IMPIANTO GRID CONNECTED SCHEMA ELETTRICO

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1 GLI ELEMENTI DI UNIMPIANTO FOTOVOLTAICO IMPIANTO GRID CONNECTED SCHEMA ELETTRICO

2 GLI INVERTER Servono per trasformare la corrente continua in uscita dal dlgeneratore FV in corrente alternata. L inverter, che oltre ad occuparsi della conversione CC/AC adatta la tensione di uscita al livello ll della tensione della rete elettrica per l immissione in rete. La corrente immessa, infatti deve avere una forma d onda sinusoidale e sincronizzata con la frequenza di rete e nel caso la rete dovesse venire a mancare, anche solo per brevi periodi, l inverter deve essere in grado di scollegarsi prontamente. Inoltre caratteristica fondamentale per un inverter è quella di ottimizzare la produzione effettiva di energiadell impianto impianto rispetto alla radiazione solare incidente, tramite la regolazione del Punto di Massima Potenza (MPP) Soluzioni tecniche ottimali a secondadelle delle singole condizioni locali hanno portato alla classificazione di tre diverse tipologie di inverter e di configurazioni TIPI DI INVERTER INVERTERPERIMPIANTIFOTOVOLTAICI IMPIANTI CONNESSIA RETE Hanno le seguenti caratteristiche: tecnologia ad onda sinusoidale costruita con riferimento alla tensione di rete elevati rendimenti e stabilità in normali condizioni di irraggiamento disponibili per utenze monofase e per utenze trifase su un'ampia gamma di potenze protezioni di rete e di interfaccia integrate display per visualizzazione i dei didtidi dati produzione moduli aggiuntivi per misurare l'irraggiamento, la temperatura, ecc trasmissione dati a distanza a scopo di supervisione impossibilità di funzionamento in isola (è necessaria la presenza della tensione di rete)

3 INVERTER CENTRALIZZATO Un unico inverter gestisce tutto l impianto. Tutte le stringhe, costituite da moduli collegati in serie, sono riunite in un collegamento in parallelo. Questa soluzione offre investimenti economici limitati, semplicità di impianto i e ridotti i costi di manutenzione. Per contro questa tipologia è particolarmente sensibile agli ombreggiamenti parziali limitando lo sfruttamento ottimale di ogni stringa. È adatto per campi solari uniformi per orientamento, inclinazione e condizioni di ombreggiamento. INVERTER DI STRINGA Ogni stringa, g, composta da vari moduli in serie, ha un proprio inverter rappresentando di fatto un mini impianto a sé stante; grazie a questa configurazione si ottengono rese maggiori rispetto agli inverter centralizzati per mezzo dei singoli dispositivi MPPT riducendo d le perdite dovute ad ombreggiamenti.

4 INVERTER MULTISTRINGA Questa tipologia si interpone tra gli inverter centralizzati e quelli di stringa consentendo il collegamento di due o tre stringhe per ogni unità con orientamenti, inclinazioni e potenze diverse. Dal lato dl del generatore CC le stringhe sono collegate ad ingressi dedicati gestiti da MPPT indipendenti e dal lato dell immissione in rete funzionano come un inverter centralizzato ottimizzandone i la resa. È il sistema con il miglior rapporto costi/prestazioni. L importanza dell MPPT (Maximum Power Point Tracker) Necessità di individuare istante per istante quel particolare punto sulla caratteristica VxI del generatore fotovoltaico in cui risulti massimo il trasferimento di potenza verso rete. Graficamente, il punto di massima potenza, corrisponde al punto di tangenza tra la caratteristica del generatore fotovoltaico per un certo valore della radiazione solare e l iperbole. L irraggiamento solare che colpisce i moduli fotovoltaici ha un carattere variabile in funzione della latitudine, dell orientamento del campo solare, della stagione e dell oradel giorno. Su ogni cella poi si possono determinare, nel corso della giornata, delle ombre che possono essere prevedibili, come nel caso di un edificio situato nelle vicinanze del campo solare o imprevedibili come quelle determinate dalle nuvole. Il compito dell MPPT è proprio quello di individuare istante per istante il punto di massima efficienza energetica

