Medium Voltage Service Soluzioni modulari prefabbricate per campi fotovoltaici

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1 Medium Voltage Service Soluzioni modulari prefabbricate per campi fotovoltaici

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3 Indice 4 Impianti fotovoltaici 6 Cabine 7 Soluzioni per reti radiali: 7 Modulo da 500 kw di picco 1x500 kw 8 Modulo da 1 MW di picco 2x500 kw 9 Modulo da 1 MW di picco 1x1000 kw 10 Soluzioni per reti ad anello: 10 Modulo per cabine da 500 kw 11 Modulo per cabine da 1 MW 12 Soluzioni per reti distribuite 13 Alimentazione ausiliaria 14 Prodotti e servizi a corredo 3

4 Impianti fotovoltaici La crescente attenzione per la salvaguardia dell ambiente e l esigenza di utilizzare le risorse energetiche in maniera sempre più efficiente hanno fatto acquisire alle fonti di energia rinnovabile un ruolo chiave nello sviluppo delle politiche energetiche. Molti governi hanno deciso di sviluppare importanti azioni a lungo termine orientate al loro sviluppo. Tra quelle di più grande impatto vi è il Pacchetto clima-energia siglato dal Consiglio Europeo nel Dicembre 2008 che prevede entro il 2020: la riduzione del 20% delle emissioni di gas effetto serra; l aumento del 20% dell efficienza energetica; il raggiungimento di una quota pari al 20% di energia prodotta da fonti rinnovabili. La conversione fotovoltaica è uno dei sistemi di produzione dell energia elettrica che può contribuire in modo significativo al raggiungimento di questi obbiettivi. I benefici di questa tecnologia (semplice, da fonte inesauribile, richiedente contenuti investimenti, pulita e senza emissioni) ed i piani di incentivazione nazionali basati sulla remunerazione dell energia prodotta compensano e superano il peso dei fattori limitanti (discontinuità dell energia solare, basso rendimento). Gli incentivi permettono attualmente di rendere molto interessanti gli investimenti per la realizzazione degli impianti fotovoltaici. In Italia il sistema d incentivazione dell energia prodotta dagli impianti fotovoltaici è regolamentata dal DM 19 Febbraio 2007 e dai successivi aggiornamenti. La tariffa è riconosciuta solo per gli impianti collegati alla rete pubblica e l energia dell impianto può essere scambiata con la rete o completamente ceduta. 4

5 Particolarità degli impianti fotovoltaici è quella di essere considerati, oltre che impianti di produzione di energia elettrica tramite fonti rinnovabili, un vero e proprio investimento per il cliente. In quest ottica il cliente deve essere correttamente informato sui rischi (basati soprattutto sulla qualità dei prodotti utilizzati e la certezza temporale dell allacciamento alla rete) e le opportunità (modalità di remunerazione dell energia). ABB rappresenta un centro di competenza specialistica per l ingegneria elettrica del mercato fotovoltaico. Un impianto, per essere considerato un buon investimento, deve poter operare continuativamente per almeno 20 anni. Un fattore fondamentale per la buona riuscita di un impianto fotovoltaico è quindi l accurata scelta dei componenti. Dal punto di vista economico e a maggior ragione rispetto ad un normale impianto elettrico, ogni singolo componente di un impianto fotovoltaico deve essere scelto soprattutto in funzione delle garanzie date dal prodotto e dal suo produttore, perché ogni apparecchio deve mantenere inalterate le proprie caratteristiche di funzionamento per tutta la vita utile dell impianto e dell investimento correlato. ABB ha sviluppato una gamma completa di soluzioni modulari per impianti fotovoltaici di potenza standard integrando in modo ottimale i propri componenti all interno di sistemi completi chiavi in mano per ogni tipo di configurazione di rete: radiale; ad anello; distribuita. 5

