetto e stesura della relazione preventiva Schema per la progettazione di un SFR Simulazione numerica di un SFR 347 viii

5 APPENDICE A: DATABASE METEO DELLE LOCALITÀ ITALIANE 361 APPENDICE B: DATI TECNICI DI MODULI FOTOVOLTAICI 391 APPENDICE C: DATI TECNICI DI ACCUMULATORI PER SISTEMI FOTOVOLTAICI 401 APPENDICE D: DATI TECNICI DI REGOLATORI DI CARICA PER SISTEMI FOTOVOLTAICI 409 APPENDICE E: DATI TECNICI DI INVERTER PER SISTEMI FOTOVOLTAICI AD ISOLA 413 APPENDICE F: DATI TECNICI DI INVERTER PER SISTEMI FOTOVOLTAICI CONNESSI IN RETE 415 APPENDICE G: REGOLATORI PROPORZIONALI-INTEGRALI 425 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI 427 ix

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