1. Consistenza dell impianto

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2 1. Consistenza dell impianto 1.1 Premessa L impianto, oggetto del presente documento si propone di conseguire una significativa produzione di energia da fonte rinnovabile, utilizzando un impianto sul tetto di un edificio scolastico sito a Sciacca (AG) in C.da Marchesa. Tale obbiettivo sarà perseguito con il ricorso alla fonte energetica alternativa rappresentato dal solare fotovoltaico. Benché in Italia, attualmente, la diffusione su vasta scala degli impianti fotovoltaici sia ancora agli inizi si riscontrano due fenomeni incoraggianti: da un lato la sempre maggiore attenzione politica verso la fonte di energia rinnovabile, con conseguente avvio di programmi di incentivazione e supporto finanziario; dall altro un crescente interesse ai problemi ambientali da parte dell opinione pubblica, la quale propende sempre più per un maggiore coinvolgimento in merito all utilizzo della fonte solare per la produzione di energia elettrica. 1.2 Oggetto e valenza dell iniziativa Il presente documento costituisce il progetto esecutivo per un impianto fotovoltaico di 39,84 KWp. In generale, l applicazione della tecnologia fotovoltaica consente: Produzione di energia elettrica senza alcuna emissione di sostanze inquinanti; Il risparmio di combustibile fossile; Nessun inquinamento acustico; Soluzione di progettazione del sistema compatibile con le esigenze di tutela architettonica o ambientale (es. l impatto visivo); Il possibile utilizzo per l istallazione dell impianto di superfici marginali (tetti, solai, terrazzi ecc.) 1.3 Requisiti di rispondenza a norme, leggi e regolamenti Gli impianti devono essere realizzati a regola d arte come prescritto dalla Legge n. 186 del 1/03/1968 e ribadito dalla Legge n. 37 del 22/01/2008. Rimane tuttora valido, sotto il profilo generale, quanto prescritto dal DPR 547/55 Norme per la prevenzione degli infortuni sul lavoro. Le caratteristiche degli impianti stessi nonché dei loro componenti, devono in accordo con le Norme di Leggi e di Regolamento vigenti ed in particolare essere conformi : Alle prescrizioni di autorità locali, comprese quelle dei VVF; Alle prescrizioni e indicazioni della società distributrice di energia elettrica; 1

3 Alle prescrizioni e indicazioni della compagnia telefonica telecom; Alle Norme CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) 2. Dati di progetto I dati riportati nel seguito risultano strutturati e suddivisi secondo quanto riportato nella guida CEI Modulo 1 Dati di progetto di carattere generale Posiz. Dati Valori stabiliti note 1 Committente Dirigente Scolastico Prof. Caterina Mulè ISTITUTO ISTRUZIONE SECONDARIA Persona giuridica 1.1 SUPERIORE AMATO VETRANO con sede a Sciacca 1.2 Realizzazione di un impianto fotovoltaico Scopo del lavoro collegato alla rete elettrica di distribuzione - Zona non soggetta a vincoli ambientali - Come da normativa per edifici con accessi al pubblico Vincoli progettuali - Interfacciamento alla rete consentito nel 1.3 da rispettare rispetto delle norme CEI - Impatto visivo contenuto - Inserimento dei moduli in strutture di sostegno a bassa visibilità 1.4 Informazioni di carattere generale - Sito in ambito rurale facilmente accessibile - Discreta presenza di spazio disponibile non coperto per i materiali di cantiere - Possibile collegamento via modem GSM per l eventuale monitoraggio remoto. 2.2 Modulo 2 Dati di progetto relativi all ubicazione dell impianto Posiz. Dati Valori stabiliti note 2.1 Destinazione d uso 2.2 Barriere architettoniche 2.3 Ambienti soggetti a normativa specifica CEI che interessano il presente progetto Scuola Secondaria Classificazione tecnica:terbt impianto ad uso produzione alimentato in bassa tensione Accesso all impianto direttamente dal terrazzo del fabbricato oggetto dell istallazione dell impianto; Trasporto di materiali da costruzione sulla falda anche attraverso gli accessi interni Norma CEI 0-2 2

