INDICE 1 PREMESSA 2 2 NORMATIVA DI RIFERIMENTO 2 3 IL DIMENSIONAMENTO ENERGETICO L IMPIANTO ELETTRICO ESISTENTE: STIMA DEI FABBISOGNI

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2 INDICE 1 PREMESSA 2 2 NORMATIVA DI RIFERIMENTO 2 3 IL DIMENSIONAMENTO ENERGETICO L IMPIANTO ELETTRICO ESISTENTE: STIMA DEI FABBISOGNI ENERGETICI LA PRODUCIBILITÀ DELL IMPIANTO FOTOVOLTAICO 4 4 DIMENSIONAMENTO ELETTRICO DESCRIZIONE DELL IMPIANTO COMPATIBILITÀ CON GLI ALTRI IMPIANTI ELETTRICI DI EDIFICIO CARATTERISTICHE ELETTRICHE DELLE STRINGHE CARATTERISTICHE ELETTRICHE DEL CAMPO FOTOVOLTAICO GRUPPI DI CONVERSIONE CALCOLO CADUTE DI TENSIONE METODO DI CALCOLO LINEE IN CORRENTE CONTINUA METODO DI CALCOLO LINEE IN CORRENTE ALTERNATA CALCOLO CADUTA DI TENSIONE LINEA INVERTER - CONTATORE PRODUZIONE ENEL SEZIONI DEI CAVI ELETTRICI E CADUTE DI TENSIONE LINEE CC E CA QUADRI ELETTRICI QUADRO DI CAMPO, LATO CORRENTE CONTINUA (QC) QUADRO LATO CORRENTE ALTERNATA (QCA) QUADRO DI INTERFACCIA, LATO CORRENTE ALTERNATA (QINT) QUADRO GENERALE DI DERIVAZIONE UTENZE (QGEN) CAVI ELETTRICI E CABLAGGI PROTEZIONI VALUTAZIONE DELLE PERDITE DEL BOS MESSA A TERRA 14 5 SCHEMA UNIFILARE TIPO 15 6 INTEGRAZIONE ARCHITETTONICA DELL IMPIANTO 16 7 VERIFICA TECNICO-FUNZIONALE 16 8 I BENEFICI ATTENZIONE PER L'AMBIENTE EMISSIONI EVITATE IN ATMOSFERA CARATTERISTICHE RIASSUNTIVE DELL IMPIANTO 17 9 CONCLUSIONI 18

3 1 Premessa Il progetto riguarda la realizzazione di un sistema grid-connected per la generazione di energia elettrica da fonte solare attraverso trasformazione fotovoltaica, con l ipotesi di utilizzo diretto dell energia prodotta. L installazione del sistema è prevista sulla copertura orientata a sud-est della palestra della scuola media Lao Silesu, sede di via Bach, nel comune di Quartu Sant Elena. Precisamente, si prevede di realizzare un campo fotovoltaico i cui moduli siano posati al di sopra dell attuale manto di copertura, attualmente realizzato con materiale bituminoso impermeabilizzante, in maniera complanare e inserendosi armoniosamente nel disegno di quest ultima, senza modificarne la sagoma e le dimensioni. Da un esame elettrico preliminare, essendo l impianto di potenza inferiore ai 20 kw risulta essere possibile allacciarsi in BT e non sono pertanto necessari particolari opere di adeguamento alla rete elettrica esistente. Per l utilizzo dell energia elettrica prodotta, è prevista la trasformazione da corrente continua, come generata dai pannelli fotovoltaici, in corrente alternata, onde consentirne il rilascio alla rete di distribuzione elettrica nazionale, e il montaggio degli opportuni quadri elettrici, dotati di sezionatori e di adeguati sistemi di protezione. La potenza di picco totale prevista, calcolata in condizioni standard di irraggiamento è pari a 10,00 kwp. L impianto elettrico è progettato assumendo che i locali con le diverse destinazioni d uso siano stati realizzati, in tutte le loro parti, in conformità con le vigenti disposizioni legislative antincendio. I criteri di progetto utilizzati per il collegamento all impianto di messa a terra del generatore fotovoltaico, tiene conto del fatto che l'impianto elettrico attualmente presente ed a servizio della scuola sia realizzato a regola d arte. I dispositivi di protezione e le sezioni dei cavi della rete utente risulteranno dimensionati in funzione della potenza disponibile nella rete utente, corrispondente alla somma della potenza contrattuale più la potenza nominale dell impianto fotovoltaico. Secondo quanto previsto dal DPR 447/91 (Legge 46/90 37/08), si ritengono adeguate solo le utenze nelle quali sia installato un interruttore differenziale avente corrente differenziale nominale non superiore a 30mA (oltre a presentare i requisiti di sezionamento e protezione contro le sovracorrenti all origine dell impianto e protezione contro i contatti diretti). 2 Normativa di riferimento La normativa di riferimento cui ci si attiene nella progettazione dell impianto è la seguente: - Norme CEI/IEC CEI 0-21 ALLEGATO a70 TERNA - Norme CEI/IEC per la parte elettrica convenzionale - Norme CEI/IEC per i moduli fotovoltaici (Norma CEI EN Norma CEI EN protezione sovratensioni) - UNI per il dimensionamento del generatore fotovoltaico - Conformità al marchio CE per i moduli fotovoltaici ed il gruppo di conversione - UNI/ISO per le strutture meccaniche di supporto e d ancoraggio dei moduli fotovoltaici - Si richiamano in particolare le Norme EN e IEC 438 per i quadri elettrici, le norme CEI e le CEI per il contenuto d armoniche e disturbi indotti sulla rete dal 2