5 Parametri per il dimensionamento di un impianto FV Ilcampo FV La potenza ideale del generatore fotovoltaico è generalmente superiore alla potenza massima erogabile dall inverter di un 10 20%, in modo da compensare la diminuzione della potenza dei moduli FV dovuta alla sporcizia accumulata nel tempo, alla temperatura di funzionamento, alle perdite nei cavi e nell inverter oltre al degrado prestazionale cui il modulo FV è destinato per invecchiamento. Alcuni produttori di inverter utilizzano il valore della potenza del campo fotovoltaico per identificarne il modello. Attenzione, perchè tale valore non è da confondere con la reale potenza erogabile verso rete che può essere notevolmente inferiore; i infatti iun inverter Sirio i EVO 3000 è in grado di erogare una potenza massima lato AC di 3000W, mentre alcuni inverter identificati come 3000 hanno valori di potenza nominale lato AC di 2500W. Collegamento alla rete elettrica Per ottenere la potenza desiderata è possibile collegare più inverter in parallelo con la rete. In Italia secondo quanto riportato nella NormaCEI 0 21, quando la potenza complessiva supera i 6kW, non è possibile il collegamento in monofase, ed è necessario contenere obbligatoriamente lo squilibrio tra le fasi entro i 6kW

6 IMPIANTO STAND ALONE SCHEMA ELETTRICO UTILIZZO DEGLI IMPIANTI STAND ALONE

7 Parametri per il dimensionamento di un impianto FV La scelta dell inverter In fase di progetto dell impianto e di scelta dei componenti costituenti il sistema FV, è necessario verificare la compatibilità tra le caratteristiche elettriche del generatore FV e quelle del convertitore DC/AC cioè dell inverter. I parametri principali di cui dovremo disporre sono per il generatore fotovoltaico la potenza, la tensione e la corrente prodotta dallo stesso nelle diverse condizioni di funzionamento. Parametri per il dimensionamento di un impianto FV La scelta dell inverter Per l inverter avremo bisogno di conoscere: l intervallo MPPT, che è il range di tensione nel quale l inverter è in grado di inseguire il punto di massima potenza; la tensione continua massima a circuito aperto; la corrente massima in ingresso.

8 TIPI DI INVERTER INVERTER PER IMPIANTI ISOLATI Inverter ad onda quadra semplice tecnologia rischio di generazione di armoniche dispari nessuna regolazione della tensione in uscita (varia col carico e con la tensione di entrata) Inverter ad onda sinusoidale modificata miglior rendimento meno armoniche della quadrata regolazione precisa della tensione appropriati per l alimentazione di molti apparecchi (TV, motori, seghetti) inverter ad onda sinusoidale tecnica simile a quella degli inverter per connessione a rete, ma con circuiti più semplici, senza protezioni e sincronizzazione rete senza protezioni e sincronizzazione rete rendimenti elevati adatti per praticamente tutti i tipi di utilizzatori.

9 I REGOLATORI DI CARICA I regolatori di carica sono utilizzabili solo per impianti stand alone. Le centraline coordinano in modo ottimale il generatore solare e l accumulatore e ottimizzano il flusso di energia. Servono in sostanza per il monitoraggio dell impianto fotovoltaico. Gli strumenti indicatori sono importanti perché l utenza impara ad adattare il prelievo di corrente all offerta disponibile, in modo da prolungare sensibilmente l autonomia del sistema. Per valutare il funzionamento di un impianto fotovoltaico sono sufficienti un amperometro e un voltmetro all entrata, un voltmetro per la tensione di batteria e un amperometro per la corrente di scarica. Il regolatore di carica (centralina) previene la sovraccarica della batteria, bloccando il processo di carica