4 2.3 Modulo 3 Dati di progetto relativi all influenza esterna Posiz. Dati Valori stabiliti note 3.1 Temperatura: - min/max all interno degli edifici; - min/max all aperto; - media del giorno più caldo; - media delle massime mensili; - media annuale 5 C/35 C 7 C/40 C 30 C 25 C 18 C Norma UNI Radiazione solare Vedi tabella Formazione di condensa Possibile 3.4 Altitudine (slm) Latitudine E , Longitudine N , Presenza di corpi solidi estranei: Presenza di polvere : Presenza di liquidi: Tipo di liquido: - trascurabile - possibilità di stillicidio - esposizione alla pioggia - esposizione agli spruzzi - possibilità agli getti d acqua Condizione del terreno: carico specifico ammesso, (N/m 2 ) - Livello della falda freatica, ( m ) - profondità della linea di gelo - resistività elettrica del terreno (Ωm) Resistività del terreno Ventilazione dei locali: - naturale - artificiale - naturale assistita da ventilazione artificiale - numero di ricambi NO NO Nessuno Non influente Naturale Protezione quadri da insetti e utensili Dati relativi a posizionamento delle apparecchiature elettriche in esterno Dati riferiti al posizionamento del quadro c.a. 3

5 3.11 Dati relativi al vento (UNI 10349): - direzione prevalente - massima velocità di progetto - pressione del vento 3.12 Carico di neve Nessuno 3.13 Effetti sismici L edificio risulta ubicato in zona sismica categoria II Irraggiamento solare a SCIACCA Giornaliero Mensile Mese Radiazione Diretta (Wh/m 2 ) Radiazione Diffusa (Wh/m 2 ) Radiazione Riflessa (Wh/m 2 ) Totale Totale (Wh/m 2 ) (kwh/m 2 ) Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Giugno Luglio Agosto Settembre Ottobre Novembre Dicembre Tot. annuale

6 2.4 Modulo 4 Dati di progetto relativi alla rete di collegamento Posiz. Dati Valori stabiliti note 4.1 Tipo d intervento richiesto: - nuovo impianto - trasformazione - ampliamento NUOVO IMPIANTO 4.2 Dati del collegamento elettrico: - descrizione della rete di collegamento - punto di consegna - tensione nominale (Un) - potenza disponibile continua - potenza disponibile di punta - corrente di corto circuito nel punto di consegna - stato del neutro Bassa tensione tre fasi più neutro Quadro di distribuzione ingresso 400 V kw kw Sistema di alimentazione TN-S 4.3 Misura dell energia Contatore generale installato in esterno 2.5 Modulo 5 Dati di progetto relativi all impianto fotovoltaico Posiz. Dati Valori stabiliti note Caratteristiche d istallazione area Posizione quadro c.a. d interfaccia L area di installazione è caratterizzata da una terrazzo. Il campo è posto ad una quota pari a 13 metri dal piano di campagna. - Esterno - A parete 5.3 Posizione dei convertitori statici e dei quadri di campo - Esterno - A parete 3. Normative di riferimento - DPR 547/55 Norme per la prevenzione degli infortuni sul lavoro 5

7 - Legge 186/68 Disposizioni concernente la produzione di materiale, apparecchiature, macchinari, istallazioni ed impianti elettrici ed elettronici. - Legge 37/08 Norme per la sicurezza degli impianti. - DPR 447/91 Regolamento di attuazione della Legge 5 Marzo 1990, n. 46, in materia di sicurezza degli impianti. - D.lgs 81/2008 attuazione delle direttive CEE riguardanti il miglioramento della sicurezza e della salute dei lavoratori sul luogo di lavoro. - D lgs 493/96 attuazione della direttiva 92/58 / CEE concernente le prescrizioni minime per la segnaletica di sicurezza e/o di salute sul luogo di lavoro. - DM 16 gennaio 1996 Norme tecniche relative ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi. - Circolare 4 Luglio 1996 istruzioni per l applicazioni delle norme tecniche relative ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi. - CEI 0-2 guida per la definizione della documentazione di progetto per impianti elettrici. - CEI 0-3 Guida per la compilazione della documentazione per Legge 37/08. - CEI Impianti di produzione di energia elettrica e gruppi di continuità collegati a reti di prima e seconda categoria. - CEI Cavi isolati con gomma con tensione nominale non superiore a 450/750 V. - CEI Cavi isolati con polivinilcloruro con tensione nominale non superiore a 450/750 V. - CEI 64-8 Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e 1500 V in corrente continua. - CEI 81-1 Protezione delle strutture contro i fulmini. - CEI EN Scaricatori. - CEI EN Apparecchiature assiepate di protezione e manovra per bassa tensione. - CEI EN Individuazione dei morsetti e degli apparecchi delle estremità dei conduttori designate e regole generali per un sistema alfa-numerico. - CEI EN Gradi di protezione degli involucri (codice IP). - CEI EN Moduli fotovoltaici in silicio cristallino per applicazioni terrestri. Qualifica del progetto e omologazione del tipo. 6