4 gruppo di conversione, le norme CEI 110-1, CEI e le CEI per la compatibilità elettromagnetica (ECM) e la limitazione delle emissioni in RF - CEI 82-25: Guida alla realizzazione di sistemi di generazione fotovoltaica collegati alle reti elettriche di Media e Bassa tensione; - CEI EN (CEI 82-9): Sistemi fotovoltaici (FV) - Caratteristiche dell'interfaccia di raccordo con la rete; Circa la sicurezza e la prevenzione degli infortuni ci si attiene a: - Decreto Legislativo 9 aprile 2008 n Testo unico sulla salute e sicurezza sul lavoro - D.Lgs. 81/08 - (POS) - Disposizioni del D.Lgs. 528/99 Per quel che concerne il collegamento in rete e l esercizio dell impianto si seguiranno le: - Norme CEI EN per la misura e acquisizione dati - Norma CEI per il collegamento alla rete pubblica - Norma CEI EN per l interfaccia di raccordo alla rete - Legge 133/99, art.10 comma 7 per gli aspetti fiscali - Decreto legge 28/07/05 Conto Energia e sue successive modificazioni DL 19 - Febbraio 07 e AEEG 88/07, 89/07 e 90/07 - Delibera AEEG 99/08 - Testo integrato delle condizioni tecniche ed economiche per la connessione alle reti elettriche con obbligo di connessione di terzi degli impianti di produzione di energia elettrica (Testo integrato delle connessioni attive - TICA). - Del. AEEG ARG/elt n. 205/08 - Testo integrato delle condizioni tecniche ed economiche per la connessione alle reti elettriche con obbligo di connessione di terzi degli impianti di produzione di energia elettrica (Testo integrato delle connessioni attive - TICA). Per le verifiche statiche delle strutture di sostegno ci si attiene inoltre a: - D.M. 14 Settembre 2005 Testo unico delle Norme Tecniche delle costruzioni e s.m.i. - Legge 1086/71 (Norme per la disciplina delle opere di conglomerato cementizio armato, normale e precompresso, ed a struttura metallica); - Legge 64/74 (Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche). I riferimenti di cui sopra possono non essere esaustivi. Ulteriori disposizioni di legge, norme e deliberazioni in materia, anche se non espressamente richiamati, si considerano applicabili. 3 Il dimensionamento energetico Dal punto di vista energetico, il principio fondamentale per il corretto dimensionamento di un impianto fotovoltaico è quello di massimizzare la captazione della radiazione solare annua disponibile. Occorre pertanto orientare i pannelli il più possibile verso sud ed evitare aree soggette ad ombreggiamenti derivanti dalla presenza di alberi, edifici e ostacoli in genere. 3.1 L impianto elettrico esistente II sistema di distribuzione dell'energia elettrica è in bassa tensione così come la fornitura da gruppo di misura Enel, la quale risulta essere trifase a 380 Volt/50 Hz. L'alimentazione delle varie utenze è stata derivata dal quadro principale con cavi trifase o monofase, a seconda dell utenza servita. Per la scuola risulta impegnata una potenza pari 67,5 kw. 3

5 3.2 La producibilità dell impianto fotovoltaico Sulla base delle considerazioni fatte in premessa e a seguito di un sopralluogo dell area, è stata presa in considerazione una soluzione progettuale che prevede l installazione dei moduli al di sopra e complanarmente alla copertura del locale palestra, per una superficie complessiva di circa 72 mq. Da un analisi degli ombreggiamenti, la superficie risulta sempre soleggiata e sgombra da ostacoli, ciò considerando l inviluppo annuale delle ombre con un angolo limite di 20. L energia elettrica prodotta dall impianto sarà consegnata al punto di consegna indicato dall ente fornitore di energia elettrica, nella fattispecie, Enel. Da un punto di vista geografico l immobile oggetto del progetto si trova alla latitudine di N, longitudine E e quota di 15 m s.l.m. Per la zona in esame l angolo di tilt ottimale è pari a 32, per questioni legate all integrazione architettonica, i moduli verranno ancorati alle coperture, mediante una struttura realizzata con profilati in alluminio con la stessa inclinazione e con lo stesso orientamento della falda di copertura. Per stabilire la produttività dell impianto in relazione alla potenza installata, si fa riferimento ai dati fissati dalla Norma UNI 10349, riferiti alla latitudine del sito di installazione. Con l ausilio dei diagrammi solari relativi al sito di installazione si determina anche lo spazio sulla copertura in cui collocare i moduli, in modo che non si abbia ombreggiamento. Nel caso in questione la disposizione dei moduli è tale che non si abbiano ombre portate sul piano dei moduli stessi, considerando una inclinazione dei raggi solari alle ore 12:00 del 21 dicembre. Per quanto riguarda eventuali ostacoli derivanti dall esterno, l area limitrofa appare sgombra da alberi o edifici che possano ombreggiare il generatore fotovoltaico. Il valore di irraggiamento giornaliero medio mensile viene determinato in base ai dati presenti in letteratura. In questo caso i dati dell irraggiamento e della conseguente produzione fotovoltaica sono stati estrapolati dai database ENEA. Per la località sede dell intervento, ovvero il comune di Quartu S.E. (CA), i valori della radiazione solare globale giornaliera media mensile sul piano dei moduli stimati sono stati calcolati utilizzando il metodo ENEA-SOLTERM (azimut 42, tilt 5, coeff. di riflessione del suolo 0.25) e sono riportati nella seguente tabella: Rggmm su sup.incl. Mese [kwh/m 2 ] Gennaio 2,50 Febbraio 3,21 Marzo 4,34 Aprile 5,21 Maggio 6,16 Giugno 6,70 Luglio 6,69 Agosto 5,90 Settembre 4,74 Ottobre 3,61 Novembre 2,54 Dicembre 2,09 Fonte ENEA SOLTERM La radiazione globale annua sulla superficie inclinata è pari a 1641 kwh/m 2. Per poter determinare la quantità di energia producibile occorre ancora tener conto dell efficienza dei moduli fotovoltaici e delle perdite del sistema. Per i moduli presi in 4

