GLI STRUMENTI DEL FARE

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1 GLI STRUMENTI DEL FARE Le grandi sfide della eco-sostenibilità IMPIANTI FOTOVOLTAICI Progettazione, installazione, manutenzione e costi Ing. Angelo Pignatelli Presidente della Commissione Fotovoltaico Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma

2 OBIETTIVOeSTRUTTURAZIONEdellaPRESENTAZIONE Obie%vo( delle( sessione:( fornire( gli( elemen2( teorici( e( conce5uali,( i( riferimen2(tecnici(e(norma2vi,(le(esperienze(proge5uali(e(di(servizio,(per(la( proge5azione,(la(messa(in(opera,(l esercizio(e(manutenzione(degli(impian2( fotovoltaici.( Stru5ura( della( presentazione:( ripercorrendo( le( fasi( per( la( realizzazione( ed( esercizio( di( un( case( study,( a5raverso( il( percorso( logico( e( temporale( dello( studio(di(fa%biltà,(proge5azione,(messa(in(opera,(esercizio(e(manutenzione( di( un( impianto( fotovoltaico( di( dimensione( significa2va,( sono( condivisi( gli( elemen2(teorici,(norma2vi,(tecnici(ed(esperenziali(di(best(prac2ce.(

3 CASESTUDY! POTENZA:766,59kWp! GENERATORE:3333modulisilicio policristallino230wp! COPERTURA:5818mq,pannellicoibentaP! SITO:Oricola(AQ)! CLIENTE:P.C.L.s.r.l. PaganoCostruzioni Legno! PRIMECONTRACTOR:ACEARSE RePe ServiziEnergePcis.r.l.! PROGETTAZIONEEMESSAINOPERA:b[ ECOs.r.l.! INVERTEREMONITORAGGIO:SIACSIEL S.p.A.! GESTOREDIRETE:ENEL connessodal 30/12/2010[MT CASE STUDY - IMPIANTO FV

4 ANALISIdiFATTIBILITA : AGENDADELLAPRESENTAZIONE Analisidelsito:stru_uraedilizia,connessioneallareteele_rica,pre[analisidellaproduzione PROGETTAZIONE DimensionamentoImpiantoFV:generatore,sezioni,so_ocampieinverter Analisidellaproducibilità:sPmadellaproduzionea_esa,delleperdite,deglieffebdegli ombreggiamenp Proge_azioneele_rica:moduliFV,stringhe,inverter,quadriCCeCA,SPI,SPG, dimensionamentocavieinterru_ori,adeguamentoalladeliberazioneaeeg84[12/a70 Proge_azionestru_urale:verificadicaricoperlacopertura,analisidellestru_urediappoggio deimodulifv,dimensionamentolocalitecniciecabine,dimensionamentosistemadiestrazione aria,dimensionamentodeicavidob,lineevita Proge_azioneele_ronica:sistemadimonitoraggioecontrollo MESSAINOPERA ESERCIZIOeMANUTENZIONE NORMATIVADIRIFERIMENTO

5 PRE[ANALISIDELSITO ANALISI DI FATTIBILITA Un(impianto(fotovoltaico(è(un opera(di(ingegneria,(che(si(inserisce(e(integra(in(un( contesto(predesistente(o(in(corso(d opera,(che(contribuisce(a(determinarne(vincoli(e( dimensioni.(tale(contesto(può(classificarsi(in(due(ambi2:( ( " (STRUTTURALE:(posizione(del(generatore,(dei(locali(tecnici((che(ospiteranno( inverter(e(quadri(di(parallelo),(posizione(e(valutazione(degli(spazi(interni(della( cabina(di(trasformazione,(valutazione(della(posizione(dei(cavido%(e(dei(quadri(di( campo.( " (ELETTRICO:(connessione(preDesistente((potenza(contra5uale,(cabina(di( trasformazione,(potenza(e(2pologia(del(trasformatore)(/(connessione(necessaria( (valutazione(degli(interven2(di(modifica(necessari(nella(cabina(predesistente(/( valutazione(della(distanza(della(più(prossima(at(o(delle(cabina(mt(primaria(e( secondaria(per(connessione(ad(anello,(cui(verrà(presumibilmente(connessa(la( nuova(cabina).(