8 4. Schema elettrico generale 4.1 Descrizione Le tavole allegate riportano tutti gli schemi elettrici (unifilare, multifilare, generale) dell impianto fotovoltaico, attraverso il quale è possibile evidenziare le principali funzioni dai vari sottosistemi e apparecchiature che compongono l impianto stesso. Il generatore fotovoltaico, posto sul tetto dell edificio è composto complessivamente da 208 moduli fotovoltaici in silicio policristallino da 60 celle e dotati di cornice in alluminio. I moduli fotovoltaici sono collegati in serie tra loro così da formare dei gruppi chiamati stringhe. Con riferimento alle caratteristiche dei moduli fotovoltaici e dell inverter utilizzato, nella tabella 2 sono riportati le caratteristiche di ogni stringa in cui risulta suddiviso il generatore FV. La potenza complessiva di picco lato corrente continua risulta essere di K Wp. Tabella 2. Principali caratteristiche del campo FV Numero di stringhe di moduli (n) Numero totali di moduli (n) Potenza di picco totali (Wp) Tensione nominale (V) Tensione a circuito aperto (V) Corrente nominale di stringa (A) Corrente di corto stringa (A) A ,7 770,7 8,15 8,50 B ,7 770,7 8,15 8,50 C ,7 770,7 8,15 8,50 D ,7 770,7 8,15 8,50 E ,7 770,7 8,15 8,50 F ,7 770,7 8,15 8,50 G ,15 8,50 H ,15 8,50 Vengono utilizzati due inverter del tipo senza trasformatore d isolamento con tecnologia switching su semiconduttori di potenza di ultima generazione, in grado di seguire il punto di massima potenza del proprio campo FV sulla curva I-V caratteristica (funzione MPPT) e costruiscono l onda sinusoidale in uscita con la tecnica PWM, così da contenere l ampiezza delle armoniche entro valore stabilite dalle norme. Le uscite dei tre inverter a 400 Vca sono collegati in parallelo. In definitiva otteniamo le tre fasi L1, L2, L3, N. 7

9 Tabella 3. Principali dati di uscita e collegamento per l inverter Inverter Potenza massima di uscita (Wp) Corrente massima (A) Fase corrispondente L1-L2-L3-N L1-L2-L3-N L1-L2-L3-N L1-L2-L3-N L involucro esterno dell inverter è in grado di resistere alle penetrazione di solidi e liquidi con grado di protezione IP 65. Le connessioni esterne, realizzate con connettori unipolari per la sezione c.c. e unipolari per quella c.a., presenteranno un grado di protezione IP65. L inverter sarà predisposto per un sistema da monitoraggio locale ed un interfaccia RS-232 per essere collegati all eventuale sistema di monitoraggio e acquisizione dati dell impianto. L uscita c.a. dell inverter confluisce verso un quadro elettrico di protezione e manovra a 230/400 V (quadro d interfaccia o c.a.), nel quale sono mantenute le funzioni di sezionamento. 5. Calcoli e dimensionamento impianto In base alle norme UNI e UNI 10349, l irraggiamento calcolato su moduli esposti a 20 rispetto al Sud ed inclinati rispetto all orizzontale di circa 8 con un fattore di albedo scelto: Calcestruzzo invecchiato risulta essere pari a 2160 kwh/m². La potenza alle condizioni STC (irraggiamento dei moduli di 1000 W/m² a 25 C di temperatura) risulta essere: P STC = P MODULO x N MODULI = 240 x 166 = Wp Considerando un efficienza del B.O.S. (Balance of system) del 85% che tiene conto delle perdite dovute a diversi fattori quali: maggiori temperature, superfici dei moduli polverose, differenze di rendimento tra i moduli, perdite dovute al sistema di conversione la potenza sul lato c.a. sarà uguale a: P CA = P STC x 85% = Wp L energia producibile su base annua dal sistema fotovoltaico è data da: 8

