OTTIMIZZAZIONE DEGLI IMPIANTI FOTOVOLTAICI: DALLE VERIFICHE IN CAMPO E DA REMOTO ALL INGEGNERIZZAZIONE DEGLI UPGRADES

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1 OTTIMIZZAZIONE DEGLI IMPIANTI FOTOVOLTAICI: DALLE VERIFICHE IN CAMPO E DA REMOTO ALL INGEGNERIZZAZIONE DEGLI UPGRADES Ing. Mauro Moroni CEO Moroni & Partners Milano, 23/10/2014

2 M&P in breve CHI SIAMO Moroni & Partners è una società di Ingegneria Energetica e consulenza tecnica specializzata nel settore delle energie rinnovabili. Ha sede ad Ancona ed è stata fondata nel 2007 dall Ing. Mauro Moroni, esperto del campo con un dottorato in Energetica all Università Politecnica delle Marche. M&P offre servizi di consulenza ingegneristica a Investitori, Banche, Istituti di Credito, Clienti industriali ed EPC Contractors. Alcuni numeri: - Organico composto da oltre 50 professionisti - 90% di laureati in ingegneria - oltre 1,5 GW di esperienza nelle energie rinnovabili Awards: Membership: Divisioni: ENGINEERING TECHNICAL ADVISORY ASSET MANAGEMENT

3 Tecniche di ottimizzazione DISPONIBILITA E PERFORMANCE COME AUMENTARE LA PRODUZIONE DELL IMPIANTO? OTTIMIZZAZIONE DISPONIBILITA IMPIANTO OTTIMIZZAZIONE PERFORMANCE IMPIANTO

4 Ottimizzazione disponibilità impianto DISPONIBILITA IMPIANTO Il fattore di disponibilità in un impianto fotovoltaico indica la percentuale di ore di funzionamento al netto delle ore di fermo impianto dovute a: GUASTI E FERMI IMPIANTO LATO PRODUTTORE GUASTI E DISTACCHI LATO RETE

5 Ottimizzazione disponibilità impianto ASPETTI CHE INFLUENZANO LA DISPONIBILITA EFFICIENZA ED EFFICACIA SISTEMA DI MONITORAGGIO Struttura sistema installato Qualità componenti e sensoristica Dettaglio informazioni rilevate Presidio da parte degli operatori PREVENZIONE GUASTI E PROBLEMATICHE DA EVENTI ESTERNI Manutenzione preventiva Adeguata protezione da furti Adeguata protezione da eventi atmosferici EFFICACIA E VELOCITA INTERVENTI DI RIPRISTINO Tempistiche garantite Presenza magazzino parti di ricambio Formazione e competenze operatori Rapporti con i fornitori dei componenti CONFORMITA AMMINISTRATIVA Adeguamenti delibere AEEG Verifica e sanzioni amministrative Verifiche GSE

6 Ottimizzazione disponibilità impianto MONITORAGGIO: PARAMETRI DA RILEVARE CAMPO FV QUADRI DI CAMPO INVERTER CONTATORE CENTRALINA METEO Corrente di stringa [Adc] Tensione di stringa [Vdc] Stato fusibili Energia [kwh] Potenza [kw] Corrente [A] Tensione [V] Diagnostica Potenza [kw] Energia [kwh] Irraggiamento solare [kwh/m2] Temperatura ambiente e/o retro modulo [ C] DATALOGGER Acquisizione dati Storage dati WEB Elaborazione e visualizzazione dati Calcolo indicatori di performance Generazione allarmi

7 Ottimizzazione disponibilità impianto ASPETTI CHE INFLUENZANO LA DISPONIBILITA EFFICACIA E VELOCITA DEGLI INTERVENTI DI RIPRISTINO TEMPISTICHE GARANTITE PARTI DI RICAMBIO COMPETENZE OPERATORI RAPPORTI CON I COSTRUTTORI Il contratto di O&M deve prevedere tempi di intervento rapidi, pari al massimo a 24 ore dalla segnalazione del guasto. Deve essere assicurata la reperibilità immediata delle principali parti di ricambio (moduli, fusibili, componenti inverter..) anche con magazzino in sito Gli operatori devono essere opportunamente formati e certificati in modo da diagnosticare e risolvere in prima persona le problematiche L operatore O&M deve avere rapporti strutturati con i principali costruttori (inverter, moduli, trafo) ed essere in grado di intervenire direttamente sul componente

8 Ottimizzazione disponibilità impianto IMPATTO TECNICO-ECONOMICO DEI FERMI DATI IMPIANTO FOTOVOLTAICO Potenza nominale 4,9 MWp Installato a terra con strutture fisse Ubicazione: Puglia, producibilità specifica: kwh/kwp FERMI IMPIANTO SIMULATI Fermo impianto pari a 48, 72 e 120 ore nei mesi di giugno e novembre, pari al: 2% (es. problemi su cassette di stringa) 20% (es. guasto inverter da 1 MW) 100% (es. distacco rete o danni atmosferici) REGIME INCENTIVANTE Simulazione A 2 Conto Energia, entrata in esercizio 2010, tariffa 0,343 /kwh Prezzo di cessione energia elettrica: 0,04 /kwh REGIME INCENTIVANTE Simulazione B 4 Conto Energia, entrata in esercizio 2011, tariffa 0,181 /kwh Prezzo di cessione energia elettrica: 0,04 /kwh