6 considerazione si stima una efficienza del 14% circa, mentre per gli altri elementi che influenzano il rendimento globale (quadri elettrici, riflessione, inverter, effetto temperatura, ecc.) si è considerato un rendimento globale del sistema (BOS) dell 80.00% e una producibilità unitaria annua pari a kwh/kwp x anno. L impianto, sarà di tipo grid-connected, tipologia di allaccio trifase in Bassa Tensione avrà una potenza totale pari a 10,00 kwp e una produzione di energia annua pari a circa kwh/anno, al primo anno di esercizio. L andamento della produzione è riportato nella tabella e nel grafico seguenti. Gennaio Rggmm su sup.incl. (kwh/m2) 2,74 Giorni mese 31 Produzione impianto PV 620 Febbraio 3, Marzo 4, Aprile 5, Maggio 5, Giugno 6, Luglio 6, Agosto 5, Settembre 4, Ottobre 3, Novembre 2, Dicembre 2,33 31 MED/TOT 4,54 Mese M ar zo Ap ril e M ag g io Gi ug no Lu gli o Ag o Se sto em br e O o No bre ve m br e Di ce m br e Ge nn ai Fe o bb ra io 0 Produzione di energia elettrica dell impianto PV [kwh] Una corretta analisi di producibilità di lungo periodo non può prescindere da considerazioni sulla fisiologica perdita di efficienza dei moduli nel tempo. Tale valore dipende dalla tipologia di pannelli ed è pari allo 0,9% circa annuo. I moduli fotovoltaici considerati presentano, infatti, garanzia di efficienza, per un periodo di 25 anni, non inferiore allo 80% dell efficienza nominale a nuovo. Questa importante considerazione implica che l energia producibile subirà un leggera diminuzione nel tempo. 5

7 Essendo l impianto di potenza inferiore a 50 kwp sono inoltre rispettate le seguenti condizioni: P cc > 0,85 * P nom * I / I STC in cui: P cc è la potenza in corrente continua all uscita del generatore fotovoltaico (precisione 2%); P nom è la potenza nominale del generatore fotovoltaico; I è l irraggiamento in W/m 2 misurato sul piano dei moduli, con precisione migliore del 3%; I STC pari a 1000 W/m 2 è l irraggiamento in condizioni di prova standard; Tale condizione sarà verificata per I >600 W/m 2. P ca > 0.9 * P cc in cui: P ca è la potenza attiva in corrente alternata misurata all uscita del gruppo di conversione con precisione migliore del 2%; Tale condizione è verificata per P ca >90% della potenza di targa del gruppo di conversione. 4 Dimensionamento elettrico 4.1 Descrizione dell impianto L impianto fotovoltaico sarà composto da 40 moduli in silicio policristallino della potenza di 250 Wp, dei quali si riportano le caratteristiche tecniche fondamentali. DATI GENERALI MODULI FOTOVOLTAICI Tipologia Modello Tipo materiale Modulo per impianti PV integrati con caratteristiche innovative Modulo fotovoltaico standard Si policristallino CARATTERISTICHE ELETTRICHE IN CONDIZIONI STC Potenza di picco [W] 250,0 Im [A] 8,15 Isc [A] 8,65 Efficienza [%] 15,30 Vm [V] 30,68 Voc [V] 38,03 ALTRE CARATTERISTICHE ELETTRICHE Coeff. Termico Voc [V/ C] -0,35 Coeff. Termico Isc [%/ C] 0,03 NOCT [ C] 45 Vmax [V] CARATTERISTICHE MECCANICHE Dimensioni (H x L x P) [mm] 1015 x 1693 x 45 Superficie [m 2 ] 1,718 Peso [kg] 18 Numero celle 60 Le caratteristiche dei moduli fotovoltaici in tabella sono riportate a scopo puramente esemplificativo. I moduli, suddivisi in 4 stringhe da 10 moduli, e accoppiate in due distinti paralleli ciacuno su un MPPT dell inverter Trifase, (tipo Power-One PVI-10.0-OUTD-IT), di potenza nominale 10,00 kw, attraverso l interposizione di quadri di sottocampo. I parametri elettrici di ciascuna stringa, 6