6 ANALISIDELSITO:stru_uraediliziaante[operam 1. ANALISI DI DI FATTIBILITA

7 ANALISIDELSITO:stru_uraediliziapost[operam 1. ANALISI DI DI FATTIBILITA I(lavori(hanno( previsto(la( rimozione(della( copertura(anted operam(in(cemento( amianto(del( capannone( denominato( A (ai( fini(della(bonifica,(e( la(costruzione(di(un( nuovo(manufa5o( nell area( prospiciente(che(era( occupata(dai( magazzini,(dal(silos( e(dalla(cabina( ele5rica(secondaria( di(trasformazione( MT/BT(

8 ANALISIDELSITO:connessioneele_rica 1. ANALISI DI DI FATTIBILITA La(cabina(di(trasformazione(e(consegna( predesistente(era(allocata(in(una(zona( centrale,(nell area(des2nata(alla( costruzione(di(una(nuova(ala(del( capannone.( Per(garan2re(la(con2nuità(della( connessione(ele5rica(allo(stabilimento(di( produzione,(e(nello(stesso(tempo(liberare( l area(per(la(messa(in(opera(delle(nuove( campate,(e(stata(preven2vamente( rischiesto(lo(spostamento(del(punto(di( connessione( (ovvero(realizzata(una(nuova( cabina,(posizionata(nel(luogo(più(idoneo( (area(libera,(e(sul(perimetro(in(modo(da( garan2re(l accesso(dall esterno(al(locale( consegna(al(gestore(di(rete).( La(nuova(cabina(è(stata(quindi(realizzata( nell angolo(est(della(proprietà.(

9 ANALISIDELSITO:individuazioneelemenPcontestuali 1. ANALISI DI DI FATTIBILITA Sulla(base(del(proge5o(postD operam,(sono(state(individua2:( ( # n.4so_ocampi (uno(per(falda( con(orientamento(e(inclinazione( proprie( # n.1cabinadiconsegnae( trasformazione(mt/bt,(posta( all angolo(est(della(proprietà( # n.1cabinafv,(posta(a(fianco( della(cabina(di(consegna,(ove( allocare(gli$inverter$dei$ so-ocampi$più$vicini$sc1$e$sc4,(i( quadri(di(parallelo(e(la(spi( # n.1localetecnico,(posto(in( posizione(baricentrica,(ove( allocare(gli$inverter$dei$ so-ocampi$sc2$e$sc3$e(rela2vi( quadri(di(parallelo.(

10 3. ANALISI DELLA DI FATTIBILITA PRODUCIBILITA PVGIS " Per(la(s2ma(preliminare(della(producibilità(si(può(u2lizzare(il(sofwarePVGIS,(sviluppato(dal( Joint(Research(Center(della(Commissione(Europea((con(l u2lizzo(del(consolidatodbpvgis[3( (classicpvgissul(sitod,(che(u2lizza(i(da2(delle(stazioni(meteo(a(terra(piu5osto(che(i(da2( elabora2(dal(satellite)(che(fornisce(valori(di(producibilità(più(conserva2vi(rispe5o(a(quelli( propos2(dalle(norme(uni(10349(e(8477d1( " SITO(INTENET((per( l Europa):(( " h5p:// re.jrc.ec.europa.eu/ pvgis/apps4/pvest.php? lang=it&map=europe( (

11 STIMAPRELIMINAREDELLAPRODUZIONEINIZIALE ANALISI DI FATTIBILITA

12 3. ANALISI DELLA DI FATTIBILITA PRODUCIBILITA ANALISIREDDITIVITA COSTIeFLUSSI " Sulla(base(delle(informazioni(raccolte(nello(studio(di(fa%bilità,(è(possibile(definire(una( prima(s2ma(dei(cos2(e(dei(flussi(economici(che(possono(essere(genera2(dall introduzoine(di( un(impianto(fotovoltaico.( " La(s2ma(della(producibilità(è(la(base(per(la(valorizzazione(dei(flussi(posi2vi.( " Per(la(s2ma(dei(cos2(occorre(consolidare(un(preven2vo(su(base(anali2ca,(che(tenga(conto( degli(elemen2(contestuali(specifici((esempio:(necessità(o(meno(di(installazione(di(una(nuova( cabina(di(consegna(e(trasformazione(mt/bt(per(un(impianto(industriale).( " Per(una(prima(s2ma(indiciale(dei(cos2(si(possono(u2lizzare(dei(SW(disponibili((ad(esempio( quello(proposto(sul(sito(h5p:// sulla(base(di(alcune(informazioni,(ne(calcola(la(produzione(a5esa,(il(costo(indiciale(e(i(flussi( economici).(di(seguito(alcuni(risulta2(o5enibili,(a(2tolo(di(esempio,(per(un(impianto( commerciale(di(circa(30kw,(intestato(ad(una(società,(a(roma)(

