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1 Energia fotovoltaica Case history Dott. Ing. Gianluca Benghi ING. GAETA & C. S.r.l. - SISTEMI ELETTRICI Latina 26 Marzo 2007 Convegno sulle energie rinnovabili e risparmio energetico

2 Chi siamo La Soc. ING. GAETA & C. SISTEMI ELETTRICI S.r.l. è nata negli anni '80 facendo tesoro delle conoscenze acquisite con un esperienza decennale nel settore elettrico industriale L azienda opera in una struttura di m² e si avvale di uno staff di tecnici specializzati e dei più moderni sistemi di progettazione. In particolare l azienda si occupa di: Impianti fotovoltaici, fissi e ad inseguimento (mono e bi-assiale) Sistemi elettrici industriali Sicurezza (sistemi controllo accessi ed antiintrusione)

3 Perché crediamo nel Fotovoltaico La nostra azienda, tra le prime ad aver ottenuto la certificazione ISO 14001:2004, ha inteso fare proprio e divulgare il concetto di cultura ambientale, quale obiettivo che ogni organizzazione deve sviluppare così da indurre riflessi positivi su stili di vita e comportamenti della collettività E così, in una società che scopre sempre di più il valore ambientale come bene reale, economico ed etico, l energia fotovoltaica ha sicuramente molti validi motivi per affermarsi ed è, senza dubbio, fra le varie energie pulite, quella che offre i maggiori BENEFICI AMBIENTALI

4 VEDIAMONE ALCUNI: Per ogni kwh DI ENERGIA FOTOVOLTAICA prodotta - si risparmiano circa 250 grammi di olio combustibile - si evita l emissione di circa 600 grammi di CO ², nonché di altri gas responsabili dell effetto serra Quasi tutti i componenti dei moduli FV sono riciclabili Decidere di realizzare un impianto fotovoltaico fa nascere una nuova consapevolezza nei confronti dell utilizzo razionale dell energia. Spesso parallelamente all'installazione di un impianto fotovoltaico si riconsiderano anche gli elettrodomestici e le abitudini di vita così da ottimizzare i consumi e realizzare sostanziali risparmi energetici

5 Sviluppo del fotovoltaico in Italia I primi impianti sono stati realizzati con il progetto tetti fotovoltaici ( ) con contributo in conto capitale (finanziamento stato-regione) Successivamente con il 1 CONTO ENERGIA ( ) che prevedeva l incentivazione dell energia prodotta con impianti fotovoltaici. Questo decreto non ha però avuto gli effetti sperati per una serie di motivi legati principalmente all autorizzazione preventiva per l accesso alla tariffa incentivante Attualmente è in vigore il 2 CONTO ENERGIA (decreto del 19/02/2007) che risolve gran parte delle limitazioni del precedente decreto

6 Cosa cambia con il nuovo decreto Semplifica notevolmente le procedure finora previste, in base alle quali per installare il fotovoltaico era necessario entrare nelle apposite graduatorie elaborate dal GSE Viene di fatto, liberalizzata la costruzione di nuovi impianti fino al limite di 3.000MW entro il 2016 Rimozione dei limiti massimi di potenza annuale Eliminazione della domanda di ammissione alle tariffe incentivanti Maggiore incentivazione per gli impianti di potenza minore e per le energie prodotte e utilizzate direttamente sul posto Maggiore incentivazione per l integrazione architettonica Maggiore incentivazione per comprovate forme di riduzione dei consumi d energia

7 Caratteristiche di un impianto Fotovoltaico E MODULARE si può facilmente dimensionare il sistema, in base alle particolari necessità, sfruttando la giusta tecnologia ed il giusto numero di moduli in funzione del sito di installazione RICHIEDE SCARSA MANUTENZIONE in quanto i moduli sono praticamente inattaccabili dagli agenti atmosferici e non hanno parti soggette ad usura FUNZIONA IN AUTOMATICO non richiede alcun intervento per l esercizio dell impianto VITA UTILE circa 30 anni