6 Cabine La cabina è un componente fondamentale dell impianto per la funzione di protezione delle apparecchiature elettriche in essa contenuta e la sicurezza del personale operante. ABB utilizza cabine prefabbricate in conglomerato cementizio la cui armatura metallica realizza una maglia equipotenziale di terra omogenea su tutta la struttura, che successivamente collegata all impianto di terra protegge le apparecchiature interne da sovratensioni atmosferiche e limita a valori trascurabili gli effetti delle tensioni di passo e contatto. L intera struttura viene interamente assemblata e provata con le apparecchiature elettriche in fabbrica ed in conformità alla Norma CEI EN 61330, pronta per essere collocata in cantiere per la successiva messa in servizio. Le attività di installazione sono quindi limitate ai collegamenti in cavo tra le diverse cabine ed i quadri di campo. Il trasporto della cabina non richiede l impiego di mezzi per trasporti eccezionali e qualora si renda necessario spostare la cabina in un altro luogo l operazione è semplice e richiede tempi brevi. Le cabine sono corredate di un basamento con le stesse caratteristiche dell involucro la cui pianta ha le stesse dimensioni della cabina. Il basamento viene fornito con lo scopo di costituire una valida piattaforma su cui posare la cabina e di consentire un comodo ingresso dei cavi. A tale scopo nelle pareti è ricavata una serie di fori a rottura prestabilita. Il terreno dovrà essere opportunamente preparato mediante scavo e disponendo su di esso ghiaia drenante su cui appoggiare il basamento. Modulo 1 MW di picco 1x1000 kw A B C D E F CONSEGNA/RICEZIONE TRASFORMAZIONE CONVERSIONE Modulo 1 MW di picco 2x500 kw A B C D E F CONSEGNA RICEZIONE TRASFORMAZIONE/CONVERSIONE D E F TRASFORMAZIONE/CONVERSIONE Modulo 500 kw di picco 1x500 kw A B C D E F CONSEGNA/RICEZIONE TRASFORMAZIONE/CONVERSIONE Le cabine proposte da ABB sono costituite da un insieme coordinato di componenti sottoposti a prove di tipo, comprendente: Quadri di media tensione; Quadri di bassa tensione; Trasformatori MT/BT; Inverter; Quadri e dispositivi ausiliari; Impianto di illuminazione; Collegamenti. Le cabine portano nella targa il solo nome del costruttore ABB che fornisce la garanzia di tutto il complesso. 6

7 Soluzioni per reti radiali Modulo 500 kw di picco 1x500 kw Caratteristiche Questo modulo impiega solo due cabine, una di consegna e ricezione ed un altra di trasformazione e conversione. Il numero ridotto di cabine e di componenti in esse contenuti consente di ottenere un impianto di media dimensione estremamente efficiente e con bassissimo impatto. Ogni attività correlata risulta quindi semplificata consentendo un sostanziale abbattimento delle attività in sito quali l installazione e la messa in servizio. Cabina di consegna e ricezione A GESTORE DI RETE A-Locale consegna gestore di rete Quadro elettrico per servizi ausiliari tipo DY3016/1 con trasformatore di isolamento. B GRUPPO DI MISURA B-Locale misure Contatore nel punto di connessione. C C-Locale utente Quadro MT 24kV-630A-16kAx1s composto da tre unità con DDI e DG integrati in accordo alla norma CEI 0-16 per la connessione tra le cabine di consegna/ricezione e trasformazione/conversione. UPS di potenza adeguata ai servizi ausiliari della cabina consegna/ricezione. Cavi di collegamento tra i locali utente e consegna. D Cabina di trasformazione e conversione D-Locale protezione trasformatore Quadro MT 24kV-630A-16kAx1s composto da due unità per la connessione tra le cabine di consegna/ ricezione e trasformazione/conversione. E F E-Locale trasformatore Trasformatore MT/BT 24kV/400V 500kVA con isolamento in resina epossidica. F-Locale inverter Contatore energia prodotta. Quadro BT 400V-1250A per la connessione tra i locali trasformatore e inverter. No. 2 inverter da 250kW ognuno. Quadro di attestazione delle stringhe. UPS di potenza adeguata ai servizi ausiliari della cabina trasformazione/conversione. Cavi di collegamento tra i locali protezione e trasformatore. Cavi di collegamento tra i locali trasformatore e inverter. Cavi di collegamento tra gli inverter e il quadro BT. 7