13 3. ANALISI DELLA DI FATTIBILITA PRODUCIBILITA ANALISIREDDITIVITA CASOIMPIANTO30kWpa_uale Le(informazioni(u2lizzate(come(input(sono(state:( Provincia((per(la(valutazione(dell irraggiamento(medio(zonale):(roma( Superficie(disponibile(per(il(generatore((per(la(valutazione(della(massima(potenza(installabile):(300mq( Orientamento(e(inclinazione(del(te5o((per(il(calcolo(della(producibilità):(SUDDOVEST((10 ( Cos2(dei(consumi(ele5rici((per(la(valutazione(del(beneficio(in(scambio(su(posto):(1.600 /bimestre( Sogge5o(intestatario((persona(fisica(o(società):(SOCIETA ( S2ma(dell autoconsumo((%):(40%( Costo(dell energia(in( /kwh((per(la(valutazione(del(beneficio(nell autoconsumo):(0,20( /kwh( Prezzo(medio(zonale( /kwh((per(la(vendita( (ri2ro(dedicato(d((dell energia):(0,055( /kwh( Scelta(del(finanziamento((ammontare,(spread,(anni)((per(il(calcolo(della(rata(annuale(del(finanziamento):( COMPLESSIVO,(spread(5,5,(15(ANNI( Costo(annuo(della(manutenzione:(800( /anno( ( Come(report(in(output(si(opuò(o5enere:(

14 ANALISIREDDITIVITA CASOIMPIANTO30kWpa_uale 3. ANALISI DELLA DI FATTIBILITA PRODUCIBILITA

15 ANALISIREDDITIVITA CASOIMPIANTO30kWpa_uale 3. ANALISI DELLA DI FATTIBILITA PRODUCIBILITA

16 ANALISIdiFATTIBILITA : AGENDADELLAPRESENTAZIONE Analisidelsito:stru_uraedilizia,connessioneallareteele_rica,pre[analisidellaproduzione PROGETTAZIONE DimensionamentoImpiantoFV:generatore,sezioni,so_ocampieinverter Analisidellaproducibilità:sPmadellaproduzionea_esa,delleperdite,deglieffebdegli ombreggiamenp Proge_azioneele_rica:moduliFV,stringhe,inverter,quadriCCeCA,SPI,SPG, dimensionamentocavieinterru_ori,adeguamentoalladeliberazioneaeeg84[12/a70 Proge_azionestru_urale:verificadicaricoperlacopertura,analisidellestru_urediappoggio deimodulifv,dimensionamentolocalitecniciecabine,dimensionamentosistemadiestrazione aria,dimensionamentodeicavidob,lineevita Proge_azioneele_ronica:sistemadimonitoraggioecontrollo MESSAINOPERA ESERCIZIOeMANUTENZIONE NORMATIVADIRIFERIMENTO

17 PROG: DIMENSIONAMENTO IMPIANTO Definizionedelgeneratore SC1 So5ocampo1( (situato(sulla(falda(a(sud(est(del(capannone(esistente( B ((denominato(capannone(1),(cos2tuito(da(un(generatore(composto(da(n.288( moduli(fotovoltaici(in(silicio(policristallino(su(una(superficie(u2le(di(497(mq,(che( sviluppa(una(potenza(di(66,24kwp,(orientata(a(sud(est(([32 )(e(con(una(inclinazione( di(3

18 2. PROG: DIMENSIONAMENTO IMPIANTO IMPIANTO FV Definizionedelgeneratore SC2 So5ocampo2( (situato(sulla(copertura(dell ampliamento(del(capannone( A ((ala( Ovest( (denominato(capannone(2),(cos2tuito(da(un(generatore(composto(da(n.979( moduli(fotovoltaici(in(silicio(policristallino,(su(una(superficie(u2le(di(1723(mq((che( contempla(anche(il(perimetro(ed(un(corridoio(di(60cm(di(larghezza,(su(tu5a(la( lunghezza,(per(le(operazioni(di(manutenzione(e(pulizia),(che(sviluppa(una(potenza(di( 225,17kWp,(orientata(a(Sud(Ovest((+58 )(e(con(una(inclinazione(di(7