8 Criteri di progetto di un impianto fotovoltaico (grid connected) Identificazione dell utenza e dimensionamento del generatore FV Analisi della disponibilità della risorsa solare (irraggiamento nella zona di installazione) Studio del sito d installazione con particolare riguardo: Studio delle ombre Definizione delle superfici necessarie Sistemi fissi Su falda inclinata sono necessari circa 10 m 2 /kwp Su superficie piana sono necessari circa 17 m 2 /kwp Sistemi ad inseguimento Su superficie piana circa 75 m 2 /kwp

9 Scelta tipologia d impianto: Fissa Ad inseguimento Individuazione della configurazione dell impianto Mono cristallino Poli cristallino Film sottile Mono inverter Multi inverter Definizione dei parametri elettrici Quali Icc, Voc, T, MPPT, etc. Sistemi di protezione Definizione degli strumenti di misura Stato dell impianto (V, I, isolamento, etc.) Misure d energia

10 Composizione di un impianto fotovoltaico

11 Connessione in parallelo alla rete BT del distributore

12 Connessione in parallelo alla rete MT del distributore

13 Alcune nostre realizzazioni Impianto fotovoltaico da 4,62kW (realizzato a Sezze LT) Impianto fotovoltaico da 20kW (realizzato a Frosinone) L impianto in figura è dotato di sistema di controllo e gestione remoto a mezzo modem

14 Impianto fotovoltaico da 9kW (realizzato a Pontinia LT) Impianto fotovoltaico da 14,4kW (realizzato a Latina)

15 Impianto fotovoltaico da 42kW (realizzato a M. S. Biagio - Latina)

16 Dopo la conquista della luna Tutti puntano fissi al sole

17 NOI ABBIAMO DECISO DI INSEGUIRLO

18 Nostro Inseguitore solare bi-assiale Mod. da 1,75 kwp

19 Caratteristiche del nostro inseguitore bi-assiale Struttura metallica realizzata con profili zincati di facile installazione Nel dimensionamento meccanico della struttura si è tenuto conto peso proprio peso dei moduli spinta del vento carico neve Motorizzazioni: motoriduttori trifase o monofase o in corrente continua Trasmissione a mezzo pignoni e catene Movimentazione azimutale 270 e zenitale 90

20 Installazione su tutte le superfici piane:sono sufficienti 4 punti di appoggio con ancoraggio Adatto all installazione di qualsiasi tipologia di modulo FV Superficie utile per moduli: da 12 m 2 a 22m 2 Potenza max erogabile: da 1,7 kwp a 3,7 kwp (dipendente dalla superficie e dall efficienza dei moduli) Incremento di produttività dal 30% al 40% (rispetto ad impianto fisso)

21 Incremento di produttività rispetto ad un sistema fisso Incremento di produttività Distanza tra inseguitori Superficie necessaria per kwp 40% 16 m 92 m 2 35% 14 m 70 m 2 30% 11 m 43 m 2

22 Automatismo L automatismo dell inseguitore di nostra produzione è basato su un microprocessore dedicato, all interno del Quadro Elettrico installato a bordo. Mediante un algoritmo viene continuamente calcolata la posizione del sole rispetto alle coordinate geografiche, alla data ed all ora del luogo in cui è installato il sistema. Dall alba al tramonto, avviene l aggiornamento delle posizioni azimutale e zenitale dell inseguitore ogni 3 di variazione della posizione del sole (circa 15 min), mantenendo costantemente la perpendicolarità tra i raggi solari ed i moduli.

23 L inseguitore può essere dotato di un sistema di acquisizione dati meteo ed energetici in grado di rilevare e trasmettere a stazione remota: Temperatura moduli Temperatura ambiente Irraggiamento solare Velocità del vento Grandezze elettriche (Energia, potenza,etc.)