8 necessari per il dimensionamento degli impianti e previsti per la suddetta configurazione, e le caratteristiche tecniche degli inverter sono di seguito indicati. Le connessioni in c.c. fra i moduli e i quadri di sottocampo posti in apposito alloggiamento all interno del locale tecnico, saranno realizzate con impiego delle seguenti tipologie di cavo: Cavi solari per le connessioni fra le singole stringhe e la cassetta di interconnessione posta in copertura. Detti cavi saranno alloggiati in tubo metallico/ PVC esterno. Cavi solari per il collegamento delle stringhe dalla cassetta sottogronda ai quadri di sottocampo alloggiati nel vano Inverter. I cavi saranno posati in tubo PVC rigido. In un apposito spazio all interno del locale tecnico, saranno collocati: L inverter previsto in progetto, dotato del dispositivo di interfaccia, a norma CEI; Il quadro di sottocampo cui si attestano le connessioni di stringa in c.c. atte a contenere gli interruttori di manovra sezionatori delle singole stringhe e gli scaricatori di protezioni contro le sovratensioni; Il quadro in Corrente alternata contenente l interrutore magnetotermico-differenziale e gli scaricatori di sovratensione per la linea in uscita dall inverter; il quadro contenente il Sistema di Protezione di Interfaccia (SPI), ai sensi della Norma CEI 0-21 dell allegato A70 del codice di rete di TERNA. Il contatore trifase bidirezionale per la misura dell energia elettrica prelevata o ceduta alla rete Enel (M1), sarà fornito e installato, da Enel Distribuzione, nell apposito vano esistente. Si prevede lo scambio dell energia fra impianto fotovoltaico e rete esterna (Net metering). 4.2 Compatibilità con gli altri impianti elettrici di edificio. Il dimensionamento della linea di alimentazione del quadro generale dell abitazione, la sua composizione con relativo cablaggio per la protezione di tutte le linee uscenti, l impianto di terra per il collegamento delle masse, la rete di distribuzione interna agli utilizzatori e ogni altro sistema di protezione, di sicurezza o di emergenza è oggetto di specifico progetto, compatibile con quanto previsto dal presente elaborato, tenendo conto che: Il contributo alla corrente di corto circuito dell impianto fotovoltaico è di 20,00 A; Ad un nuovo impianto di terra, diverso da quello generale esistente, saranno collegate le masse dell impianto fotovoltaico quali strutture metalliche delle apparecchiature in Classe I (inverter, telai dei moduli FV ecc), gli scaricatori di sovratensione dei quadri di sottocampo e dell inverter. La struttura di sostegno dell impianto fotovoltaico in copertura dovrà essere collegato a LPS qualora detta protezione risulti necessaria dalla valutazione del rischio in ottemperanza alla CEI EN Dovrà tenersi conto anche delle sovratensioni indotte da fulmine in prossimità della struttura che possono interferire con l impianto. L energia prodotta dall impianto fotovoltaico è a cosfi 1. Il calcolo dell energia reattiva necessaria al funzinamento dell utenza e l eventuale impianto di rifasamento dovrà tener conto della presenza del nuovo impianto fotovoltaico. 4.3 Caratteristiche elettriche delle stringhe Stringhe MPPT 1 MPPT 2 Pn stringa 5,00 kwp 5,00 kwp Numero di moduli per stringa

9 Tensione V -10 C 427 V 427 V Tensione V 25 C 307 V 307 V Tensione V 70 C 250 V 250 V Corrente I MP a 25 C 16,30 A 16,30 A 4.4 Caratteristiche elettriche del campo fotovoltaico Potenza nominale PnG 10,00 kwp Corrente max del generatore PV 16,30 A N Moduli totale/ in serie 40 / 2x10 + 2x10 N stringhe complessive Gruppi di conversione Il convertitore c.c./c.a. previsto è idoneo al trasferimento della potenza dal campo fotovoltaico alla rete, in conformità ai requisiti normativi applicabili. I valori di tensione e corrente di ingresso sono compatibili con quelli del rispettivo campo fotovoltaico, mentre i valori di tensione e frequenza in uscita sono compatibili con quelli della rete. Il gruppo di conversione previsto in fase di calcolo, è della potenza nominale CA di 10.0 kw, e dotato delle seguenti caratteristiche tecniche. Tipo Inverter trifase Gamma tensione MPP Tensione max. entrata 520 V Corrente max in entrata 24,00 A Potenza nominale in uscita 11,00 kw Corrente massima in uscita 16,00 A Rendimento max: 97,30% Tensione di rete / frequenza 400 V / 50 Hz Presenza trasformatore Trasformatore ad alta frequenza Monitoraggio guasti / isolamento OK / OK Contributo alla corrente di CC 29,0 A Classe di protezione IP65 I dispositivi di interfaccia previsti dalla GUIDA PER LE CONNESSIONI ALLA RETE ELETTRICA DI ENEL DISTRIBUZIONE T.U. Ed. I - 1/213- Dicembre DK5940 ed. 2.1 sono installati all interno degli inverter, come certificato dalla dichiarazione di conformità. 8

