INDICE. Generalità... 2 Scelta dei moduli... 3 Configurazione del campo fotovoltaico... 4 Scelta dell'inverter... 5 Cavi... 7 Caduta di tensione...
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- Battista Bondi
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2 INDICE Generalità... 2 Scelta dei moduli... 3 Configurazione del campo fotovoltaico... 4 Scelta dell'inverter... 5 Cavi... 7 Caduta di tensione
3 Generalità Si vuole dotare l impianto Seris sito nella periferia del Comune di Venasca (latitudine 44,33 N), di un impianto fotovoltaico in parallelo con la rete pubblica BT, in regime di scambio sul posto. Seris sarà allacciato alla rete MT, con potenza disponibile superiore a 40 kw. Una falda del tetto è esposta a sud ovest inclinazione di 6 Si propone di installare i moduli sopra la copertura (integrazione parziale) e di realizzare un impianto di potenza di poco superiore a 40 kw. Per convenienza ed ottimizzazione del sistema di conversione si sceglie di realizzare due impianti di 20 kw circa, in parallelo. Di seguito i parametri di un sistema da 20 kw. 2
4 Scelta dei moduli Si propongono due sistemi costituito ciascuno da 88 moduli Power Plus 240P prodotti da Conergyin silicio policristallino di potenza unitaria 240 W. Le principali caratteristiche del modulo, dichiarate dal costruttore, sono: - potenza nominale (massima) Pmax: 240 Wp +- 3% - efficienza: 14,67 - tensione a vuoto (Voc) 36,45 V - corrente di cortocircuito (Isc): 8,59 A - tensione MPP (Umpp): 29,86 V - corrente MPP (Impp): 8,1 A - coefficiente termico della tensione: -0,32 V/ C - coefficiente termico della potenza (CT):-0,42 C - temperatura NOCT: 46 C - scatola di terminazione con diodi di by-pass - cavi di connessione - sezione (S): 4 mm2 - lunghezza (1): 1m (polo positivo) 1 m (polo negativo) - grado di protezione: IP 65 - dimensioni: 1654 x 989 x 40 mm. 3
5 Configurazione del campo fotovoltaico Si prevede di disporre i due sistemi di 88 moduli ciascuno su 4 stringhe, che occupano un'area 88 x 1654 mm x 989 mm = m2. I moduli saranno montati, mediante bulloni in acciaio inox e morsetti in alluminio, su una struttura in profilato di alluminio, fissata al tetto mediante staffe in acciaio inossidabile sagomate ed appositi bulloni. La sagomatura delle staffe permette una buona ventilazione e di installare i moduli mantenendo integra la sottostante copertura del tetto. Considerati la località ed il tipo di posa, si ipotizzano temperature minima e massima dei moduli di -10 C e 70 C. Ne conseguono: - tensione massima a vuoto del modulo: 40,53 V - tensione MPP minima del modulo: 24,61 V - tensione MPP massima del modulo: 33,94 V A favore della sicurezza, per la scelta dei componenti dell'impianto si assume una tensione massima a vuoto del modulo pari a 1,2 x 36,45 V= 43,74V(> 61,3 V). Caratteristiche elettriche della stringa tipo: - potenza massima: 5280 W - tensione MPP: 656,92 V - corrente MPP: 8,1 A - corrente di cortocircuito massima: 1,25 Isc = 10,734 A - tensione a vuoto massima: 918,54 V - tensione MPP minima: 541,42 V - tensione MPP massima: 746,68 V Il campo fotovoltaico, composto da quattro stringhe, ha una potenza complessiva di W. Entrambi i poli c.c. sono isolati da terra. 4
6 Scelta dell'inverter Tenuto conto della modesta potenza e ridotta estensione del campo fotovoltaico, con un'unica esposizione, si opta per un impianto monoinverter. La scelta ricade su un inverter Symo M prodotto da Fronius con potenza nominale c.a. di W e con potenza massima in ingresso sul lato c.c. di Wp, maggiore della potenza nominale del generatore PV. L'inverter è dotato di un trasformatore a 50 Hz e del dispositivo di interfaccia con relativa protezione, accettati dal Distributore in quanto verificati e certificati da un organismo in possesso di certificazione EN , in base alle prove eseguite da un laboratorio accreditato EA, come risulta dalla dichiarazione di