8 Soluzioni per reti radiali Modulo 1 MW di picco 2x500 kw Caratteristiche Questo modulo impiega due cabine di trasformazione e conversione da 500 kw ognuna. Questa soluzione è particolarmente adatta a campi di media dimensione con estensione eterogenea nei quali le cabine di trasformazione/conversione devono essere collocate in due aree distinte in relazione alla disposizione non uniforme dei pannelli fotovoltaici riducendo quindi l estensione dei cavi di collegamento tra i quadri di campo e gli inverter. Un quadro MT pone in parallelo i trasformatori e quindi gli inverter. L estrema modularità delle cabine di trasformazione/conversione consente inoltre la facile espandibilità del sistema per raggiungere potenze superiori. A GESTORE DI RETE Cabina di consegna A-Locale consegna gestore di rete Quadro elettrico per servizi ausiliari tipo DY3016/1 con trasformatore di isolamento. B GRUPPO DI MISURA B-Locale misure Contatore nel punto di connessione. Cavi di collegamento tra le cabine di consegna e ricezione (max. 5m). C Cabina di ricezione C-Locale utente Quadro MT 24kV-630A-16kAx1s composto da sei unità con DDI e DG integrati in accordo alla Norma CEI 0-16 per la connessione tra le cabine di consegna, ricezione e trasformazione/conversione. UPS di potenza adeguata ai servizi ausiliari delle cabine ricezione e consegna. No. 2 cabine di trasformazione e conversione D D-Locale protezione trasformatore Quadro MT 24kV-630A-16kAx1s composto da due unità per la connessione tra le cabine di ricezione e trasformazione/conversione. E E-Locale trasformatore Trasformatore MT/BT 24kV/400V 500kVA con isolamento in resina epossidica. F F-Locale inverter Contatore energia prodotta. Quadro BT 400V-1250A per la connessione tra i locali trasformatore e inverter. No. 2 inverter da 250kW ognuno. Quadro di attestazione delle stringhe. UPS di potenza adeguata ai servizi ausiliari della cabina trasformazione/conversione. Cavi di collegamento tra i locali protezione e trasformatore. Cavi di collegamento tra i locali trasformatore e inverter. Cavi di collegamento tra gli inverter e il quadro BT. 8

9 Soluzioni per reti radiali Modulo 1 MW di picco 1x1000 kw Caratteristiche Questo modulo concentra quattro inverter da 250 kw in una sola cabina. Questa soluzione è particolarmente adatta a campi di media dimensione con estensione omogenea nei quali la cabina di conversione può essere collocata in zona baricentrica rispetto ai pannelli fotovoltaici riducendo l estensione dei cavi di collegamento tra i quadri di campo e gli inverter stessi. Gli inverter posti in parallelo consentono l impiego di un solo trasformatore MT/BT e di un numero molto esiguo di unità di quadro MT. Il numero e le dimensioni delle cabine sono particolarmente ridotti minimizzando quindi l impatto sulle opere civili ed ottimizzando i tempi di installazione. Cabina di consegna e ricezione A GESTORE DI RETE A-Locale consegna gestore di rete Quadro elettrico per servizi ausiliari tipo DY3016/1 con trasformatore di isolamento. B GRUPPO DI MISURA B-Locale misure Contatore nel punto di connessione. C C-Locale utente Quadro MT composto da tre unità con DDI e DG integrati in accordo alla Norma CEI 0-16 per la connessione tra le cabine di consegna/ricezione e trasformazione. UPS di potenza adeguata ai servizi ausiliari della cabina consegna/ricezione. Cavi di collegamento tra i locali utente e consegna. D Cabina di trasformazione D-Locale protezione trasformatore Quadro MT 24kV-630A-16kAx1s composto da due unità per la connessione tra le cabine di consegna/ ricezione, trasformazione e conversione. E E-Locale trasformatore Trasformatore MT/BT 24kV/400V 1000kVA con isolamento in resina epossidica. Cavi di collegamento tra i locali protezione e trasformatore. F Cabina di conversione F-Locale inverter Contatore energia prodotta. Quadro BT 400V-2500A per la connessione tra le cabine di trasformazione e conversione. No. 4 inverter da 250kW ognuno. Quadro di attestazione delle stringhe. UPS di potenza adeguata ai servizi ausiliari delle cabine conversione e trasformazione. Cavi di collegamento tra gli inverter e il quadro BT. NO.3 NO.4 9

