COMUNE di FABRIANO PROVINCIA DI ANCONA

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1 COMUNE di FABRIANO PROVINCIA DI ANCONA Settore Assetto del Territorio Servizio Lavori Pubblici Oggetto: Programma regionale per il ricorso a fonti energetiche rinnovabili fotovoltaico. Scuola elementare materna Allegretto di Nuzio Importo intervento ,40 RELAZIONE TECNICA DEL PROGETTO PRELIMINARE Articolo 19 del Regolamento approvato con D.P.R. n.207/2010 Articolo 20 del Regolamento approvato con D.P.R. n. 554/99 Sommario 1. Descrizione tecnica dell intervento Prime indicazioni e disposizioni per la stesura dei piani di sicurezza... 7

2 RELAZIONE TECNICA DEL PROGETTO PRELIMINARE 1. Descrizione tecnica dell intervento. 1.1 Caratteristiche di progetto Impianto realizzato sulla copertura di un edificio pubblico. Impianto trifase collegato alla rete elettrica di distribuzione nel rispetto del documento Enel DK 5940, del Testo Integrato delle Connessioni Attive (TICA) e della Norma CEI e successiva Variante V1. Temperatura ambientale di progetto (UNI 5364 e UNI 10349) Min / max: -3,5 / 28,6 C i valori di riferimento del capoluogo di Provincia sono stati diminuiti approssimativamente di 1,5 C per tener conto della diversa altitudine del sito di installazione Orientamento dei pannelli: 10 circa di angolo azimutale 30 di inclinazione sull orizzontale per massimizz are la produzione di energia annua per il dato angolo azimutale Potenza complessiva dell impianto: 70 kw (condizioni standard STC) Sistema elettrico lato corrente continua: IT Posizione quadro di interfaccia e cassetta di parallelo stringhe: sulla copertura dell edificio in apposito armadio stradale in vetroresina con portello e serratura, posto in adiacenza al parapetto e nelle vicinanze al punto di consegna Enel situato all interno dell edificio. Posizione convertitori statici e cassetta di terra: in adiacenza alle rispettive stringhe in apposito armadio stradale in vetroresina con portello e serratura. 1.2 Analisi di producibilità L energia totale annua producibile dall impianto fotovoltaico dipende dalle effettive condizioni locali di soleggiamento, dallo scostamento delle effettive temperature di esercizio rispetto a quelle standard, oltre che dai rendimenti dei componenti elettrici. Il valore può quindi essere stimato, per il singolo modulo, utilizzando la seguente relazione E g = h g x A g x n a x G a x K (kwh/anno) dove: h g = h MOD x h BOS = 0,12 x 0,75 = 0,09 h MOD = rendimento di conversione del modulo fotovoltaico che per i moduli in silicio policristallino che si prevede di installare può essere assunto pari a circa 12% h BOS = rendimento di conversione dai moduli all uscita del convertitore statico che per impianti funzionanti in parallelo alla rete può essere assunto pari a circa 75% A g = superficie del piano del modulo (m 2 ) che in questo caso si considera pari a 1,65 m 2 n a = numero dei giorni in un anno G a = radiazione solare media giornaliera annuale incidente sul piano dei moduli tenuto conto della componente diretta, indiretta e di albedo, nonché dell inclinazione e dell angolo azimutale dei pannelli. In questo caso il calcolo di questo valore è stato eseguito con apposito software con riferimento alla stringa più svantaggiata in relazione all ombreggiamento della stringa adiacente, della cui presenza si è tenuto conto, e il valore è risultato pari a 4,42 kwh/giorno m 2 K = coefficiente di riduzione per ulteriori ombreggiamenti che può essere assunto pari a 0,95 Per quanto sopra si ha:

3 E g = 0,09 x 1,65 x 365 x 4,42 x 0,95 = 227 (kwh / anno) Che per l intero impianto composto da n. 306 moduli può essere assunto pari a circa kwh / anno. Tale valore rappresenta solo una stima dell energia totale annua producibile dall impianto fotovoltaico; a tale valore si ritiene di poter applicare tuttavia una ulteriore riduzione stimabile intorno al 5-10 % per tener conto della probabile presenza di nebbie mattutine nella zona di installazione, col che potrebbe ottenersi una producibilità annua di energia che può valutarsi intorno a kwh / anno relativamente all intero impianto. 1.3 Schema elettrico generale Il generatore fotovoltaico è composto complessivamente da n. 306 moduli fotovoltaici a 60 celle in silicio policristallino e dotati di cornice in alluminio, collegati tra loro con cavo solare preassemblato e connettori MC forniti a corredo. Tali moduli saranno collegati in serie in modo da formare stringhe costituite ciascuna da un numero di moduli variabile da 12 a 18 unità così come riportato nel prospetto sottostante. Saranno presenti n. 20 inverter monofase, ciascuno a servizio di una stringa di moduli. Con riferimento alle caratteristiche dei moduli fotovoltaici sono riportati nella sottostante tabella le caratteristiche principali di ciascuna stringa. STRINGA n. totale di moduli Potenza di picco totale (Wp) Tensione nominale (V) Tensione a circuito aperto (V) Corrente nominale di stringa (A) Corrente di c.c. di stringa (A) ,95 8, ,95 8, ,95 8,6 4a ,95 8,6 4b ,95 8,6 5a ,95 8,6 5b ,95 8, ,95 8, ,95 8, ,95 8, ,95 8, ,95 8, ,95 8, ,95 8, ,95 8, ,95 8, ,95 8,6

