COMUNE DI RHO PROVINCIA DI MILANO

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1 COMUNE DI RHO PROVINCIA DI MILANO INTERVENTO DI EFFICIENTAMENTO ENERGETICO EDIFICI POR FESR BANDO FREE PROGETTO ESECUTIVO AI SENSI DEL D.LGS N 50 DEL 18/04/2016 E SS.MM.II. Data: NOV Elaborato: Sost.:... Rif. :... D_11 Eventuali revisioni generali: data note A 09/11/17 a seg. nota prot. AOO.ch264.09/11/ B C D E Visto il R.U.P. Visto L'Amministrazione Relazione di calcolo Impianto Fotovoltaico Palestra "Molinello" Data redazione elaborato Redatto 10/11/2017 Ing. Sandro Orlando Verificato Progettista: SA&GI Engineering s.r.l. Amministratore Unico: Ing. Sandro Orlando Scale: Approvato Direttore Tecnico: Ing. Sandro Orlando Piazza Diodoro Siculo n 8, Agrigento-Tel 0922/ Fax:0922/20484-E mail: info@saegiengineering.com

2 COMUNE DI RHO (MI) CITTÀ METROPOLITANA DI MILANO PROGETTO ESECUTIVO PER L INTERVENTO DI EFFICIENTAMENTO ENERGETICO EDIFICI POR FESR BANDO RELAZIONE DI CALCOLO IMPIANTO FOTOVOLTAICO PALESTRA MOLINELLO

3 Sommario 1. Premessa Vantaggi del sistema fotovoltaico Analisi dell impianto fotovoltaico Linee elettriche in bassa tensione Specifiche tecniche dei componenti Piano di manutenzione Verifica tecnico - funzionale /13

4 1. Premessa La presente relazione è redatta dal direttore tecnico della SA&GI Engineering s.r.l Ing. Orlando Sandro, iscritto al n dell Ordine degli Ingegneri di Agrigento, nell ambito dell intervento di efficientamento energetico edifici POR FESR Bando Free. Lo scopo della seguente documentazione è la realizzazione di un impianto fotovoltaico per una potenza complessiva di 30 kwp da installare sul tetto di un edifico ad uso sportivo sito in Via Trecate nel comune di Rho (MI). La presente relazione contiene le indicazioni necessarie alla realizzazione dell impianto fotovoltaico in oggetto. L impianto è stato dimensionato per la produzione dell energia elettrica interamente dedicata alla vendita e sarà collegato alla rete BT (sino a 1000 V) del distributore dell energia elettrica. 2. Vantaggi del sistema fotovoltaico Dal punto di vista energetico, il principio progettuale normalmente utilizzato per un impianto fotovoltaico è quello di massimizzare la captazione della radiazione solare annua disponibile. Il sole è una inesauribile fonte di energia che, grazie alle moderne tecnologie, viene utilizzata in maniera sempre più efficiente; le celle fotovoltaiche, infatti, permettono di generare elettricità direttamente dal sole. I sistemi fotovoltaici presentano caratteristiche di elevata versatilità e modularità, per cui risultano facilmente inseribili negli edifici ed in altre strutture di arredo urbano. Il fotovoltaico è una tecnologia decisamente compatibile con l'ambiente. A livello globale rappresenta un importante contributo per il sistema energetico futuro ed aiuta a prevenire il consumo delle risorse naturali. A livello locale l'energia elettrica "solare" può essere prodotta quasi ovunque (ed in particolar modo alle nostre latitudini) fornendo un considerevole contributo alle politiche di sostenibilità ambientale nelle aree urbane. I sistemi fotovoltaici presentano caratteristiche di elevata affidabilità tecnica e generano energia senza emettere sostanze inquinanti (CO2, Nox e SOx), necessitano di scarsa manutenzione e l'energia spesa nella fase di produzione delle celle fotovoltaiche viene recuperata in breve tempo. Quindi avendo preso in considerazione i vantaggi sopraelencati nell'installare i moduli fotovoltaici ed avendo previsto in fase progettuale la loro installazione in modo tale da non recare nessun impatto visivo negativo, si può ritenere che l'opera proposta rientra fra quelli ad impatto sull'ambiente assolutamente compatibile ed accettabile. Si ricorda che l'applicazione della tecnologia fotovoltaica consente: 3/13