10 4.6 Calcolo cadute di tensione Metodo di calcolo linee in Corrente Continua Il calcolo della caduta di tensione nelle linee in corrente continua è stato effettuato con la seguente formula semplificata: Caduta di tensione [ V] V = K x Impp x L x R / 1000 dove: K = 2 Impp = Corrente di uscita massima (A) L = Lunghezza della linea (m) R = Resistenza specifica dei cavi unificati (Ω/m) I valori di R sono stati estrapolati dalla tabella UNEL per le sezioni nominali utilizzate nel calcolo, i cui valori sono considerati applicabili con approssimazione accettabile nella pratica, per tutti i tipi di cavi per energia, rigidi, semirigidi o flessibili, isolati con le varie qualità di gomma o di materiale termoplastico aventi temperature caratteristiche sino a 90 C e rispondenti alle vigenti Norme CEI per cavi di energia con grado d'isolamento sino a 4 compreso. La caduta di tensione così ottenuta è stata rapportata alla tensione di uscita massima, per ottenere la caduta di tensione in percentuale con la seguente formula: Caduta di tensione percentuale [ V%] V% = ( V / Vmp )% Tutte le sezioni di cavi in corrente continua risultano inferiori al 2%, e quindi ampiamente al di sotto del limite del 4% consigliato in fase di progetto dalla Norma CEI Metodo di calcolo linee in Corrente Alternata Il calcolo della caduta di tensione nelle linee in corrente alternata è stato effettuato con la seguente formula semplificata: Caduta di tensione [ V] V = K x Impp x L x R / 1000 dove: K = 2 (trifase); 1,73 (monofase) Impp = Corrente di uscita massima dall inverter (A) L = Lunghezza della linea (m) R = Resistenza spec. cavi = r L cosφ + x L senφ (Ω/m) I valori di r L cosφ e x L senφ sono stati estrapolati dalla tabella UNEL per le sezioni nominali utilizzate nel calcolo, i cui valori sono considerati applicabili con approssimazione accettabile nella pratica, per tutti i tipi di cavi per energia, rigidi, semirigidi o flessibili, isolati con le varie qualità di gomma o di materiale termoplastico aventi temperature caratteristiche sino a 90 C e rispondenti alle vigenti Norme CEI per cavi di energia con grado d'isolamento sino a 4 compreso. La caduta di tensione così ottenuta è stata rapportata alla tensione di uscita massima, per ottenere la caduta di tensione in percentuale con la seguente formula: Caduta di tensione percentuale [ V%] V% = ( V / Vmp )% Tutte le sezioni di cavi in corrente continua risultano inferiori al 2%, e quindi ampiamente al di sotto del limite del 4% consigliato in fase di progetto dalla Norma CEI Calcolo caduta di tensione linea Quadro QCA Quadro QGEN Gli inverter, il quadro di parallelo degli stessi, il quadro contenente i dispositivi generali di manovra e il contatore di produzione sono collocati all interno di un apposito vano realizzato nelle vicinanze del campo fotovoltaico. La lunghezza della linea tra il quadro di parallelo degli inverter e il contatore di produzione è stimata pari a circa 50 m. Si è proceduto al calcolo della 9

11 caduta di tensione tra quadro in C.A. e il quadro Generale con la formula semplificata di cui sopra, considerando una lunghezza di 50 m e una sezione di cavo pari a 10 mm 2 : Caduta di tensione [V] V = K x Impp x L x R / 1000 dove: K = 2 Impp (Corrente di uscita massima dall inverter) = 16 A L = 10 m R (Resistenza specifica dei cavi unificati) = 1,91 Ω/km Il valore di R (alla temperatura di 20 C) è stato ricavato dalla tabella presente nella scheda tecnica allegata, nella quale risulta calcolato secondo la UNEL Con i suddetti dati è stata calcolata la caduta di tensione: Caduta di tensione [V] V = 2 x 16 A x 50 m x 1,91 Ω/km / 1000 V = 3,145 V che rapportata alla corrente di uscita massima dall inverter (Impp) restituisce una caduta di tensione in percentuale pari a: V% = (3,145 / 400)% = 0,786 % ampiamente al di sotto del limite del 4% consigliato in fase di progetto dalla Norma CEI Sezioni dei cavi elettrici e cadute di tensione linee CC e CA Il cablaggio elettrico avverrà per mezzo di cavi con conduttori isolati in rame con le seguenti prescrizioni: Sezione delle anime in rame calcolate secondo norme CEI-UNEL/IEC Tipo FG21M21 1,8 kvdc/1,2 kvac, per le linee in corrente continua in cavi unipolari con o senza guaina posati in tubi protettivi circolari su pareti in legno o muratura, raggruppati in aria, su una superficie, incassati o racchiusi Tipo FG7OM1 per le linee in corrente alternata su mensole o passerelle in filo d'acciaio orizzontali o verticali, raggruppati in aria, su una superficie, incassati o racchiusi Inoltre i cavi saranno a norma CEI 20-13, CEI20-22II e CEI I, marchiatura I.M.Q., colorazione delle anime secondo norme UNEL. Per non compromettere la sicurezza di chi opera sull impianto durante la verifica o l adeguamento o la manutenzione, i conduttori avranno la seguente colorazione: Conduttori di protezione: giallo-verde (obbligatorio) Conduttore di neutro: blu chiaro (obbligatorio) Conduttore di fase: grigio / marrone Conduttore per circuiti in C.C.: chiaramente siglato con indicazione del positivo con + e del negativo con Con le modalità di calcolo illustrate nel paragrafo precedente sono state determinate le sezioni dei cavi, e le relative cadute di tensione, per ciascuna linea costituente l impianto elettrico, dal campo fotovoltaico al Quadro di derivazione utenze, collocato subito a monte e in prossimità del Quadro generale esistente. Per tutte le sezioni la caduta di tensione risulta inferiore al 2%, e quindi ampiamente al di sotto del limite del 4% consigliato in fase di progetto dalla Norma CEI Di seguito vengono riportate, per ciascuna linea, le sezioni di cavo assegnate e le cadute di tensione per ciascuna linea: 10