4 ,95 8, ,95 8, ,95 8,6 Gli inverter previsti sono del tipo con trasformatore di isolamento, in grado di seguire il punto di massima potenza della stringa da cui sono alimentati sulla curva I-V caratteristica funzione della temperatura di esercizio e costruiscono l onda sinusoidale in uscita in modo da contenere le armoniche entro i limiti previsti dalle norme. Le uscite 230 Vca saranno collegate, alternativamente ed in modo equilibrato, ad una delle fasi. L involucro esterno degli inverter avrà grado di protezione minima IP54, come pure le connessioni esterne. Gli inverter saranno predisposti per sistema di monitoraggio locale; saranno dotati di diodi antinversione di polarità lato cc, avranno temperatura ambiente operativa (senza declassamento) da 10 C a +45 C e saranno dotati d i trasformatore di isolamento lato ca. I cavi di uscita dagli inverter confluiranno nel quadro di interfaccia rete dove avverrà il parallelo stringhe. La scelta degli inverter dovrà essere fatta verificando il corretto funzionamento di ognuno di essi tramite il soddisfacimento delle seguenti disuguaglianze: V OC (T min ) < V max V M (T max ) > V MPPTmin V M (T min ) < V MPPTmax dove: V OC è la tensione massima di stringa a circuito aperto che si ha nelle condizioni di temperatura minima di funzionamento; V max è la tensione massima ammissibile all ingresso dell inverter; V M (T max ) e V M (T min ) sono le tensioni di stringa nel punto di massima potenza rispettivamente nel caso di temperatura di funzionamento massima e minima; V MPPTmin ev MPPTmax sono i limiti operativi di tensione richiesti dall inseguitore MPPT dell inverter Nel calcolo delle grandezze di cui sopra dovrà tenersi conto del loro scostamento rispetto ai valori in condizioni standard (25 C) in dipendenza della temperatura di funzionamento 1.4 Protezione contro le sovracorrenti La protezione contro i sovraccarichi delle condutture dovrà essere eseguita secondo i seguenti criteri: I b < I n < I z ovvero I f < 1,45 I z Per la parte in corrente in corrente continua, non protetta da interruttori automatici o fusibili, I b risulta pari alla corrente nominale dei moduli fotovoltaici in corrispondenza della loro potenza di picco, mentre I n e I f possono entrambe essere poste uguali alla corrente di cortocircuito dei moduli stessi, rappresentando questa un valore massimo non superabile in qualsiasi condizione operativa. La protezione contro il cortocircuito è assicurata dalla caratteristica tensione-corrente dei moduli fotovoltaici che limita la corrente di cortocircuito degli stessi a valori noti (8,6 A) inferiori alla portata dei cavi, valore comunque da verificare in fase di progetto definitivo. A valle

