Sistema di Protezione attiva per Impianti Fotovoltaici

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1 Sistema di Protezione attiva per Impianti Fotovoltaici

2 SOLUZIONE PER LA PROTEZIONE ATTIVA DEI SISTEMI FOTOVOLTAICI PREMESSA È noto che i sistemi per la produzione di energia rinnovabile che sfruttano l energia solare sono oggi i maggiormente diffusi grazie anche ai progressi tecnologici ottenuti negli ultimi anni riguardo l efficienza. La spinta allo sviluppo della tecnologia e all implementazione massiva arriva anche dall esigenza di sviluppare e potenziare fonti di energia rinnovabile. L ESIGENZA L elevato costo unitario dei pannelli solari e la facilità della loro rivendita ne fanno oggetto di numerosissimi furti. A ciò si aggiunge il fatto che tali installazioni, generalmente previste in zone scarsamente popolate, sono talmente grandi da richiedere ingenti risorse per la loro protezione. All esigenza di protezione dal furto dei pannelli si somma un esigenza altrettanto importante di controllo tecnologico di funzionamento ed efficienza del sistema installato. Sono noti sul mercato dispositivi antifurto per stringhe di pannelli solari fotovoltaici più o meno specifici. Il primo è realizzabile attraverso l installazione di Sistemi di protezione perimetrale per esterno (barriere a microonde / infrarossi / doppia tecnologia). Il sistema mira a rilevare l ingresso nell area protetta da parte di intrusi ma presenta alcune importanti criticità: Elevato costo dei prodotti; Elevato costo di installazione, spesso resa disagevole dalle ampie distanze e dal posizionamento dei pannelli su tetti / pareti verticali / pendenze; Scarsa immunità ai falsi allarmi; Nessun controllo tecnologico e funzionale sul sistema; Scarsa flessibilità: l aggiunta di nuovi moduli fotovoltaici può costringere ad una pesante attività di installazione. Il secondo sfrutta la Tecnologia GPS (Global Position System) attraverso un scheda elettronica autoalimentata laminata all interno del pannello fotovoltaico, non rimovibile se non distruggendo il pannello. Questo sistema verifica costantemente le coordinate geografiche della scheda e le confronta con quelle impostate in fase di installazione del pannello. Anche in questo caso di presentano alcune importanti criticità: Elevato costo del prodotto; Scarsa flessibilità: la scheda elettronica deve essere montata dal costruttore del pannello e non può essere aggiunta successivamente; Elevato costo di sostituzione di una scheda guasta; Bassa livello di controllo: il sensore non è in grado di rilevare cortocircuiti o guasti di un pannello, ma esclusivamente la variazione della sua posizione. Il sensore fotovoltaico per pannelli solari è un prodotto di assoluta innovazione rivolto all Integratore di Sistema evoluto, la proprietà intellettuale del sistema è protetta da Brevetto Nazionale. Nome: Modulo di Controllo Fotovoltaico FV_08 Codice Prodotto: PF3O.07 Circuito stampato: CS3796 Alloggiato in supporto per guida DIN Dimensioni: 100x120x30 mm (compresa guida DIN) SAET/CVS risponde a questa nuova esigenza del mercato con un NUOVO ED INNOVATIVO SENSORE ANTIFURTO PER STRINGHE DI PANNELLI SOLARI. Il dispositivo, efficace sulle 24 ore, è in grado di rilevare tempestivamente tutte le più comuni tecniche di furto, quali il distacco, la cortocircuitazione, il collegamento di una sorgente di tensione in sostituzione di un pannello rimosso. Il sensore consente, inoltre, di monitorare senza complicazioni circuitali una nuova stringa di pannelli aggiunta ad un impianto preesistente. Pagina 1 di 7

3 Un ulteriore plus della proposta SAET/CVS è quello di consentire di individuare precisamente l ubicazione di una stringa all interno della quale si sia verificato un cortocircuito, un furto o un guasto. Inoltre il sistema integrato con un impianto di videosorveglianza, preferibilmente con DOME, utilizzando i preset (la funzione delle dome di orientarsi automaticamente su una posizione allarmata e con lo zoom elettronico di effettuare primi piani) si posiziona sulla stringa che ha generato l evento per consentire un controllo dell area e verificare la causa dell evento. Assembiaggi disponibili Assemblaggio in contenitore in ABS 1P55, dimensioni: 220x170x8mm, peso 200 gr L assemblato include: n 1 Modulo di Controllo Fotovoltaico FV_08 n 1 contenitore ABS (22Oxl7OxBOmm) n 1 staffa supporto guida DIN n 1 Portafusibile estraibile PCF 2x Vcc n 2 Fusibili 10x38 gr O,8A 900Vdc Predisposizione per alloggiare n 1 Modulo SC8 Smart (PFOS.72) Assemblaggio in contenitore in ABS 1P65, dimensioni: 6SOx4OSx2Omm, peso 2Kg L assemblato include: n 4 Modulo di Controllo Fotovoltaico FV_08 n 1 scatola ABS stagna (650x405x20mm) cod. GW46004 n 4 guida EN i8 moduli n 4 Portafusibile estraibile PCF 2x38 32A 1000Vcc n 8 Fusibili i0x38 gr 0,SA 900Vdc Predisposizione per alloggiare n 2 Modulo SC8 Smart (PFOS.72) Pagina 2 di 7