10 E [kwh/anno) = (I x A x K ombre x R MODULI x R BOS ) In cui: I = irraggiamento medio annuo = 2160 kwh/m² A = superficie totale dei moduli = 271,2 m² K ombre = Fattore di riduzione delle ombre = 0,95. R MODULI = rendimento di conversione dei moduli = 15,4% R BOS = rendimento del B.O.S. = 85% Pertanto, applicando la formula abbiamo: E = (2160 x 271,2 x 0,95 x 15,4% x 85% ) = kwh/anno Il valore di kwh/anno è l energia che il sistema fotovoltaico produrrà in un anno, se non vi sono interruzioni nel servizio. 5.1 Variazione della tensione con la temperatura della sezione c.c. Occorre verificare che in corrispondenza dei valori minimi di temperatura esterna e dei valori massimi di temperatura raggiungibili dei moduli FV risultano essere verificati tutte le seguente disuguaglianze: - V m min > V inv MPPT min - V m max < V inv MPPT max - V oc max < V inv max Nelle quali V inv MPPT min e V inv MPPT max rappresentano, rispettivamente i valori minimo e massimo della finestra di tensione utile per la ricerca di massima potenza mentre V inv max è il valore massimo di tensione c.c. ammissibile ai morsetti dell inverter. Considerando una variazione della tensione a circuito aperto di ogni modulo in dipendenza della temperatura pari a -0,40% / C e i limiti di temperatura estremi pari a 2 C e + 70 C V m e V oc assumono valori differenti rispetto a quelli misurati a STC (25 C). Assumendo che tali grandezze varino linearmente con la temperatura, le precedenti disuguaglianze, nei vari casi, diventano come tabella 4. In tutti i casi le disuguaglianze risultano 9

11 rispettate e pertanto si può concludere che vi è compatibilità tra le stringhe di moduli FV ed i tipi di inverter adottati. Condizioni Inverter V m min > V inv MPPT min 500 > 220 V m max < V inv MPPT max 623,7 < 470 V oc max < V inv max 770,7 < Portata dei cavi in regime permanente Le sezioni dei cavi per i vari collegamenti sono tali da assicurare una durata di vita soddisfacente dei conduttori e degli isolamenti sottoposti agli effetti termici causati dalla corrente elettrica per periodi prolungati e condizioni ordinari di esercizio. La verifica per sovraccarico è stata eseguita utilizzando le relazioni : I B < I n < I Z e I f < 1,45 I z Per la parte in corrente continua, protetta da interruttori automatici e fusibili nei confronti delle sovracorrenti e del cortocircuito, I B risulta pari alle correnti nominale dei moduli FV in corrispondenza della loro potenza di picco, mentre I n e I f possono entrambi essere poste uguali alla corrente di cortocircuito dei moduli stessi, rappresentando questa un valore massimo non superabile in qualsiasi condizione operativa. La verifica di sovraccarico è stata eseguita utilizzando la relazione: I f =1,6 I n 1,6 I n < I n < 1,45 I z I n < 0,9 I z Collegamento tra stringa A e quadro parallelo Tutti i collegamenti sono realizzati con cavi unipolari in gomma di sez. 4 mm 2. I B = 8,15 A I N = 10 A I Z = 55 A Collegamento tra stringa B e quadro parallelo 10 < 49,5 (protezione tramite fusibile) Tutti i collegamenti sono realizzati con cavi unipolari in gomma di sez. 4 mm 2. I B = 8,15 A I N = 10 A I Z = 55 A Collegamento tra stringa C e quadro parallelo 10 < 49,5 (protezione tramite fusibile) Tutti i collegamenti sono realizzati con cavi unipolari in gomma di sez. 4 mm 2. 10