10 Soluzioni per reti ad anello Modulo per cabine da 500 kw Caratteristiche Gli impianti con cabine di trasformazione/conversione da 500 kw collegate tra di loro ad anello, con le estremità dello stesso connesse alla cabina di ricezione, sono soluzioni ottimali per campi di elevata estensione ed elevata disomogeneità a fronte di una complessità ingegneristica superiore se confrontate a soluzioni con connessioni radiali. Le soluzioni ad anello si prestano inoltre ad essere estese in tempi diversi e successivi, aggiungendo cabine di trasformazione/conversione e lasciando inalterate le apparecchiature poste a monte nella cabina di ricezione. Cabina di consegna A GESTORE DI RETE A-Locale consegna gestore di rete Quadro elettrico per servizi ausiliari tipo DY3016/1 con trasformatore di isolamento. B GRUPPO DI MISURA B-Locale misure Contatore nel punto di connessione. Cavi di collegamento tra le cabine di consegna e ricezione (max. 5m). C Cabina di ricezione C-Locale utente Quadro MT 24kV-630A-16kAx1s composto da sei unità con DDI e DG integrati in accordo alla Norma CEI 0-16 per la connessione tra le cabine di consegna, ricezione e trasformazione/conversione. UPS di potenza adeguata ai servizi ausiliari delle cabine ricezione e consegna. D Cabine di trasformazione e conversione da 500 kw Ogni cabina dell anello è costituita dagli elementi indicati nelle Soluzioni radiali - Modulo 500kW di picco 1x500 kw di pagina 7. E Il quadro MT è composto da tre unità per la realizzazione dell anello. F 10

11 Soluzioni per reti ad anello Modulo per cabine da 1 MW Caratteristiche Gli impianti con cabine di trasformazione e conversione da 1 MW collegate tra di loro ad anello, con le estremità dello stesso connesse alla cabina di ricezione, sono soluzioni ottimali per campi di elevata estensione e bassa disomogeneità a fronte di una complessità ingegneristica superiore se confrontate a soluzioni con connessioni radiali. Le soluzioni ad anello si prestano inoltre ad essere estese in tempi diversi e successivi, aggiungendo cabine di trasformazione e conversione e lasciando inalterate le apparecchiature poste a monte nella cabina di ricezione. Cabina di consegna A GESTORE DI RETE A-Locale consegna gestore di rete Quadro elettrico per servizi ausiliari tipo DY3016/1 con trasformatore di isolamento. B GRUPPO DI MISURA B-Locale misure Contatore nel punto di connessione. Cavi di collegamento tra le cabine di consegna e ricezione (max. 5m). C Cabina di ricezione C-Locale utente Quadro MT 24kV-630A-16kAx1s composto da sei unità con DDI e DG integrati in accordo alla Norma CEI 0-16 per la connessione tra le cabine di consegna, ricezione e trasformazione/conversione. UPS di potenza adeguata ai servizi ausiliari delle cabine ricezione e consegna. D Cabina di trasformazione Ogni cabina dell anello è costituita dagli elementi indicati nelle Soluzioni radiali - Modulo 1 MW di picco 1x1000 kw di pagina 9. Il quadro MT è composto da tre unità per la realizzazione dell anello. E F Cabina di conversione Ogni cabina dell anello è costituita dagli elementi indicati nelle Soluzioni radiali - Modulo 1 MW di picco 1x1000 kw di pagina 9. NO.3 NO.4 NO.3 NO.4 11