5 dell inverter la protezione sarà assicurata dai dispositivi contro le sovracorrenti posti sia all interno dell inverter stesso che subito a valle secondo la condizione: I 2 x t < K 2 x S 2 dove: I è la corrente presunta di cortocircuito in ampere (valore efficace); t è il tempo di intervento del dispositivo di protezione in secondi; S è la sezione del conduttore da proteggere in mm 2 ; K è un coefficiente che per i cavi isolati in gomma butilica è pari a Protezione contro i contatti diretti Tutte le linee elettriche di nuova installazione saranno realizzate con cavi multipolari flessibili non propaganti l'incendio ai sensi delle norme CEI 20-22; i cavi saranno posati all'interno tubazioni in pvc serie pesante per canalizzazioni elettriche dotate di marcatura CE. I tratti di collegamento tra moduli fotovoltaici saranno alloggiati in apposite canaline portacavi in alluminio anch esse dotate di marcatura CE. Tutte le tubazioni di nuova installazione consentiranno il completo sfilaggio dei conduttori in esse installati e saranno occupate dagli stessi lasciando una riserva del 30%. Tutte le derivazioni e le giunzioni saranno realizzate all interno di contenitori chiusi apribili solo con chiave o attrezzo manuale. Tutti i componenti elettrici avranno grado di protezione minimo IP44 e saranno comunque idonei al tipo di installazione. 1.6 Protezione contro i contatti indiretti Il lato corrente alternata dell impianto è collegato all impianto elettrico dell edificio scolastico e fa parte quindi del sistema elettrico TT di quest ultimo. In questo caso la protezione è ottenuta mediante interruzione automatica dell alimentazione tramite dispositivo a corrente differenziale coordinato con la resistenza dell'impianto di messa a terra. nel rispetto della seguente relazione: R T x I dn < U L in cui: R T è la resistenza globale dell impianto di messa a terra in Ohm (da misurare con apposito strumento verificando la compatibilità con la presente prescrizione) I dn è la corrente di intervento del dispositivo a corrente differenziale (0,3 A) U tl è il valore massimo ammissibile della tensione di contatto assunta pari a 25 V Tutte le masse e le eventuali masse estranee facenti parte di tale impianto risulteranno collegate al dispersore tramite conduttore di terra di sezione non inferiore a 16 mm 2 e tramite conduttori di protezione ed equipotenziali. Il valore della resistenza di terra previsto non dovrà superare i 25 Ohm in modo da contenere il valore della tensione di contatto entro i 25 Volts Il lato corrente continua è classificabile come sistema IT per la presenza del trasformatore di isolamento nell inverter e non essendo le stringhe vincolate al potenziale di terra. In questo caso la protezione viene assicurata dal rispetto della seguente relazione: R T x I d < U L in cui:

6 R T è la resistenza globale dell impianto di messa a terra in Ohm (da misurare con apposito strumento verificando la compatibilità con la presente prescrizione) I d è la corrente di guasto nel caso di primo guasto di impedenza trascurabile tra un conduttore e una massa in A. U L è il valore massimo ammissibile della tensione di contatto assunta pari a 25 V In caso di primo guasto a terra interverrà il dispositivo di controllo dell isolamento con segnalazione ottica ed acustica. Per quanto riguarda la parte in corrente continua è soddisfatta la relazione seguente: U x L < In cui: U è la tensione nominale del sistema (520 V) L è l estensione dei circuiti in metri (non superiore a 100 metri) Per quanto sopra è applicabile la protezione per separazione elettrica Tutti i componenti elettrici a monte dell inverter saranno in classe 2 di isolamento. 1.7 Installazione dei componenti elettrici I moduli fotovoltaici saranno fissati sulla copertura piana dell edificio per mezzo di apposite strutture in grado di consentire il montaggio e lo smontaggio di ciascun modulo, indipendentemente dalla presenza di quelli contigui. La sopraelevazione dei moduli rispetto al piano di copertura consentirà il passaggio di aria, favorendo così la ventilazione retrostante ai moduli stessi. La struttura di fissaggio dei moduli sarà costituita da profili trasversali in alluminio dotati di canale integrato per il passaggio dei cavi. Le viterie saranno in acciaio inox. La cassetta di terra sarà alloggiata all interno di ciascun quadro di stringa posto in copertura Gli inverter saranno alloggiati all interno di ciascun quadro di stringa. I collegamenti dei moduli fotovoltaici in serie saranno effettuati con cavi e connettori da intestare alle scatole di giunzione di ogni modulo. I quadri di stringa saranno collegati al quadro di interfaccia rete che fungerà da parallelo stringhe. Esso sarà installato in apposito contenitore in vetroresina da esterno posto in copertura in posizione prossima al quadro elettrico generale dell edificio scolastico, che si trova all interno di apposito locale tecnico in prossimità dell ingresso principale, e in adiacenza al quale sarà installato il quadro c.a. dell impianto fotovoltaico. Nel tratto discendente i cavi saranno posati all interno di tubazione in acciaio installata a vista sulla parete esterna dell edificio. 1.8 Specifiche dei componenti elettrici Moduli fotovoltaici in silicio policristallino a 60 celle, con vetro frontale temprato da 4mm. di spessore, parte posteriore in tedlar, cornice in alluminio anodizzato con viterie in acciaio inox. Conformità alla Norma CEI-EN Potenza di picco (condizioni di prova normalizzate STC CEI EN 60904) 230 W p Tensione alla massima potenza 28,9 V Corrente alla massima potenza 7,95 A Tensione a circuito aperto 36,8 V Corrente di cortocircuito 8,6 A Tensione massima di sistema 860 V Efficienza > 12% Dimensioni esterne 1660 x 990 x 42 mm. Classe 2 di isolamento Garanzia attestante un decadimento di potenza erogata non superiore al 20% in 20 anni per qualsiasi posizione della cassetta di terminazione del modulo In fase di installazione saranno da definire i test di resistenza alla grandine e ai carichi secondo la Norma CEI-EN