5 la produzione di energia elettrica senza alcuna emissione di sostanze inquinanti; il risparmio di combustibile fossile; nessun inquinamento acustico; riduzione dell effetto serra; l applicazione di soluzioni di progettazione del sistema perfettamente compatibili con le esigenze di tutela del territorio (es. impatto visivo); 3. Analisi dell impianto fotovoltaico Il campo fotovoltaico complessivo di potenza pari a 30 kwp, avente inclinazione di 0 rispetto all'orizzonte (tilt). Tale esposizione è la più idonea al fine di massimizzare il compromesso tra l energia producibile ed il ricavo economico dell operazione. E stato scelto un fattore di riduzione delle ombre del 95%, garantendo così che le perdite di energia derivanti da fenomeni di ombreggiamento non siano superiori al 5% su base annua. La superficie totale dell impianto è di 132 m², per un totale di 120 moduli suddivisi in 8 stringhe da 10 e 20 moduli, come specificato negli elaborati progettuali e nella relazione. Radiazione solare ed analisi delle ombre La valutazione della risorsa solare disponibile è stata effettuata prendendo come riferimento la località che dispone dei dati storici di radiazione solare nelle immediate vicinanze di Rho (MI). Irraggiamento solare a Rho. Radiazione solare globale giornaliera media mensile su superficie orizzontale Media quinquennale Dati di input: - Latitudine: 45 32'12.8"; longitudine: 9 03'47.3" 4/13

6 8477/1 - Modello per il calcolo della frazione della radiazione diffusa rispetto alla globale: UNI - Unità di misura: kwh/m2 - Calcolo per tutti i mesi Risultato: Mese Ostacolo Rggmm su sup.orizz. Errore Gennaio assente 1.53 kwh/m2 Febbraio assente 2.39 kwh/m2 Marzo assente 3.75 kwh/m2 Aprile assente 4.83 kwh/m2 Maggio assente 5.73 kwh/m2 Giugno assente 6.35 kwh/m2 Luglio assente 6.31 kwh/m2 Agosto assente 5.40 kwh/m2 Settembre assente 4.03 kwh/m2 Ottobre assente 2.63 kwh/m2 Novembre assente 1.67 kwh/m2 Dicembre assente 1.21 kwh/m2 Radiazione globale annua sulla superficie orizzontale: 1397 kwh/m2 (anno convenzionale di giorni) Fonte dati Enea Atlante Italiano della Radiazione Solare In riferimento agli ombreggiamento locali si è verificato, in fase di sopralluogo, il loro contributo trascurabile sulla produzione globale di energia dell'intero impianto. Infatti, qualora in alcune ore del giorno di alcuni periodi dell'anno, dovessero emergere ombreggiamenti locali questi verrebbero ridotti al minimo dalla particolare configurazione delle stringhe dei sottocampi scelte per l'impianto in questione. 5/13

7 Aspetti di sicurezza dell impianto fotovoltaico Dal punto di vista della sicurezza occorre tenere conto che il generatore fotovoltaico è una fonte energetica non interrompibile, data l impossibilità pratica di porre il sistema fuori tensione alla presenza di luce solare. Questo costituisce elemento di attenzione sia in fase di costruzione del generatore fotovoltaico, sia in occasione della sua manutenzione. E necessario quindi indicare opportuna segnaletica per le situazioni di pericolo. A lavori ultimati i quadri dovranno essere provvisti di targa con indicato i dati relativi del quadro a monte e quelli del quadro a valle. 4. Linee elettriche in bassa tensione La scelta e la posa delle condutture, nei riguardi di cavi, connessioni, supporti ed involucri, dovrà soddisfare i principi di sicurezza indicati nella Norma CEI 64-8, relativamente alla resistenza alle influenze esterne, alla disposizione ed identificazione nei confronti di ispezioni, prove, riparazioni o modifiche, alla protezione contro le tensioni di contatto, alle sovracorrenti ed agli effetti termici. Cavi elettrici in CC Verrà usato cavo solare da 4mmq per il collegamento stringa quadro CC e quadro CC inverter. Tale tipo di cavo è adatto per pose in condizioni di stress meccanico, esposizione a raggi UV, umidità, alte temperature; inoltre è resistente alla corrosione, all abrasione ed ha basse emissioni di fumi, gas tossici e corrosivi in caso di incendio. Cavi elettrici in CA Adatti per posa fissa sia all interno che all esterno su passerelle, in tubazioni, canalette o sistemi similari, possono essere direttamente interrati; Isolante in gomma HEPR ad alto modulo, che conferisce al cavo elevate caratteristiche elettriche, meccaniche e termiche; Guaina in PVC speciale di qualità Rz, colore grigio 6/13