12 Soluzioni per reti distribuite Caratteristiche In un impianto ogni stringa può essere direttamente collegata ad un proprio inverter sul campo e funziona in tal modo secondo il proprio punto di massima potenza. Disporre un inverter per ogni stringa riduce sensibilmente i problemi di diminuzione delle prestazioni dovute ad ombreggiamenti o diversa esposizione. Inoltre in stringhe diverse possono essere impiegati pannelli fotovoltaici con caratteristiche differenti con un conseguente incremento del rendimento ed affidabilità dell intero impianto. Le cabine di trasformazione/conversione possono essere inserite in reti radiali o ad anello in relazione alle loro dimensioni. Cabina di consegna e ricezione A GESTORE DI RETE A-Locale consegna gestore di rete Quadro elettrico per servizi ausiliari tipo DY3016/1 con trasformatore di isolamento. B GRUPPO DI MISURA B-Locale misure Contatore nel punto di connessione. C C-Locale utente Quadro MT composto da tre unità con DDI e DG integrati in accordo alla Norma CEI 0-16 per la connessione tra le cabine di consegna/ricezione e trasformazione/conversione. UPS di potenza adeguata ai servizi ausiliari della cabina consegna/ricezione. Cavi di collegamento tra i locali utente e consegna. D Cabina di trasformazione e conversione D-Locale protezione trasformatore Quadro MT 24kV-630A-16kAx1s composto da due unità per la connessione tra le cabine di consegna/ ricezione e trasformazione/conversione. E E-Locale trasformatore Trasformatore MT/BT 24kV/400V di potenza adeguata (es. 500, 1000kVA, ecc.) con isolamento in resina epossidica. F (*) F-Locale arrivo inverter da campo Contatore energia prodotta. Quadro BT 400V e corrente nominale adeguata (es. 1250, 2500A, ecc.) per la connessione tra i locali trasformatore e arrivo inverter da campo (*). UPS di potenza adeguata ai servizi ausiliari della cabina conversione/trasformazione. Cavi di collegamento tra i locali protezione e trasformatore. Cavi di collegamento tra i locali trasformatore e arrivo inverter da campo. (*) La configurazione del quadro BT varia in funzione del numero di inverter da campo collegati. 12

13 Alimentazione ausiliaria Tutti i servizi ausiliari dell impianto e delle cabine devono necessariamente essere alimentati per mezzo di una sorgente ausiliaria di tensione. Due soluzioni possono essere adottate, ovvero utilizzare una sorgente esterna all impianto (connessione BT o MT alla rete), oppure generando autonomamente la tensione ausiliaria all interno dell impianto stesso. I moduli prefabbricati ABB possono adottare entrambe le soluzioni, integrando i componenti dedicati alle diverse soluzioni e mantenendo la struttura generale inalterata. Circuito distribuzione tensione ausiliaria sorgente esterna CONNESSIONE ALLA RETE ESTERNA Esempio del circuito di distribuzione della tensione ausiliaria del modulo 1 MW 1x1000 kw di pagina 9. Cabine: a - Consegna e ricezione b - Conversione c - Trasformazione a b c Circuito distribuzione tensione ausiliaria autoproduzione neutro AC a terra b a b c Circuito distribuzione tensione ausiliaria autoproduzione neutro AC isolato BT/ BT b a b c 13

