LE ENERGIE RINNOVABILI: LA NUOVA RIVOLUZIONE ENERGETICA

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Orlando Damiani
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1 LE ENERGIE RINNOVABILI: LA NUOVA RIVOLUZIONE ENERGETICA Ing. Mattia Fantini Ing. Matteo Sarti 21 Maggio 2013 Facoltà di Ingegneria di Cesena

2 Indice 1) Teoria del fotovoltaico 2) Struttura dell impianto fotovoltaico 3) La realizzazione pratica 4) E adesso diamo i numeri

3 Teoria del fotovoltaico La radiazione solare si suddivide in: -Energia riflessa -Energia assorbita -Energia diffusa -Energia diretta

4 Teoria del fotovoltaico In un solo giorno la Terra riceve dal Sole energia pari a 30 volte quella consumata dalla popolazione mondiale in un anno 1367 watt per m^2 Sulla superficie terrestre arrivano circa 1000 watt/m^2 La capacità di conversione FV è circa del 14% 140 watt/m2

in un anno 1367 watt per m^2 Sulla superficie terrestre arrivano

5 Teoria del fotovoltaico kwh/m2 DEF. Wh: Energia fornita dalla potenza di 1 watt per un ora In condizioni ottimali: tilt 30 azimut 0 1kWp di fotovoltaico produce 1300 kwh/anno

6 Teoria del fotovoltaico Angolo di Azimut Angolo di Tilt

7 Teoria del fotovoltaico

8 Teoria del fotovoltaico

9 Teoria del fotovoltaico MODELLO A BANDE Gli elettroni possono esistere solo in stati energetici ben definiti Numero di atomi elevato Sovrapposizione dei livelli Formazione di bande di energia Banda conduzione Banda valenza Livello di Fermi Metalli Semiconduttori Isolanti

elevato Sovrapposizione dei livelli Formazione di bande di energia

10 EFFETTO FOTOELETTRICO Teoria del fotovoltaico Si-c per liberare elettroni: Si-a hν > Eg hc/λ > Eg λ < hc/eg λ < 1242/Eg

11 GIUNZIONE P-N Teoria del fotovoltaico La conversione della radiazione solare in energia elettrica avviene sfruttando l effetto indotto da un flusso luminoso che incide su una regione di carica spaziale in cui è presente un campo elettrico in grado di separare le cariche elettriche che si producono. Ef Ef Ef

luminoso che incide su una regione di carica spaziale in cui è presente un

12 E Teoria del fotovoltaico

13 Schematizzazione della cella Teoria del fotovoltaico Generatore di corrente

14 Teoria del fotovoltaico LA CELLA FOTOVOLTAICA

15 LA CELLA FOTOVOLTAICA Teoria del fotovoltaico

16 Teoria del fotovoltaico TIPI DI SILICIO SILICIO MONOCRISTALLINO SILICIO POLICRISTALLINO SILICIO AMORFO RENDIMENTO CELLE 14% - 17% 12% 14% 6% - 8% VANTAGGI Molto stabile nel tempo Elevato numero di produttori Processi produttivi più semplici Costo inferiore Miglior sfruttamento dello spazio SVANTAGGI Complessità in fase di produzione Costi maggiori Rendimento leggermente inferiore Minor rendimento Degrado iniziale Necessità di grandi superfici

Processi produttivi più semplici Costo inferiore Miglior sfruttamento dello spazio SVANTAGGI Complessità in

17 SILICIO MONOCRISTALLINO Teoria del fotovoltaico Isofoton

18 Teoria del fotovoltaico PROCESSO PRODUTTIVO

19 Teoria del fotovoltaico SILICIO POLICRISTALLINO Trina Solar

20 Teoria del fotovoltaico SILICIO AMORFO Nexpower

21 Indice 1) Teoria del fotovoltaico 2) Struttura dell impianto fotovoltaico 3) La realizzazione pratica 4) E adesso diamo i numeri

22 Struttura dell impianto fotovoltaico IMPIANTO FOTOVOLTAICO CARATTERISTICHE DEI VARI COMPONENTI CAVI IN CC RETE ELETTRICA CAVI IN AC CONTATORE SCAMBIO kwh INVERTER CONTATORE PRODUZIONE PROTEZIONE E SEZIONAMENTO kwh PROTEZIONE E SEZIONAMENTO UTENZA SEZIONE IN CC SEZIONE IN AC

23 Struttura dell impianto fotovoltaico GENERATORE FOTOVOLTAICO Stringa Generatore fotovoltaico Modulo Cella Pm= 1.8W Voc= 0.6V Isc= 3A Pm= 250W Voc= 37.6V Isc= 8.81A Pm= 3000W Voc= 451V Isc= 8.81A Pm= 6000W Voc= 451V Isc= 17.6A

24 Struttura dell impianto fotovoltaico MATERIALI VETRO TEMPRATO SILICIO ARGENTO EVA ALLUMINIO SCATOLA GIUNZIONE PLASTICA

25 Struttura dell impianto fotovoltaico IMPIANTO FOTOVOLTAICO IMPIANTI STAND ALONE CAVI IN CC CAVI IN AC INVERTER UTENZA PROTEZIONE E SEZIONAMENTO PROTEZIONE E SEZIONAMENTO REGOLATORE DI CARICA ACCUMULATORI

26 Struttura dell impianto fotovoltaico Accorgimenti: Lontananza assoluta da OMBRE: camini parabole/antenne piante e/o edifici adiacenti

42 PAUSA CAFFE

43 Indice 1) Teoria del fotovoltaico 2) Struttura dell impianto fotovoltaico 3) La realizzazione pratica 4) E adesso diamo i numeri

44 La realizzazione pratica FASE 1: SOPRALUOGO FASE 2: PROCESSI AUTORIZZATIVI FASE 3: INSTALLAZIONE FASE 4: GSE

45 La realizzazione pratica FASE 1: SOPRALUOGO OMBRE STRINGHE TIPO DI POSA STIMA ENERGIA PRODOTTA [kwh]

46 La realizzazione pratica FASE 2: PROCESSI AUTORIZZATIVI COMUNE ENEL PROTOCOLLO VERBALI ENEL

47 La realizzazione pratica FASE 3: INSTALLAZIONE INSTALLAZIONE IMPIANTO FV ADEGUAMENTO IMP. ELETTRICO IMPIANTO INSTALLATO

48 La realizzazione pratica FASE 4: GSE Richiesta incentivo Statale Invio della documentazione dimostrante la tipologia di impianto

49 Indice 1) Teoria del fotovoltaico 2) Struttura dell impianto fotovoltaico 3) La realizzazione pratica 4) E adesso diamo i numeri

50 E adesso un po di numeri Domanda nel corso delle 24 ore Produzione fotovoltaico

51 E adesso un po di numeri Consumo orario Potenza Ora Consumi totali

52 Ogni GWp di fotovoltaico è in grado di generare una riduzione del prezzo dell'energia elettrica pari a 500 milioni di, mentre costa in incentivi 450 Milioni di. Cioè per ogni GWp installato la bolletta energetica complessiva cala di 50 milioni di! Fonte: CNR

53 E adesso un po di numeri CURVA ORDINE DI MERITO

65 SVILUPPO DI IMPIANTI GRID-CONNECTED COME RETE INTERNET

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