8 5. Specifiche tecniche dei componenti Il generatore fotovoltaico Ogni singolo generatore fotovoltaico saranno realizzati con moduli di tipo Risen SYP250S da 250 Wp con una vita utile stimata di oltre 20 anni senza degrado significativo delle prestazioni. In dettaglio, le caratteristiche del modulo fotovoltaico: Parametro Valore Potenza nominale 250 Celle Silicio policristallino Tensione V MP 34,6 V Corrente I MP 7,23 A Dimensioni 1640 mm x 990 mm Tensione circuito aperto V OC 43,8 V Corrente di corto circuito I SC 7,87 A Il campo fotovoltaico sarà costituito da due sotto-campi, ciascuno di 60 moduli, aventi come tilt 25 e azimut ±90. I valori di tensione alle varie temperature di funzionamento (minima, massima e d esercizio) rientrano nel range di accettabilità ammesso dall inverter. I moduli saranno forniti di diodi di by-pass. Ogni stringa di moduli sarà munita di diodo di blocco per isolare ogni stringa dalle altre in caso di accidentali ombreggiamenti, guasti etc. La linea elettrica proveniente dai moduli fotovoltaici sarà messa a terra mediante appositi scaricatori di sovratensione con indicazione ottica di fuori servizio, al fine di garantire la protezione dalle scariche di origine atmosferica. Strutture di sostegno dei moduli Il piano dei moduli è inclinato (tilt=25 ). I moduli verranno montati sul tetto esistente utilizzando sistemi di fissaggio in acciaio zincato/inox e alluminio. Gli ancoraggi dovranno 7/13

9 resistere a raffiche di vento fino alla velocità di 120 km/h. La struttura così realizzata rientra nella tipologia di installazione parzialmente integrata Gruppo di conversione Il gruppo di conversione è composto dai convertitori statici (Inverter). Il convertitore c.c./c.a. utilizzato è idoneo al trasferimento della potenza dal campo fotovoltaico alla rete del distributore, in conformità ai requisiti normativi tecnici e di sicurezza applicabili. I valori della tensione e della corrente di ingresso di questa apparecchiatura sono compatibili con quelli del rispettivo campo fotovoltaico, mentre i valori della tensione e della frequenza in uscita sono compatibili con quelli della rete alla quale viene connesso l impianto. Le caratteristiche principali del gruppo di conversione sono: Inverter a commutazione forzata con tecnica PWM (pulse-width modulation), senza clock e/o riferimenti interni di tensione o di corrente, assimilabile a "sistema non idoneo a sostenere la tensione e frequenza nel campo normale", in conformità a quanto prescritto per i sistemi di produzione dalla norma CEI e dotato di funzione MPPT (inseguimento della massima potenza) Inverter dotato di trasformatore di bassa frequenza per la separazione galvanica dell impianto dalla rete pubblica. Protezioni per la sconnessione dalla rete per valori fuori soglia di tensione e frequenza della rete e per sovracorrente di guasto in conformità alle prescrizioni delle norme CEI 0-21 ed a quelle specificate dal distributore elettrico locale. Reset automatico delle protezioni per predisposizione ad avviamento automatico. Conformità marchio CE. Grado di protezione adeguato all'ubicazione in prossimità del campo fotovoltaico (IP65). 8/13

10 Dichiarazione di conformità del prodotto alle normative tecniche applicabili, rilasciato dal costruttore, con riferimento a prove di tipo effettuate sul componente presso un organismo di certificazione abilitato e riconosciuto. Campo di tensione di ingresso adeguato alla tensione di uscita del generatore FV. Efficienza massima 90 % al 70% della potenza nominale. Le caratteristiche tecniche degli inverter scelti sono i seguenti, e configurazione dei sottocampi fotovoltaici: INVERTER A: Marca ABB, Modello di inverter PVI-12.5-TL-OUTD-S 9/13