19 2. PROG: DIMENSIONAMENTO IMPIANTO IMPIANTO FV Definizionedelgeneratore SC3 So5ocampo3( (situato(sulla(falda(del(magazzino( (denominato(capannone(3),(cos2tuito(da(un( generatore(composto(da(n.392(moduli( fotovoltaici(in(silicio(policristallino,(su(una( superficie(u2le(di(673(mq((che(contempla(anche( il(perimetro(ed(un(corridoio(di(70cm(di(larghezza,( su(tu5a(la(lunghezza,(per(le(operazioni(di( manutenzione(e(pulizia),(che(sviluppa(una( potenza(di(90,16kwp,(orientata(a(sud(est(([32 )( e(con(una(inclinazione(di(6

20 2. PROG: DIMENSIONAMENTO IMPIANTO IMPIANTO FV Definizionedelgeneratore SC4 So5ocampo4( (situato(sulla(copertura(del(nuovo(capannone(da(ricostruire( A ((ala(( Sud(Est( (denominato(capannone(4),(cos2tuito(da(un(generatore(composto(da(n. 1674(moduli(fotovoltaici(in(silicio(policristallino,(su(una(superficie(u2le(di(2926(mq( (che(contempla(anche(il(perimetro(ed(un(corridoio(di(70cm(di(larghezza,(su(tu5a(la( lunghezza,(per(le(operazioni(di(manutenzione(e(pulizia,(e(un area(di(rispe5o(per(il( mutuo(ombreggiamento(dal(so5ocampo2),(che(sviluppa(una(potenza(di(385,02kwp,( orientata(a(sud(ovest((+58 )(e(con(una(inclinazione(di(4 (

21 2. PROG: DIMENSIONAMENTO IMPIANTO IMPIANTO FV Definizionedelgeneratore

22 2. PROG: DIMENSIONAMENTO IMPIANTO IMPIANTO FV Definizionedelgeneratore InsiemedeiSo_ocampi " Il(gruppo(di(conversione(è(composto(da(n.6(inverter(marca(SIACSoleildellaSIEL,( associa2(ai(diversi(so5ocampi(secondo(lo(schema(riportato( " I(so5ocampi(logici(e(stru5urali(2(e(4(sono(sta2(suddivisi(rispe%vamente(nei( so5ocampi(ele5rici(2a(e(2b,(4a(e(4b,(suddividendo(la(potenza(tra(due(inverter,(sia(per( esigenze(di(spazio(nei(locali,(sia(per(ridurre(l impa5o(per(un(fermo,(sia(tenendo(conto( dei(tempi(di(consegna(dichiara2.(

23 ANALISI DELLA PRODUCIBILITA STIMAPRODUCIBILITA SC1

27 ANALISI DELLA PRODUCIBILITA CALCOLOPRODUCIBILITA COMPLESSIVA La(produzione(di(energia(ele5rica(dell impianto(complessivo,(al(ne5o(delle( perdite(per(ombreggiamento,(è(s2mato(pari(a(888,8mwh/annui(

28 IMPIANTI FOTOVOLTAICI PROGETTAZIONE E MESSA IN OPERA DI UN IMPIANTO DA 767 KWp - MT ANALISI DELLA PRODUCIBILITA STIMADELLEPERDITE(1/2)! La(perdita(rela2va(alla(prima(conversione,(ad(opera(del(modulo(FV,(tra(l energia(irradiata(dal( Sole(captata(e(l energia(ele5rica(fornita,(è(già(tenuta(in(conto(dalle(cara5eris2che(del( modulo(e(ne(cara5erizza(l efficienza((il(cui(indice(rappresenta2vo(può(essere(la(potenza(di( picco(del(modulo(/(superficie).(nel(2010(l efficienza(più(alta(a(livello(di(mercato(si(a5estava(a( 230Wp(per(un(modulo(FV(di(dimensione(standard(di(circa(1,6(mq((quindi(con(una(efficienza( propria(intorno(al(14,4%).(! Le(perdite(per(temperatura(sono(state(s2mate(intorno(al(12,3%,(le(perdite(di(per(riflessione( intorno(al(3,6%((calcolate(da(pvgis).(! Le(perdite(ele5riche(per(la(caduta(ohmica(sui(cavi((con2nua(e(alternata),(la(perdita(di( efficienza(sui(trasformatori,(sugli(inverter,(interru5ori,(giunzioni,((ovvero(la(somma(delle( perdite(nel(tra5o(di(conversione(e(trasporto(che(va(dall uscita(della(potenza(in(con2nua(dei( moduli(fv(alla(potenza(in(uscita(in(alternata(sul(punto(di(connessione(dell impianto(fv)(sono( valutate(complessivamente(pari(al(8%.( Abbiamo(quindi(visto(che,(tenendo(conto(di(tu5e(queste(perdite,(e(al(ne5o( delle(perdite(per(ombreggiamento,(la(produzione(di(energia(ele5rica( dell impianto(complessivo(è(s2mato(pari(a(888,8mwh/annui(