10 Le batterie per gli impianti fotovoltaici L energia prodotta dai moduli fotovoltaici viene immagazzinata nelle batterie, per renderla disponibile quando la luce del sole non è sufficiente. E l elemento più critico di tutto il sistema, l unico che esige manutenzione. Requisiti principali delle batterie: costante disponibilità ad assorbire ed erogare energia solare in grandi e piccole quantità erogazione di corrente sufficientemente grande lunga durata di vita nel funzionamento ciclico esercizio con poca manutenzione costi minimi Tra le batterie disponibili sul mercato, la più idonea risulta sempre la batteria al piombo, grazie soprattutto al rendimento di carica e scarica e al rapporto tra prezzo e prestazioni. La capacità di una batteria viene sempre definita in funzione del tempo di scarica e della temperatura di funzionamento. Ad esempio, C20 seguito dalla capacità [Ah], indica che la stessa è da intendersi se la batteria è scaricata in 20 ore alla temperatura di 25 C. Temperatura di esercizio ideale per gli accumulatori al piombo: C. Col ridursi della temperatura la capacità diminuisce, mentre con l aumentare della temperatura si velocizzano le reazioni chimiche e si verifica una maggiore auto scarica > 3 5% / mese a 20 C. Energy Storage System Ottimizzazione, utilizzodell'energia energia elettrica fotovoltaica e approvvigionamento garantito in caso di black out. L obiettivo è di realizzare un accumulo di energia che permetta il superamento di uno dei tipici i i limiti iti delle dll citate t fonti: la disponibilità ibilità legata alla presenza di irraggiamento solare o di vento nel caso dell eolico. Lo sviluppo tecnologico in ambito di immagazzinamento dell energia permette oggi il raggiungimento i di questo obiettivo. i Un abitazione dotata di impianto fotovoltaico ed Energy Storage è in grado di realizzare una forte indipendenza dalla rete elettrica di distribuzione,, di utilizzare sul posto l energia prodotta (energia a km 0), di utilizzare efficientemente l energia generata allo scopo di riscaldamento e raffrescamento svincolandosi così dalla necessità del gas metano. Lo Storage permetterà sempre più nei prossimi anni di poter sviluppare efficaci e convenienti soluzioni per far fronte alle necessità energetiche degli edifici, garantendo una parziale o completa indipendenza delle utenze dalla rete elettrica locale.

11 Smart Home la casa intelligente Gestione intelligente dei carichi elettrici Nell epoca dell affermazione delle fonti energetiche rinnovabiliè corretto sottolineare che illoroloro effetto, se non gestito in maniera attiva e intelligente, sarà senz altro limitato. Da qui l esigenza di sviluppare al più presto sistemi di gestione che, al contrario, lavorino nell ottica di amplificare tale effetto e riducano la dipendenza dalle fonti tradizionali. Queste necessità richiedono che le nostre reti di distribuzione diventino intelligenti (SMART GRID) coordinando la generazione elettrica distribuita con quella centralizzata tipica delle tradizionali centrali elettriche a combustibile fossile. È necessario inoltre che le nostre case vengano costruite o ristrutturate nell ottica dell efficienza energetica e dellagestione ATTIVA: case intelligenti in grado di misurare i consumi e di attivare in automatico elettrodomestici e altri apparecchi utilizzatori di energia elettrica in modo da massimizzare l AUTOCONSUMOdell energia generata con il fotovoltaico. Reti isolate Off Grid Piccoli villaggi, insediamenti in aree remote, isole, utenze difficilmente elettrificabili possono beneficiare da subito dell energiasolare energia fotovoltaica. Infatti un sistema Off Grid, se dimensionato a dovere e unito alla razionalizzazione del consumo energetico, è sufficiente a garantire i servizi iifondamentali liinsieme i a adeguati tilivelli lli di comfort.

12 ESEMPI D:\CFP\filmati\Aereo a energia solare tv/dl/raitv/programmi/media/ ContentItem cefb6ef0 c8a a03b 9493f70303aa.html