12 I B = 8,15 A I N = 10 A I Z = 55 A Collegamento tra stringa D e quadro parallelo 10 < 49,5 (protezione tramite fusibile) Tutti i collegamenti sono realizzati con cavi unipolari in gomma di sez. 4 mm 2. I B = 8,15 A I N = 10 A I Z = 55 A Collegamento tra stringa E e quadro parallelo 10 < 49,5 (protezione tramite fusibile) Tutti i collegamenti sono realizzati con cavi unipolari in gomma di sez. 4 mm 2. I B = 8,15 A I N = 10 A I Z = 55 A Collegamento tra stringa F e quadro parallelo 10 < 49,5 (protezione tramite fusibile) Tutti i collegamenti sono realizzati con cavi unipolari in gomma di sez. 4 mm 2. I B = 8,15 A I N = 10 A I Z = 55 A Collegamento tra stringa G e quadro parallelo 10 < 49,5 (protezione tramite fusibile) Tutti i collegamenti sono realizzati con cavi unipolari in gomma di sez. 4 mm 2. I B = 8,15 A I N = 10 A I Z = 55 A Collegamento tra stringa H e quadro parallelo 10 < 49,5 (protezione tramite fusibile) Tutti i collegamenti sono realizzati con cavi unipolari in gomma di sez. 4 mm 2. I B = 8,15 A I N = 10 A I Z = 55 A 10 < 49,5 (protezione tramite fusibile) Collegamenti tra quadro parallelo e inverter( ) Tutti i collegamenti sono realizzati con cavi unipolari in gomma di sez. 4 mm 2. I Ba-l = 8,15 A ; I N = 10 A I Z = 55 A 11

13 7,82 < 10 < 55 e 12,5 < 49,5 Collegamenti tra l uscita dell inverter( ) e il quadro interfaccia rete I collegamenti sono realizzati per mezzo di una linea monofase con neutro in PVC di sezione 10 mm 2 I B = 16 A I N = 16 A I Z = 32 A 16 < 16 < 32 e 16 < 46,4 Collegamenti tra il quadro interfaccia rete e il punto di connessione Il collegamento è realizzato per mezzo di una linea Trifase con neutro. Il cavo utilizzato è di tipo unipolare a doppia guaina in PVC di sezione 16 mm 2 I B = 80A I N = 100 A I Z = 110 A 80 < 100 < 110 e 100 < 159,5 La seconda condizione risulta sempre verificata per queste portate, impiegando un interruttore con protezione magnetotermica con curva C. 5.3 Protezione contro il corto circuito Per la parte di circuito in corrente continua, la protezione contro il corto circuito è assicurata dalla caratteristica tensione-corrente dei moduli Fv che limita la corrente di corto circuito degli stessi a valori noti e di poco superiori alla loro corrente nominale e dai fusibili di protezione stringa inseriti nel quadro di parallelo a monte dell inverter. Nel calcolo della portata dei cavi in regime permanente si è già tenuto conto di tali valori, attribuibili a I N e I F. In tal modo, pertanto, anche la protezione contro il corto circuito risulta assicurata. Per ciò che riguarda il circuito in corrente alternata, la protezione contro il corto circuito è assicurata dal dispositivo limitatore contenuto all interno dell inverter. L interruttore magnetotermico posto a valle dell inverter agisce da rincalzo all azione del dispositivo di protezione interno all inverter stesso. 5.4 Cadute di tensione Facendo riferimento alle tabelle CEI-Unel 35364, per i cavi in rame, si ottengono sui circuiti di potenza le cadute di tensione riportate nella tabella 5. Tabella 5. Cadute di tensione nelle linee elettriche di potenza 12

14 Lung. Sez. Partenza Arrivo (m) mm 2 V nom I nom Cos φ Delta U Delta V Delta V (V) (A) (mv/am) (V) (%) Stringa A Quadro c.c ,7 8,15 1 7, ,60 Stringa B Quadro c.c ,7 8,15 1 7, ,60 Stringa C Quadro c.c ,7 8,15 1 7, ,54 Stringa D Quadro c.c ,7 8,15 1 7, ,54 Stringa E Quadro c.c ,7 8,15 1 7, ,49 Stringa F Quadro c.c ,7 8,15 1 7, ,49 Stringa G Quadro c.c ,7 8,15 1 7, ,32 Stringa H Quadro c.c ,7 8,15 1 7, ,32 Quadro c.c. Inverter ,7 8,15 1 7,61 0,43 0,060 Inverter1 Quadro c.a , Inverter2 Quadro c.a , Inverter3 Quadro c.a , Inverter4 Quadro c.a , Quadro c.a. Punto conness ,11 8,88 2,22 Come si vede dalla tabella, anche nei casi più sfavorevoli le cadute di tensione si mantengono entro i valori dell 2,5 % della sezione c.c., al quale va aggiunto 7,5% complessivo alla sezione c.a. a questi valori vanno aggiunte le cadute di tensione nelle connessioni e nel quadro c.a. comunque stimabile al di sotto dello 0,5%. 5.5 Stipamento dei cavi in tubo I cavi unipolari di collegamento tra i moduli fotovoltaici non necessitano di protezione. Tratto A : i cavi unipolari di collegamento dei moduli all inverter con posa in tubo rigido; Tratto B : dai convertitori con posa in canalina al quadro d interfaccia rete ; Tratto C : dal quadro d interfaccia rete al punto di connessione. Con riferimento allo schema topografico generale riportato nelle tavole allegate, nei trattidescritti i fasci di cavi risultano avere la seguente sezione complessiva: Tratto A: 6mmq x 8 = 48,00 mm 2 Tratto B : 10 mmq x 4 = 40 mm 2 Tratto C : 35mmq x 4 = 140 mm 2 13