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13 4.8 Quadri elettrici Quadro di campo, lato corrente continua (QC) Le linee in corrente continua provenienti dalle singole stringhe faranno capo a 1 apposito quadro posizionato nel locale tecnico; questo sarà del tipo in resina per montaggio a parete, con sportello frontale, grado di protezione IP65, a doppio isolamento in Classe II, rispondenti alla Norma CEI Nel quadro di sottocampo QSC, sono installati n 2 interruttori di manovra sezionatore per il sezionamento delle linee a.c. provenienti dalle stringhe, n 2 scaricatori di sovratensione SPD e n 4 sezionatori porta-fusibile, uno per ogni stringa. Sezionatore portafusibile modello 10 x 38 Tensione nominale Vn (V) Corrente Nominale fusibile In (A) 20 Interruttore sezionatore Tensione nominale Vn (V) Corrente Nominale In (A) 40 Categoria di utilizzo Scaricatore di Sovratensione Livello di protezione Up (kv) 1 Tensione nominale Vn (V) 800 Corrente Nominale In (ka) 15 Corrente Massima Imax (ka) V d.c. 800 Vdc A Quadro lato corrente alternata (QCA) Sarà del tipo in resina per montaggio a parete, grado di protezione IP40, a doppio isolamento in Classe II, rispondenti alla Norma CEI 23-51, dotato di finestratura per il montaggio di apparecchiature modulari su binario DIN32. Nel QCA risulterà installato n 1 interruttore magnetotermico a monte del contatore di produzione (Dispositivo Generale) e n 1 scaricatore di sovratensione. Interruttore magnetotermico Corrente nominale In (A) 40 Tensione nominale Vn (V) 400 N poli 4 P Classe protezione magnetotermica Scaricatore di sovratensione Livello di protezione Up (kv) Tensione nominale Vn (V) Corrente Nominale In (ka) 20 Corrente Massima Imax (ka) 40 C < 1,3 kv 400 V Quadro di interfaccia, lato corrente alternata (QINT) Sarà del tipo in metallo per montaggio a parete, grado di protezione IP40, a doppio isolamento in Classe II, rispondente alla Norma CEI 23-51, dotato di finestratura per il montaggio di 12

14 apparecchiature modulari su binario DIN32. Nel QINT risulteranno installati, come previsto dalla norma CEI 0-21, n 1 relè protezione di interfaccia (Sistema di protezione di interfaccia SPI), n. 1 dispositivo di interfaccia, n. 4 fusibili di protezione e n. 1 morsettiera per contatti ausiliari. Modello relè di protezione (SPI) Fusibile tipo Calibro Tensione (V) 400 Conformità CEI 0-21 (tipo ComAP System S.r.l. MainsPRO) STI 3Nx x38 mm gl-1a Teleruttore (DDI) (tipo ABB A ) Tipo Corrente Nominale In (A) 37 SI AC Quadro Generale di derivazione utenze (QGEN) Sarà del tipo in resina per montaggio a parete, grado di protezione IP40, a doppio isolamento in Classe II, rispondente alla Norma CEI 23-51, dotato di finestratura per il montaggio di apparecchiature modulari su binario DIN32. Nel QGEN risulterà installato n 1 interruttore magnetotermico per il sezionamento e la protezione della linea tra il contatore di produzione e l impianto elettrico della palestra, compreso l impianto fotovoltaico (come previsto dalla Circolare dei VVFF del 26 maggio 2010, prot. 51/58), uno sganciatore a lancio di corrente (da alimentare, se necessario, con un trasformatore 230 v a.c. 48 V) e uno scaricatore di sovratensione. L interruttore magnetotermico sarà alimentato dalla linea proveniente dal contatore attualmente installato; la linea sarà intercettata nel quadro generale esistente, a monte del dispositivo generale, e deviata mediante una morsettiera, sul Quadro Generale di derivazione Utenze; in quest ultimo, si attesteranno su un lato di una morsettiera, in parallelo, la linea proveniente dal quadro di interfaccia (e dal contatore di produzione) e la linea proveniente dal dispositivo generale dell impianto esistente, e, sull altro lato, la linea proveniente dal contatore ENEL. Interruttore magnetotermico Corrente nominale In (A) 40 Tensione nominale Vn (V) 400 N poli 4 P Classe protezione magnetotermica Sganciatore a lancio di corrente Tensione nominale Vn (V) 110/415 (o Vn = 12/48 V) Lo sganciatore a lancio di corrente sarà comandato anche da un pulsante di sgancio (conforme alla Circolare dei VVFF del 26 maggio 2010, prot. 51/58), che sarà posizionato all ingresso della palestra, ed i cui cavi di alimentazione saranno canalizzati in apposita canaletta in PVC all interno dell ufficio. 4.9 Cavi elettrici e cablaggi I moduli del generatore fotovoltaico sono fra loro connessi con cavo in dotazione ai moduli, di sezione 6 mmq. La temperatura di riferimento per la verifica della portata dei cavi è di 70 C. La serie di moduli costituenti la stringa è collegata al quadro di campo installato nell apposito vano, mediante cavi solari posati in corrugato in PVC ancorato alla struttura sotto i moduli, che correrà lungo la parete del locale palestra, nel quale sarà ubicato il quadro di campo e l inverter. C 13