7 Strutture di fissaggio con profili in alluminio completi di viterie in acciaio inox con garanzia minima sul materiale di 10 anni. Gli inverter per funzionamento in parallelo alla rete elettrica avranno tensione in uscita 230 V, 50 Hz, monofase, classe di protezione IP54, diodi antinversione sul lato cc, controllo isolamento verso terra, segnalazione di funzionamento parallelo rete, segnalazione guasto interno, protezione da sovratensioni lato cc con scaricatori di sovratensione classe 2, possibilità di supervione da remoto, trasformatore di isolamento in uscita, protezioni di intefaccia certificata da organismo accreditato 2. Prime indicazioni e disposizioni per la stesura dei piani di sicurezza. Inquadramento dei lavori In questa prima fase si analizzano le lavorazioni previste nel progetto e si danno le prime indicazioni che dovranno servire per la stesura dei piani di sicurezza e coordinamento da parte dei coordinatore per la sicurezza in fase di progettazione, per eliminare o comunque ridurre i rischi connessi alla realizzazione dell opera. Le lavorazioni previste sono le seguenti: 1. Installazione di moduli fotovoltaici su strutture di sostegno in profilati di alluminio sulla copertura piana dell edificio 2. Realizzazione di impianti elettrici sia in copertura che all interno dell edificio Indicazioni per la stesura dei piani di sicurezza Nella redazione del piano di sicurezza e coordinamento si dovranno valutare attentamenti tutti i rischi connessi con le lavorazioni, facendo particolare attenzione a quelli relativi all utilizzo di macchine operatrici, nonché all interferenza con l attività scolastica. Si dovranno valutare attentamente i rischi intrinsechi all area di cantiere, quali quelli provocati dalla presenza di emissioni di inquinanti chimici o fisici come gas, polveri, rumori ecc. nocivi alla salute, anche indipendenti dalla presenza del cantiere stesso. Si dovranno, altresì, valutare i rischi trasmessi all ambiente circostante e prescrivere tutte le misure di sicurezza necessarie: - a garantire la protezione complessiva del cantiere (delimitazione dell area, segnaletica ) onde impedire l accesso dei non addetti ai lavori a luoghi pericolosi; - ad eliminare o contenere l eventuale generazione di emissioni inquinanti chimici o fisici nocivi alla salute; - a garantire la stabilità dei macchinari, delle attrezzature, per non arrecare danni all esterno dell area di cantiere. Dovranno essere date le prescrizioni per lo smaltimento dei rifiuti classificati come tali dalle normative vigenti in materia. Il piano di sicurezza e di coordinamento dovrà contenere tutte le indicazioni sul corretto uso dei macchinari, delle attrezzature e delle sostanze da utilizzare, sulle norme di buona regola nell esecuzione delle lavorazioni, sui riferimenti normativi e sui dispositivi di protezione individuali e collettivi da utilizzare.

8 Esso dovrà contenere la lista dei documenti, certificazioni, registri e libretti vari da conservare in cantiere, l elenco delle verifiche periodiche da eseguire sulle attrezzature o su parti di esse. Si dovranno riportare anche le indicazioni sull organizzazione interna del cantiere, sui baraccamenti, uffici, servizi igienici e spogliatoi. Come ulteriore adempimento, dovrà essere redatto un programma temporale che evidenzi le contemporaneità delle lavorazioni in modo da prevederne i rischi propri ed indotti. In sintesi, nella redazione del piano di sicurezza e coordinamento saranno tenuti in debita considerazione i seguenti aspetti fondamentali: - Analisi del sito e del contesto 1) Caratteristiche geologiche e idrogeologiche del terreno nell area nella quale si interviene 2) Caratteristiche meccaniche delle strutture dell edificio 3) Caratteristiche morfologiche del sito - Impianti interni presenti 1) Linee elettriche di bassa tensione 2) Linee dell impianto antincendio e di rivelazione fumi 3) Linee telefoniche - Opere di sottosuolo presenti 1) Linee elettriche 2) Linee telefoniche 3) Linea addutrice acqua potabile 4) Rete del gas 5) Rete fognaria 6) Rete di scarico acque meteoriche - Verifica della contemporaneità con altri cantieri temporanei e mobili in prossimità o nelle vicinanze dell area di cantiere - Possibili rischi trasferibili all esterno dal nostro cantiere 1) Effetti prodotti dal cantiere relativi alla valutazione del rischio rumore. Sarà cura dello scrivente ufficio acquisire presso gli uffici competenti tutta la documentazione necessaria per l individuazione a livello planimetrico di tutto il sistema delle reti interrate ed aeree, come in precedenza esplicitate.

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