14 Prodotti e servizi a corredo ABB propone una gamma di prodotti e servizi a corredo dei propri moduli prefabbricati: dal supporto di base del prodotto alla gestione dell intero ciclo di vita dell impianto. I clienti possono scegliere il mix di servizi più adatto alle loro necessità specifiche. Tutti i servizi offerti sono applicabili a tutti i componenti contenuti nelle cabine. REF542plus L unità multifunzione REF542plus applicata al quadro MT del locale Utente assolve ai compiti del Sistema di Protezione Generale (SPG) e del Sistema di Interfaccia (SPI) in accordo alla Norma CEI Offre inoltre la funzione di autorichiusura a seguito del ripristino delle condizioni di parallelo e di sicurezza (funzione a richiesta). Studio di protezione e selettività Possiamo fornire lo studio completo, garantendo oltre a quanto richiesto dalla Norma CEI 0-16, anche la miglior protezione dei trasformatori e dei cavi e la selettività d impianto. Sistema di supervisione locale e a distanza Tutti i dispositivi installati possono essere collegati ad un sistema di supervisione con interfacce locali e remote il cui scopo è mantenere costante il controllo e la gestione dell impianto, delle apparecchiature elettriche di cabina e dei dispositivi di campo (scambiando informazioni con i PLC che gestiscono i pannelli solari). Il sistema permette la registrazione locale e la trasmissione remota dei valori di energia prodotta, garantendo la continuità di esercizio nel tempo tramite PLC. Quadri di parallelo e monitoraggio delle stringhe. Possono essere forniti i quadri IP65 di parallelo e monitoraggio delle stringhe ognuno dei quali con otto ingressi. Effettuando la lettura di corrente di stringa sul polo positivo e negativo, individuano immediatamente le eventuali dispersioni verso terra. Rilevano inoltre la tensione in uscita. Il quadro di attestazione delle stringhe posto nel locale inverter può integrare l interfaccia del sistema di monitoraggio. Installazione, supervisione, collaudo I moduli ABB sono perfettamente assemblati e collaudati in fabbrica, garantendo la buona riuscita delle attività in impianto. L installazione sul campo, la supervisione in sito ed il collaudo finale vengono eseguiti da soli tecnici qualificati. In particolar modo i test comprendono le prove di simulazione in bianco, il collaudo con alimentazione delle apparecchiature e la supervisione durante l avviamento dell impianto stesso. Corsi di formazione per il personale operante in impianto Presso il nostro centro di formazione si esegue l addestramento sul corretto impiego dei prodotti e le procedure di sicurezza per gli operatori d impianto. Pacchetto ricambi Disponiamo di un magazzino ricambi completo di tutti i nostri prodotti e che proponiamo in pacchetti preformati per garantire le attività di manutenzione per tutta la vita dell impianto. Riparazioni e manutenzioni Effettuiamo le riparazioni in sito per garantire la massima continuità di esercizio in condizioni di emergenza ed eseguiamo le attività di manutenzione programmata per prevenire efficacemente le condizioni di guasto. Estensione dei termini di garanzia Chiedeteci l estensione della garanzia sui nostri prodotti. L opzione può essere acquistata con la nuova apparecchiatura o attivata durante o dopo il periodo di validità della garanzia originale. Assistenza tecnica on-line e supporto emergenze Per supporto tecnico o per assistenza è possibile contattarci telefonicamente e via mail ed in caso di emergenza sulla linea h24 disponibile 24 ore su 24, 7 giorni su 7. 14

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16 Contatti Per ulteriori informazioni contattare il Service presso: ABB S.p.A. Power Products Division Unità Operativa Sace-MV Via Friuli, 4 I Dalmine Telefono: Emergency Line h24: Fax: service.mv@it.abb.com Dati e immagini non sono impegnativi. In funzione dello sviluppo tecnico e dei prodotti, ci riserviamo il diritto di modificare il contenuto di questo documento senza alcuna notifica. Copyright 2010 ABB. All rights reserved. 1VCP Rev. -, it Brochure Soluzioni modulari campi fotovoltaici (mt)