29 ANALISI DELLA PRODUCIBILITA STIMADELLEPERDITE(2/2)! Dall analisi(del(sito(non(si( rileva(un(profilo(montano( tale(da(generare(una(perdita( sensibile(per( ombreggiamento( clinometrico.(! Diversamente,(in(merito( all ombreggiamento(locale( si(nota(le(presenzadiun grossosilosin(prossimità(e( a(sud(ovest(del( so5ocampo(2,(la(cui(ombra( causa(senz altro(una(perdita( per(ombreggiamento(locale.( L analisi(della(spmadellaperditaperl effe_odell ombreggiamentolocale,(distribuita(sull intero( impianto,(è(risultata(pari(al(2,5%.(la(scelta(di(suddividere(la(falda(del(capannone(2(in(due( so5ocampi((2a(e(2b),(con(ognuno(un(inverter(e(1(mppt(dedicato,(ha(senz altro(rido5o(gli(effe%(di( tale(perdita(riducendo(la(perdita(per(mismatching.(

30 ANALISI DELLA PRODUCIBILITA STIMADELLAPRODUCIBILITA COMPLESSIVA! La(sPmadellaproducibilità,(tenendo(conto(di(tu5e(le(perdite( considerate,(risulta(quindi(pari(a(866mwh/annui(! La(sPmadelleoreequivalenPannue,(come(media(dell intero(impianto,( considerando(la(potenzacomplessivadi767kwp,(risulta(allora(pari(a( 1130kWh/kWp(! La(sPmadelrisparmiospecificolordodienergiaprimariaconseguibile( risulta(quindi(pari(a(204tep/anno! La(sPmadelrisparmiodiemissionedianidridecarbonicanell atmosfera( è(pari(a(433ton/anno

31 PROGETTAZIONE ELETTRICA COMPONENTI:MODULOFV Per(tu%(i(so5ocampi(sono(u2lizza2(i(moduli(fotovoltaici(al(silicio(policristallino(Yingli YL230P[29b[1da(230Wp(

32 PROGETTAZIONE ELETTRICA COMPONENTI:INVERTER! Per(tu%(i(so5ocampi(sono(sta2(scel2( invertersiacsoleildellasiel,(in( par2colare(i(modellidsp((che(offrono(la( possibilità(di(interfacciare(le(casse_edi parallelocsp( (ovvero(quadri(di(campo( sensorializza2( (per(il(puntuale( monitoraggio(e(telecontrollo(degli(inverter( e(delle(stringhe)( (a(400v(trifase(in(uscita( (BT).(! Per(minimizzare(l effe5o(del(mismatching( (stringhe(in(parallelo(con(differen2(e( significa2ve(differenze(di(potenza( erogabile(nello(stesso(istante,(con( conseguente(esistenza(di(più(di(un(punto( di(massima(potenza)(si(è(dedicato(un( inverter(per(ogni(so5ocampo((che(ha( cara5eris2che(proprie(di(orientamento(e( inclinazione).(

33 4. ANALISI PROGETTAZIONE DELLA PRODUCIBILITA ELETTRICA COMPONENTI:SCHEDATECNICAINVERTER

34 4. ANALISI PROGETTAZIONE DELLA PRODUCIBILITA ELETTRICA PROGETTAZIONESTRINGHE SC1(1/2)

35 PROGETTAZIONE ELETTRICA PROGETTAZIONESTRINGHE SC1(2/2)

36 4. PROGETTAZIONE ELETTRICA SCHEMIELETTRICI CC SC1

37 PROGETTAZIONE ELETTRICA CSP: quadri di campo (Cassette di Parallelo) I quadri di campo sono costituiti dalle cassette di parallelo CSP12 della SIEL, in numero 20, e si trovano in prossimità dei moduli fotovoltaici. Ognuna delle 20 CSP contiene i fusibili di protezione della stringa, gli scaricatori di sovratensione, i sezionatori, e l elettronica per poter effettuare un monitoraggio sullo stato della singola stringhe CASSETTEDICAMPO CC