24 Il nostro inseguitore

25 Impianto fotovoltaico da 49,7 kwp realizzato con inseguitore bi-assiale

26 L impianto è installato presso la ns sede di Via Migliara 46 ed è in esercizio dal 1 Marzo 2007 E stato realizzato mediante 26 inseguitori solari a due assi installati sulla copertura + 1 a terra, così da ricavare dal sole il massimo di produttività energetica, compatibilmente con la superficie di mq a ns disposizione, stimata mediamente in circa kWh/anno

27 Problematiche risolte per l installazione Realizzazione di struttura metallica di ancoraggio, realizzata con profili ad omega 40x120x80, necessaria: A causa della non planarità della superficie d installazione Per permettere l installazione degli inseguitori Ottimizzazione della distribuzione dei carichi sulla copertura Studio delle ombre dovuto all inclinazione del sole. Le file di inseguitori sono tra loro distanziate di 7 m (per la massima produzione necessari 13 m) Per ridurre al minimo l impatto sul rendimento, i moduli sono stati installati con le stringhe in direzione orizzontale E stata considerata una forma del pannello larga e bassa per sfruttare al meglio lo spazio disponibile e conferire un minore impatto visivo

28 Fase d installazione Copertura originale Punti di ancoraggio dell inseguitore

29 Caratteristiche tecniche dell impianto Potenza max complessiva del generatore fotovoltaico. : 49,700kWp N inseguitori..: 27 Tecnologia dei moduli...: Silicio policristallino Tipologia d installazione...: Retrofit Orientamento dei moduli...: Variabile Inclinazione dei moduli...: Variabile Numero di moduli installati...: 284 Marca moduli fotovoltaici...: Kyocera Modello moduli fotovoltaici...: KC175GHT-2 Potenza massima erogata (singolo modulo)...: 175 Wp Inverters...: n.1 SMA Sunny Mini Central 5000 n.8 SMA Sunny Mini Central 6000 Potenza massima lato c.c.(singolo inverter)...: 6350W (SMC 5000) 7000W (SMC 6000) Gestione impianto.: PLC SIEMENS S7

30 Produttività dell impianto 1 15 Marzo kwh /3 2/3 3/3 4/3 5/3 6/3 7/3 8/3 9/3 10/3 11/3 12/3 13/3 14/3 15/3 Produzione in 15 gg oltre kwh!!!

31 Considerazioni di carattere economico I costi di realizzazione degli impianti si possono stimare: impianti fino a 3kWp : /kwp; impianti da 3 a 20 kwp: /kwp; impianti oltre 20kWp : /kwp; impianti ad inseguimento solare bi-assiale : +20%

32 Tariffe del conto energia Il conto energia (decreto ministeriale del 19/02/2007) prevede l incentivazione dell energia prodotta secondo la tabella seguente: POTENZA NOMINALE DELL IMPIANTO P (kw( kw) IMPIANTI FOTOVOLTAICI NON INTEGRATI IMPIANTI FOTOVOLTAICI PARZIALMENTE INTEGRATI IMPIANTI FOTOVOLTAICI CON INTEGRAZIONE ARCHITETTONICA 1 P 3 0,40 /kwh 0,44 /kwh 0,49 /kwh 3 < P 20 0,38 /kwh 0,42 /kwh 0,46 /kwh P > 20 0,38 /kwh 0,40 /kwh 0,44 /kwh A questi valori vanno aggiunti degli incrementi: 1. Se il soggetto responsabile è struttura sanitaria pubblica o paritaria, scuola pubblica acquisisce il titolo di autoproduttore (consumo in sito >70%) 2. Sostituzione coperture in amianto in strutture agricole 3. Riduzione consumo energetico > 10% 4. Altro vedi decreto del 19 Febbraio 2007

33 IMPIANTO DA 50 kwp Tipologia impianto Produzione annua Ricavo annuo incentivo conto energia Risparmio annuo bolletta Ricavo annuo dalla vendita energia al gestore Fisso kwh Ad inseguimento kwh

34 Tipologia impianto Costo impianto Tempo di ammortamento Entrate totali in 20 anni Guadagno in 20 anni Fisso ,67 anni Ad inseguimento ,71 anni L IMPIANTO FOTOVOLTAICO RISULTA UN OTTIMO INVESTIMENTO!!!

35 Grazie per l attenzione

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