9 Ottimizzazione disponibilità impianto IMPATTO DEI FERMI Simulazione A N int/y Perdite Min Perdite Max N int/y Perdite Min Perdite Max N int/y Perdite Min Perdite Max E ECONOMICAMENTE UTILE DOTARSI DI BUON SERVIZIO DI ASSET MANAGEMENT PER PREVENIRE E MINIMIZZARE LE PROBABILITA DI FERMO IMPIANTO

10 Ottimizzazione disponibilità impianto IMPATTO DEI FERMI Simulazione B N int/y Perdite Min Perdite Max N int/y Perdite Min Perdite Max N int/y Perdite Min Perdite Max E ECONOMICAMENTE UTILE DOTARSI DI BUON SERVIZIO DI ASSET MANAGEMENT PER PREVENIRE E MINIMIZZARE LE PROBABILITA DI FERMO IMPIANTO

11 Ottimizzazione performance RE-ENGINEERING: FLOW CHART Analisi tecnica (Due Diligence) Identificazione di soluzioni progettuali critiche Identificazione e ingegnerizzazione degli upgrades Simulazione dinamica performance in condizioni as built Simulazione dinamica performance in condizioni upgraded Stima costi upgrades BENEFICI COSTI Business plan

12 Ottimizzazione performance DUE DILIGENCE TECNICA: PRINCIPALI CRITICITA Problematiche sui moduli fotovoltaici (Hot spots, snail tracks, PID ) Problematiche di ombreggiamento (da oggetti interni ed esterni) Problematiche di efficienza inverter (derating temperatura, bassa efficienza ) Problematiche sui componenti del BOS (cavi, trasformatori, trackers..)

13 Ottimizzazione performance FOCUS SUL POTENTIAL INDUCTED DEGRADATION Se si utilizza un inverter senza trasformatore, il generatore fotovoltaico possiede un potenziale elettrico rispetto alla terra. Ciò può generare un accumulo di cariche positive sul lato superiore della cella, con una conseguente scarica delle cariche negative sottoforma di correnti di dispersione attraverso il materiale di incapsulamento, lungo il telaio e addirittura passando dal vetro frontale. FATTORI CHE FAVORISCONO LE CORRENTI DI DISPERSIONE UMIDITA ELEVATE TEMPERATURE ELEVATE TENSIONI DI SISTEMA

14 Ottimizzazione performance PID: PRINCIPALI TECNICHE DI INDAGINE ANALISI TERMOGRAFICA ELETTRO LUMINESCENZA MISURA CURVA I-V Effetto patchwork sui moduli PiD affected Cortocircuiti locali delle giunzioni p-n delle celle (aree nere) Curva e prestazioni elettriche inferiori a quelle di targa

15 Ottimizzazione performance PID: CASE STUDY Potenza 240 W Potenza 109 W Delta: - 55% I moduli FV evidenziati in verde sono caratterizzati da anomalie termiche di tipo patchwork e hot spot La percentuale di riduzione performance aumenta verso il polo negativo della stringa

16 Ottimizzazione performance PID: SOLUZIONI AL PROBLEMA SOLUZIONI PER LA PREVENZIONE E L ATTENUAZIONE DEL FENOMENO A LIVELLO DI SISTEMA A LIVELLO DEI MODULI A LIVELLO DELLE CELLE Installazione inverter con trasformatore Messa a terra polo negativo Applicazione tensione positiva verso terra con appositi dispositivi Utilizzo vetro a basso contenuto di sodio Utilizzo di incapsulanti in silicone e polimeri contenenti gruppi ionici Interventi sul trattamento anti-riflesso Utilizzo di moduli PiD FREE

17 Ottimizzazione performance LINEE GUIDA GSE PER L AUTORIZZAZIONE Tutti gli interventi di natura tecnica che comportano la variazione della configurazione dell impianto, rispetto a quella ammessa all incentivazione devono essere preventivamente comunicati al GSE, nelle forme e modalità che verranno rese note nel documento di prossima pubblicazione, evidenziando le motivazioni che hanno determinato la necessità della modifica. Non sono ammessi interventi volti unicamente ad incrementare la producibilità dell impianto. La sostituzione di un componente di un impianto fotovoltaico può essere effettuata nei soli casi di furto, guasto o avaria permanente del componente, debitamente comprovati. L eventuale sostituzione di moduli non può comportare l incremento della potenza nominale dell impianto. I nuovi componenti sostituti dovranno rispettare i requisiti introdotti dai decreti per impianti entrati in esercizio dopo il 30 giugno Una variazione della modalità installativa dell impianto e/o del contesto in cui è inserito, qualora debitamente autorizzata e motivata, può condurre a classificare l impianto in una tipologia diversa da quella inizialmente riconosciuta.

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