15 Caratteristiche del cavo solare: Tensione di esercizio Uo/U 600/1000 Vca Tensione di prova 3500 Vca Temperatura di funzionamento -40 C C Sezione 6 mmq Resistenza a 20 C 3.97 Ohm/km Colorazione Rosso polo positivo - Nero polo negativo La portata del cavo nella condizione di posa più gravosa sarà superiore alla massima corrente di corto circuito prevista. Il collegamento fra l uscita in C.A. dagli inverter e il contatore per la misura dell energia prodotta saranno realizzati, nel rispetto delle disposizioni antifrode, con cavo bipolare schermato tipo FG7OH2R 1 kv a neutro concentrico, posato in canale PVC. I cavi saranno a norma CEI 20-13, CEI20-22II e CEI I, marchiatura I.M.Q., colorazione delle anime secondo norme UNEL, grado d'isolamento di 3 kv. Per non compromettere la sicurezza di chi opera sull impianto durante la verifica o l adeguamento o la manutenzione, i conduttori avranno la seguente colorazione: - Conduttori di protezione: giallo-verde (obbligatorio) - Conduttore di neutro: blu chiaro (obbligatorio) - Conduttore di fase: grigio / marrone - Conduttore per circuiti in C.C.: rosso e indicazione + del positivo; nero e indicazione - del negativo 4.10 Protezioni Ciascuna stringa è dotata di un dispositivo di protezione (diodo di blocco), al fine di evitare che, in seguito ad ombreggiamento o guasto, una stringa divenga passiva, assorbendo e dissipando con danno la potenza elettrica generata dalle altre stringhe connesse in parallelo. Ogni modulo, come precedentemente riportato, è dotato di diodi di by-pass Valutazione delle perdite del BOS Le perdite del sistema sono state valutate in funzione del sito di ubicazione e dell architettura del sistema e sono state stimate intorno al 20%. Tali perdite possono derivare da: Effetti di riflessione: tiene conto della capacità riflettente delle superfici circostanti; nel caso in esame le superfici sono costituite prevalentemente da terreno naturale e cemento. Si stima perdita pari a 2,0%; Ombreggiamento: l ombreggiamento è pari allo 0% alle ore 12:00 del solstizio d inverno, ovvero il 21 dicembre, con angolo di ombreggiamento di 28. Si considera comunque una perdita dello 0,5%; Temperatura: considerato il clima del sito di installazione, tali perdite sono stimate nell ordine del 3%; Perdite di cablaggio: la perdita di potenza complessiva e verificata, causata da cadute di tensione ed effetto Joule è stimabile intorno allo 0,5 %; Effetto pollution. Deriva dalla maggiore o minore piovosità del sito di installazione. In considerazione della piovosità dell area di Tonara, si è assunto un valore pari allo 0,50%. Perdite per mismatch. Nel progetto è stata stimata una perdita per mismatch dello 3,25%, essendo le stringhe sono formate da moduli aventi stesse caratteristiche tecniche, di tilt e di azimuth Messa a terra La linea elettrica proveniente dai moduli fotovoltaici sarà messa a terra mediante appositi scaricatori di sovratensione con indicazione ottica di fuori servizio, al fine di garantire la protezione dalle scariche di origine atmosferica. Il campo fotovoltaico sarà gestito come sistema IT, ovvero con nessun polo connesso a terra. Le stringhe sono costituite dalla serie di singoli moduli fotovoltaici e singolarmente sezionabili, provviste di diodo di blocco e di protezioni contro le sovratensioni. I collegamento a terra delle masse verranno realizzate con conduttori giallo verde tipo N07V-K. 14

16 5 Schema unifilare tipo Nella figura seguente è riportato lo schema unificare tipo per l installazione dell impianto proposto. Per i dettagli puntuali dello schema di collegamento elettrico si rimanda alla consultazione degli elaborati grafici allegati al progetto. 15