4 Modalità di Installazione I pannelli solari sono elementi modulari che possono essere collegati in serie tra di loro (di seguito stringhe ) per offrire una maggior superficie di esposizione al sole e quindi ottenere maggiori quantità di energia. Ogni stringa è composta normalmente da un massimo di 20 pannelli in grado di produrre una potenza di circa 3kw. La figura sottostante mostra un esempio di stringa. Più stringhe possono essere collegate tra di loro tramite una linea a potenziale negativo ed una linea a potenziale positivo, in questo caso ciascuna stringa viene attestata su un quadro di controllo allo scopo di isolare e compartimentare le diverse sezioni. Principio di Funzionamento Il sensore antifurto SAET per pannelli solari rileva ed elabora un segnale letto sulle stringhe di pannelli, un circuito di analisi ne elabora le variazioni in uscita verificando se sono dovute a cause naturali oppure a guasti / furti. Ciascun sensore è in grado di gestire da un minimo di 2 sino ad un massimo di 08 stringhe ciascuna composta da 1 a 20 pannelli. Il dispositivo è interfacciabile a qualunque sistema intrusione / controllo tecnologico / PLC esistente attraverso due uscite che si muovono per allarme rilevato sulle due stringhe controllate. Il sofisticato algoritmo di analisi ed elaborazione è in grado di garantire un efficiente monitoraggio in qualunque condizione atmosferica e di luminosità (notte - giorno), adattando automaticamente le sue modalità di funzionamento. Pagina 3 di 7

5 Il sensore può essere installato all interno del quadro di controllo stringhe oppure remotizzato in appositi alloggiamenti specifici. Non richiede, in entrambi i casi, un intervento diretto sul pannello nè alcun genere di taratura. Elaborazione ed Analisi L efficienza dei pannelli viene monitorata continuamente attraverso un complesso algoritmo software che, in funzione delle variazioni del segnale generato dalle stringhe, permette di discriminare le normale condizioni atmosferiche e di luminosità (e le loro variazioni) da eventi dolosi di tentato furto per distacco, guasto o cortocircuito. Le figure sottostanti esemplificano meglio le diverse modalità di analisi ed elaborazione Pagina 4 di 7

6 Condizione atmosferica In cui su una stringa viene progressivamente a calare l ombra (condizione tipica del tramonto); come si può osservare la curva del segnale in ingresso decade lentamente e non viene generato allarme. Condizione atmosferica in cui su una stringa cade improvvisamente un ombra generata, per esempio, da una nuvola. Anche in questo caso la curva del segnale ha un andamento tale da essere considerata normale e non generare nessuna segnalazione di allarme. Condizione di distacco di un pannello fotovoltaico facente parte di una stringa. La caduta di segnale ai capi dell ingresso del sensore è netta e repentina (andamento a ginocchio ) e pertanto viene considerata anomala e genera segnalazione di allarme. Pagina 5 di 7

7 Case History: Magazzini Generali Italy Oggetto della Fornitura: Protezione di Sistema Fotovoltaico L impianto in numeri: Valore di acquisto pannelli solari Sharp: circa 2 Mio Numero di pannelli solari controllati: 2040 Superficie: mq Potenza prodotta: 300kw 380V Numero di sensori SAET FV_08: 52 Numero di concentratori di ingressi SAET SCS Smart (IMQ) Numero di armadi concentrazione e sezionamento: 25 Sistema di Supervisione nazionale SAET GEMSS L intero sistema raccoglie le segnalazioni e le gestisce tramite un unica Centrale di gestione degli allarmi modello SAET DELPHI M_Due/0 (PFOO.141) (IMQ 110 Liv.). La tipologia di edificio tipo capannone industriale con copertura non piana avrebbe reso una protezione di tipo perimetrale per esterno estremamente onerosa e problematica. La soluzione SAET ha consentito di effettuare tutte le attività di installazione, posa e collaudo all interno della cabina elettrica di generazione abbattendo I costi della posa ed eliminando i rischi e gli oneri di attività sulla copertura. Alle funzioni di antifurto, il sistema di rilevazione SAET affianca le funzioni controllo tecnologico e garantisce al Cliente la costante efficienza del Sistema installato. Attraverso la Centrale DELPHI M_Due/0 tutte le rilevazioni del sensore FV_08 vengono raccolte ed elaborate per essere inviate al Centro di Supervisione Nazionale SAET GEMSS con Server di Back_up a Milano e Bari. Questo è un esempio di come, la soluzione sistemica SAET Impianti Speciali è in grado di risolvere le esigenze di prestazioni in ambiti evoluti e professionali andando dalle funzioni di rilevazione di campo fino al Sistema di Supervisione. Le immagini sottostanti documentano la struttura del Sistema e le fasi di installazione. Pagina 6 di 7