15 La norme CEI 64-8 raccomandano di prevedere la sfilabilità dei cavi; a tal fine, il diametro interno D del tubo protettivo deve essere 1,3 volte il diametro del cerchio circoscritto al fascio di cavi. La tabella 6 riporta lo stiramento previsto per i cavidotti utilizzati. La percentuale delle sezioni dei cavidotti occupati dai cavi, è dunque inferiore al 50% come prescritto dalle norme CEI Tabella 6. Stipamento dei cavidotti previsti Tratto di cavidotto Diametro/sez. interna (mm) Sezione utile (mm 2 ) Totale sezione cavi Sezione occupata (%) A ,7 22 B ,4 153,9 22 C ,7 379,9 22 CAVIDOTTO MONTANTE STRINGHE DETERMINAZIONE DEL DIAMETRO INTERNO DEL TUBO PROTETTIVO NUMERO DI CONDUTTORI = 8 DIAMETRO ESTERNO = 7 SEZIONE ESTERNA = 6 SC = 307,7 mmq Sezione occupata dai cavi La sezione del tubo protettivo deve essere 4,5 volte la sezione occupata dai tre cavi ST = 1384,7 Sezione tubo protettivo Il diametro interno del tubo risulta D = 42,0 50 d. commerciale Sezione utile SU = 1384,7 tratto cav. diam. Int. sez. utile totale sez. sez. occ.% A ,7 22,22 14

16 CAVIDOTTO MONTANTE INVERTER DETERMINAZIONE DEL DIAMETRO INTERNO DEL TUBO PROTETTIVO NUMERO DI CONDUTTORI = 4 DIAMETRO ESTERNO = 7 SEZIONE ESTERNA = 10 SC = 153,9 mmq Sezione occupata dai cavi La sezione del tubo protettivo deve essere 4,5 volte la sezione occupata dai tre cavi ST = 692,4 Sezione tubo protettivo Il diametro interno del tubo risulta D = 29,7 30 d. commerciale Sezione utile SU = 692,4 tratto cav. diam. Int. sez. utile totale sez. sez. occ.% A ,4 153,9 22,22 CAVIDOTTO MONTANTE PUNTO CONNESSIONE DETERMINAZIONE DEL DIAMETRO INTERNO DEL TUBO PROTETTIVO NUMERO DI CONDUTTORI = 4 DIAMETRO ESTERNO = 11 SEZIONE ESTERNA = 35 SC = 379,9 mmq Sezione occupata dai cavi La sezione del tubo protettivo deve essere 4,5 volte la sezione occupata dai tre cavi ST = 1709,7 Sezione tubo protettivo Il diametro interno del tubo risulta D = 46,7 50 d. commerciale Sezione utile SU = 1709,7 tratto cav. diam. Int. sez. utile totale sez. sez. occ.% A ,7 379,9 22,22 15