17 6 Integrazione architettonica dell impianto Come descritto in premessa, il sistema fotovoltaico dovrà essere realizzato con una struttura tale per cui i moduli siano posati al di sopra dell attuale manto di copertura, realizzato con materiale bituminoso, in maniera complanare e inserendosi armoniosamente nel disegno di quest ultima, senza modificarne la sagoma e le dimensioni. I moduli verranno ancorati alle coperture, mediante una struttura realizzata con profilati in alluminio con la stessa inclinazione e con lo stesso orientamento della falda di copertura. 7 Verifica tecnico-funzionale Al termine dei lavori l installatore dell impianto effettuerà le seguenti verifiche tecnico-funzionali: - corretto funzionamento dell impianto fotovoltaico nelle diverse condizioni di potenza generata e nelle varie modalità previste dal gruppo di conversione (accensione, spegnimento, mancanza rete, ecc.); - continuità elettrica e connessioni tra moduli; - messa a terra di masse e scaricatori; - isolamento dei circuiti elettrici dalle masse; 8 I benefici 8.1 Attenzione per l'ambiente Ad oggi, la produzione di energia elettrica è per la quasi totalità proveniente da impianti termoelettrici che utilizzano combustibili sostanzialmente di origine fossile. Quindi, considerando l'energia stimata come produzione del primo anno, circa kwh(1), e la perdita di efficienza annuale, 0.90 %, le considerazioni successive valgono per il tempo di vita dell'impianto pari a 20 anni Emissioni evitate in atmosfera L impianto fotovoltaico consentirà la riduzione di emissioni in atmosfera di gas climalteranti, causa di effetto serra. Emissioni evitate in atmosfera CO 2 SO 2 NO X Polveri Emissioni specifiche in atmosfera [g/kwh] 220,38 0,21 0,21 0,01 Emissioni evitate in un anno [kg] Emissioni evitate in 20 anni [kg] 5.697,00 5,32 5,54 0, ,64 97,76 101,73 4,96 Fonte dati: Rapporto ambientale ENEL

18 8.2 Caratteristiche riassuntive dell impianto Nella tabella seguente sono riassunti i dati principali dell impianto. Dati Generali Identificativo Impianto IT001E Soggetto responsabile impianto COMUNE DI QUARTU S.E. (CA) Ubicazione Impianto (indirizzo) Via Mozart Latitudine N Longitudine E Altitudine 15 Inclinazione e orientazione piano dei moduli 5,4 / 42,3 E Percentuale annua d ombra sui moduli 0 Radiazione solare annua sul piano inclinato 1641 Temperatura ambiente media mensile fra 0 C e 30 C Zona di vento 5 Velocità giornaliera del vento (massima annua) 29 m/sec Direzione prevalente del vento (media annua) N-W Generatore Potenza nominale PnG 10,00 kwp fotovoltaico Tensione alla massima potenza VmG a 15 C 319,38 V Valori max Tensione alla massima potenza VmG a 25 C 306,80 V Tensione alla massima potenza VmG a 70 C 250,20 V Tensione Voc a -10 C Corrente max del generatore PV 426,89 V 32,60 A N Moduli totale/ in serie N stringhe complessive 4 Moduli Tipo Modulo fotovoltaico standard fotovoltaici Potenza nominale Pn 0,250 kw Numero di celle 60 Tensione alla Pmax (Vmp) 30,68 V Corrente alla Pmax (Vmp) Tensione a circuito aperto (Voc) Corrente di corto circuito (Isc) Tipo celle fotovoltaiche 8,15 A 38,03 V 8,65 A poly Rendimento minimo 14,55% L x P x A (mm) 1015 x 1693 x 34 MPPT MPPT 1 2 Pn stringa 5,000 kwp 5,000 kwp Numero di moduli per stringa 20 5 Tensione V -10 C 319 V 319 V Tensione V 25 C 307 V 307 V Tensione V 70 C 250 V 250 V Corrente I MP a 25 C 16,30 A 16,30 A Strutture di Materiale Struttra in acciaio zincato e alluminio sostegno Posizionamento Copertura a falda Integrazione architettonica dei moduli Complanare Inverter Tipo Inverter trifase (tipo Power-One PVI-10,0-OUTD) Gamma tensione MPP Tensione max. entrata 520 V Corrente max in entrata 24 A Potenza nominale in uscita 11,00 kw Potenza massima AC 11,00 kw Rendimento max: 97,3% Rendimento Euro-eta: 97,0% Tensione di rete / frequenza 400 V / 50 Hz Dimensioni A x L x P (mm) 716 x 645 x 222 Peso (kg) 26 Presenza trasformatore Trasformatore ad alta frequenza Monitoraggio guasti / isolamento OK / OK Contributo alla corrente di CC 29,00 A Classe di protezione IP65 Prestazioni energetiche Energia elettrica annua producibile: kwh 17

19 9 Conclusioni Dovranno essere emessi e rilasciati dall installatore i seguenti documenti: manuale di uso e manutenzione, inclusivo della pianificazione consigliata degli interventi di manutenzione; progetto esecutivo in versione come costruito, corredato di schede tecniche dei materiali installati; dichiarazione attestante le verifiche effettuate e il relativo esito; dichiarazione di conformità ai sensi del DM 37/2008; certificazione rilasciata da un laboratorio accreditato circa la conformità alla norma CEI EN 61215, per moduli al silicio cristallino, e alla CEI EN per moduli a film sottile; certificazione rilasciata da un laboratorio accreditato circa la conformità del convertitore c.c./c.a. alle norme vigenti e, in particolare, alle CEI qualora venga impiegato il dispositivo di interfaccia interno al convertitore stesso; certificati di garanzia relativi alle apparecchiature installate; garanzia sull intero impianto e sulle relative prestazioni di funzionamento. La ditta installatrice, oltre ad eseguire scrupolosamente quanto indicato nel presente progetto, dovrà eseguire tutti i lavori nel rispetto della REGOLA DELL ARTE. 18