conformità fornita dal Costruttore dell'inverter. L'inverter sarà installato in un apposito contenitore, ricavato nel vano scale condominiale, dove sarà installato anche il gruppo di misura dell'energia prodotta. Dati tecnici dell'inverter Dalla documentazione fornita dal costruttore si desumono i seguenti dati tecnici dell'inverter: Lato c.c. - potenza massima: Wp - tensione massima: 1000 V c.c. - range di tensione di ingresso MPPT: ( ) V c.c. - corrente d'ingresso massima: 33 A - collegamento delle stringhe con morsetti - categoria di sovratensione: II (Um = 2,5 kv) - monitoraggio delle correnti di dispersione verso terra Lato c.a. - potenza nominale: 20000W - potenza massima: 25000W - THD 2% - tensione nominale: 400 V c.a. - frequenza nominale: 50 Hz - fattore di potenza: cos ϕ = 1 - collegamento alla rete con morsetti - rendimento massimo: 98,1% - categoria di sovratensione: III (Um = 4 kv) 5
7 Verifica del corretto accoppiamento tra inverter e moduli La massima tensione di stringa non deve superare la massima tensione tollerata dall'inverter: 918,24 V < 1000 V (condizione rispettata) La tensione MPP minima di stringa non deve essere inferiore alla minima tensione dell'mppt dell'inverter: 541,42 V> 420 V (condizione rispettata) La tensione MPP massima di stringa deve essere minore della massima tensione dell'mppt dell'inverter: 746,68 V< 800 V (condizione rispettata) La somma delle correnti MPP massime delle 4 stringhe in parallelo non deve superare la massima corrente in ingresso dell' inverter: 4 x 8,1 A < 33 A (condizione rispettata) 6
8 Cavi I moduli sono dotati di cavi solari, sezione 4 mm2, polo negativo 1 m e polo positivo 1 m, completi di connettori con grado di protezione IP65. La stringa è collegata al quadro di campo, posto subito a monte dell'inverter, con cavi solari di sezione 4 mm2, posati: - nei profilati delle strutture di sostegno dei moduli, nei primi tratti; - in tubo di acciaio zincato, diametro 32 mm, fino alla prima cassetta di infilaggio metallica posta sul tetto; - in tubo rigido in pvc, diametro 32 mm, all'interno della struttura fino al quadro di campo. Caratteristiche del cavo solare (dati del costruttore): - tensione nominale (c.a.): Uo/U = 0,6/1 kv c.a. (0,9/1,5 kv c.c.) - temperatura massima di funzionamento: 120 C - diametro estemo D: 6 mm - raggio di curvatura minimo: 3 D - portata in aria libera (a 30 C): I0 = 49 A La portata del cavo Iz, nella condizione di posa con 4 circuiti in fascio nel medesimo tubo alla temperatura massima di funzionamento di 70 C, vale: Iz = k1 k2 0,9 Io = 0,74 x 0,8 x 0,9 x 49 A = 33,56 A - k1 = 0,74 fattore di correzione per la temperatura di 70 C, diversa da 30 C; - k2 = 0,8 fattore di correzione per 4 circuiti in fascio; - 0,9 = riduzione della portata del 10% per posa in tubo. La portata Iz deve essere maggiore della corrente di cortocircuito massima delle stringhe 33,56 > 10,74 (condizione rispettata) Si impiegano diodi di blocco a protezione delle stringhe nonostante la bassa probabilità di ombreggiamenti del campo fotovoltaico. 7
9 Caduta di tensione Lunghezze dei cavi di sezione 4 mm2 fino al quadro di campo: - connessioni tra i moduli di stringa (L1): 42 m - collegamento tra stringa e quadro (L2): 28 m - lunghezza totale (L = L1 +2x L2): 60 m La caduta di tensione ΔU%, quando i moduli erogano la potenza massima Pmax = 5280 W (con tensione di stringa U = 84 Umpp = 624,06 V), risulta: ΔU% = 0,283 Il quadro di campo e collegato all'inverter con due cavi unipolari FG7R 0,6/1 kv sezione 6 mm2, lunghezza 3 m e portata di 41 A secondo la tabella CEI UNEL 35024/1. La caduta di tensione su tale collegamento vale: ΔU% = 0,12 La caduta di tensione complessiva sul lato c.c. (equivalente alla perdite per effetto Joule) e dunque pari a 0,323 %. Si raccomanda di intrecciare i cavi per limitare le sovratensioni indotte. 8
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