8 Fotovoltaico: dimensioni e trend del mercato Il nuovo rapporto pubblicato dalla TEA Photovoltaic Power Systems Programme (IEA PVPS) presenta i risultati dell undicesima ricerca internazionale dell organizzazione Il documento, dal titolo Trends in photovoltaic applications. Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2006, fornisce una panoramica, a fine 2006, delle applicazioni fotovoltaiche e dei mercati nei paesi industrializzati, analizzando le tendenza nelle installazioni e nei mercati nazionali dal 1992 al Alcuni dati che emergono dal rapporto confermano che la potenza installata nel paesi valutati nel rapporto (19 paesi OCSE) sia cresciuta del 36% tra il 2005 e il 2006, raggiungendo 5,7 GW, con circa 1,5 GW di potenza installata nel solo Nell ultimo decennio si è assistito ad un raddoppio delle installazioni ogni due anni. Le applicazioni grid-connected (collegate alla rete) sono state nel 2006 circa il 96% del mercato (solo 63 MW sono impianti off grid). Il 2006 ha visto aumentare rispetto all anno precedente in tutti i paesi le risorse pubbliche a favore del fotovoltaico per un totale superiore ai due miliardi di dollari. La gran parte di questo budget riguardava incentivazioni per sostenere la domanda. Anche le spese per ricerca, sviluppo e dimostrazione sono aumentate; Il dato è di una crescita del 17%, anche se ciò non dimostra un vero cambio di passo rispetto alle risorse impiegate nella ricerca e nei sussidi a diversi settori dell energia convenzionale. Fotovoltaico: alcuni dati La capacità produttiva mondiale di pannelli fotovoltaici è di 1864 MW, questa si concentra in Giappone e Germania, la figura sottostante mostra la distribuzione della capacità produttiva - paese e l andamento della stessa dal 1993 al In entrambi i casi i dati sono espressi in MW. Il 60% della produzione mondiale di pannelli fotovoltaici avviene ad opera di 6 multinazionali, In particolare: Sharp (JPN, GBR, USA): 22% Q-Cells (DEU): 14% Kyocera (JPN): 10% Sanyo Electric (JPN): 8% Mitsubishi Electric (JPN): 6% Deutsche CelI I SolarWorld (DEU, USA): 6% queste 6 Compagnie producono oggi il 60 % della domanda mondiale. La produzione di pannelli solari in Italia pesa, nell anno 2006, 11 MW su MW di produzione totale, con una quota di penetrazione del 0,6 k sulla produzione mondiale. In Italia sono installati impianti fotovoltaici incentivati dal conto energia per una potenza installata complessiva di circa 94 MW. Pagina 7 di 7

9 SENSORE FV_08 Il sensore SAET Impianti Speciali per la protezione attiva dei sistemi fotovoltaici L elevato costo unitario dei pannelli solari e la loro tecnologia innovativa, oggi fortemente in espansione sul mercato, li rendono oggetto di numerosissimi furti, con l obiettivo fraudolento di una loro successiva rivendita. All esigenza di protezione dal furto dei pannelli si somma un esperienza altrettanto importante di controllo tecnologico, di funzionamento ed efficienza del sistema installato. Il sensore fotovoltaico FV_08 per pannelli solari è un prodotto di assoluta innovazione. Il dispositivo, efficace sulle 24 ore, è in grado di rilevare tempestivamente tutte le più comuni tecniche di furto, quali il distacco, la cortocircuitazione, il collegamento di una sorgente di tensione in sostituzione di un pannello rimosso. FUNZIONAMENTO Il sensore FV_08 di SAET IMPIANTI SPECIALI per pannelli solari fotovoltaici rileva ed elabora un segnale letto sulle stringhe dei pannelli. Successivamente un circuito di analisi ne elabora le variazioni in uscita verificando se sono dovute a cause naturali oppure a guasti o furti. Ciascun sensore è in grado di gestire fino a 2 stringhe per un massimo di 40 pannelli. L algoritmo di analisi ed elaborazione è in grado di garantire un efficiente monitoraggio in qualunque condizione atmosferica e di luminosità'. Il sensore può essere installato nel quadro di controllo stringhe oppure remotizzato: in qualsiasi caso non richiede un intervento diretto sul pannello ne una taratura specifica. ELABORAZIONE ED ANALISI L efficienza dei pannelli viene costantemente monitorata attraverso un complesso algoritmo software che distingue le normali condizioni atmosferiche da eventi dolosi. Segnale 1: calo progressivo d ombra. Andamento normale della curva, nessun allarme generato. Segnale 2: calo repentino d ombra. Andamento normale della curva, nessun allarme generato. Segnale 3: distacco di un pannello da una stringa. Caduta di segnale ai capi dell ingresso (andamento a ginocchio ), andamento anomalo della curva, generazione di allarme.