11 INVERTER B: Marca ABB, Modello di inverter TRIO-20.0-TL-OUTD-S Quadri elettrici Quadro lato corrente continua Si prevede l inserimento delle stringhe direttamente agli inverter che saranno dotati di sezionatore in CC Quadro di parallelo lato corrente alternata Si prevede di installare un quadro di parallelo in alternata all interno di una cassetta posta a valle del convertitore statico per la misurazione, il collegamento e il controllo delle grandezze in uscita dagli inverter. Il quadro sarà dotato di Sistema di protezione di interfaccia e dispositivo di interfaccia così come previsto dalle norme vigenti e garantirà i seguenti assetti d esercizio: 10/13

12 Assetto 1: Dispositivo generale e di interfaccia chiusi: i carichi dell'impianto sono alimentati dalla rete Enel e dal generatore fotovoltaico. Assetto 2 Dispositivo generale chiuso e dispositivo di interfaccia aperto: i carichi dell'impianto sono alimentati solamente dalla rete Enel (caso di evento anomalo sul generatore fotovoltaico o di mancata produzione) Assetto 3 Dispositivi generale e di interfaccia aperti: i carichi dell'impianto non sono alimentati. (caso di mancanza di alimentazione sulle fasi della rete Enel) All interno di tale quadro, sarà inserito il sistema di interfaccia alla rete e il contatore in uscita della Società distributrice dell energia elettrica. 6. Piano di manutenzione Il piano di manutenzione consiste in verifiche periodiche da effettuarsi con una cadenza annuale, salvo condizioni particolari. In dette verifiche, si dovrà procedere con i seguenti esami: Verifica dello stato di usura della costruzione e del buon fissaggio dei moduli fotovoltaici alla stessa. Ispezione visiva dei moduli fotovoltaici per accertarsi di eventuali delaminazioni, danneggiamenti o accumulo sui vetri di copertura. 11/13

13 Controllo delle cassette di terminazione dei moduli FV al fine di accertare: deformazioni, presenza di umidità interna, stato dei contatti elettrici e dei diodi di by-pass, corretto serraggio dei morsetti. Controllo delle parti elettriche, della segnalazione di eventuali guasti sugli inverter, dello stato degli interruttori e delle protezioni. Per le operazioni di controllo e manutenzione sugli inverter, si deve far riferimento al relativo manuale di uso e manutenzione. Controllo dello stato delle cassette di derivazione. Una volta all anno le cassette andranno aperte per verificare che i cavi e le giunzioni siano in ordine e che non vi siano ristagni di acqua. Controllo di cavi e cavidotti interni ed esterni. 7. Verifica tecnico - funzionale La verifica tecnico-funzionale dell impianto consiste nell accertare: la continuità elettrica e delle connessioni tra i moduli fotovoltaici; la messa a terra di masse e scaricatori; la misura dell isolamento dei circuiti elettrici dalle masse; il corretto funzionamento dell impianto fotovoltaico nelle diverse condizioni di potenza generata e nelle varie modalità previste dal gruppo di conversione (accensione, spegnimento, mancanza rete, ecc.); la condizione: Pcc > 0,85*Pnom *I / ISTC, ove: o Pcc è la potenza (in kw) misurata all uscita del generatore fotovoltaico, con precisione migliore del 2%; o Pnom è la potenza nominale (in kw) del generatore fotovoltaico; 12/13

14 o I è l irraggiamento (in W/m²) misurato sul piano dei moduli, con precisione migliore del 3%; ISTC, pari a 1000 W/m², è l irraggiamento in condizioni standard; la condizione: Pca > 0,9*Pcc, ove: Pca è la potenza attiva (in kw) misurata all uscita del gruppo di conversione, con precisione migliore del 2%; la condizione: Pca > 0,75*Pnom *I / ISTC. Verifica di soglia di intervento dei relè termici e dei relè differenziali Verifica degli interblocchi elettrici e meccanici; Messa a terra di masse e scaricatori; Verifica della corretta targhettatura delle apparecchiature interne ed esterne ai quadri elettrici ecc. Verifica funzionale del sistema di controllo e supervisione. 13/13