17 5.6 Misure di protezione contro i contatti diretti Ogni parte elettrica dell impianto, sia in corrente alternata che in corrente continua, è da considerarsi in bassa tensione. La protezione contro i contatti diretti è assicurata dall utilizzo dei seguenti accorgimenti: - utilizzo di componenti dotati di marchio CE ( direttiva CEE 73/23 ); - utilizzo di componenti aventi un idoneo grado di protezione alla protezione di solidi e liquidi; - collegamenti effettuati utilizzando cavo rivestito con guaina esterna protettiva, idoneo per la tensione nominale utilizzata e alloggiato in condotto portacavi (canale o tubo a secondo del tratto) idoneo allo scopo. Alcuni brevi tratti di collegamento tra i moduli fv non risultano alloggiati in tubi o canali. Questi collegamenti, tuttavia, essendo protetti dai moduli stessi non sono soggetti a sollecitazioni meccaniche di alcun tipo, ne risultano ubicati in luoghi ove sussistono danneggiamenti. 5.7 Misure di protezione contro i contatti indiretti Sistema in corrente alternata (TN-S) L inverter e quanto contenuto nel quadro elettrico c.a. sono collegati all impianto elettrico dell edifico e pertanto fanno parte del sistema elettrico TN-S di quest ultimo. La protezione contro i contatti indiretti è, in questo caso, assicurata dal seguente accorgimento: - collegamento a conduttore di protezione PE di tutte le masse, ad eccezione degli involucri metallici delle apparecchiature di classe 2; - verifica, da eseguire in corso d opera o in fase di collaudo, che i dispositivi di protezione inseriti nel quadro di distribuzione di b.t. intervengano in caso di primo guasto verso terra con un ritardo massimo di 0,4 sec, oppure che intervengano entro in 5 sec ma la tensione sulle masse in tale periodo non superi i 50 V Sistema in corrente continua (IT) La presenza del convertitore tra sezione c.c. e sezione c.a. nell inverter consente di classificare come IT il sistema in corrente continua costituita dalle serie di moduli fv e dall inverter e dai loro collegamento. La protezione nei confronti dei contatti indiretti è in questo caso assicurata dalle seguenti caratteristiche dei componenti e del circuito: - protezione differenziale I dn < 300 ma - collegamento a conduttore PE delle carcasse metalliche. 16

18 L elevato numero di moduli fv, posizionati a terra, suggerisce misure di protezione aggiuntive rispetto a quanto prescritto dalle norme CEI 64-8 le quali consistono nel collegamento equipotenziale di ogni struttura di fissaggio facente capo ad una stringa di moduli fv. Il progetto prevede pertanto di collegare con un conduttore equipotenziale da 16 mm 2 un punto metallico di ogni struttura di fissaggio e, a tale proposito, in fase di montaggio dovrà essere verificato che tra i moduli fv e le strutture metalliche non vi siano interposte parti sonanti costituite da anelli di plastica o gomma parti ossidate o altro. Questo per far si che, dati i numerosi punti di collegamento, si possa supporre con certezza la continuità elettrica per struttura. In fase di collaudo la continuità elettrica dovrà comunque essere verificata con uno strumento opportuno. I circuiti equipotenziali così ottenuti faranno capo, ognuno, ad un morsetto nella cassetta di terra contenente anche gli scaricatori di sovratensione. 5.8 Misure di protezione sul collegamento alla rete elettrica La protezione del sistema di generazione fotovoltaica nei confronti sia delle rete autoproduttore che nella rete di distribuzione pubblica è realizzata in conformità a quanto previsto dalla norma CEI 11-20, con riferimento anche a quanto contenuto nei documenti di unificazione enel DK5950, DV 1604 e DV 604. L impianto pertanto risulta equipaggiato con un sistema di protezione che si articola su due livelli: - dispositivo del generatore; - dispositivo di interfaccia; - dispositivo generale Dispositivo del generatore L inverter è internamente protetto contro il cortocircuito ed il sovraccarico il riconoscimento della presenza di guasti interni provoca il distacco dell inverter dalla rete elettrica l interruttore magnetotermico presente sull uscita dell inverter agisce come rincalzo a tale funzione Dispositivo di interfaccia Il dispositivo di interfaccia deve provocare il distacco dell intero sistema di generazione in caso di guasto sulla rete elettrica. Il riconoscimento di eventuali anomalie sulla rete avviene considerando come anormali le condizioni di funzionamento che furiescono da una determinata finestra di tensione e frequenza così caratterizzata: - minima tensione : 0,8 V n - massima tensione : 1,2 V n - minima frequenza : 49,7 Hz 17

19 - massima frequenza : 50,3 Hz La protezione offerta dal dispositivo di interfaccia impedisce, tra l altro, che l inverter continui a funzionare, con particolare configurazione di carico, anche nel caso di Black-Out esterno. Questo fenomeno detto funzionamento in isola deve essere assolutamente evitato soprattutto perché può tradursi in condizioni di pericolo per il personale addetto alla ricerca e alla riparazione dei guasti Dispositivo generale Il dispositivo generale ha la funzione di salvaguardare il funzionamento della rete nei confronti di guasti nel sistema di generazione elettrica. Per i piccoli impianti è sufficiente la protezione contro il corto circuito e il sovraccarico. Poiché l impianto elettrico dell edificio non risulta essere, nel suo complesso, un impianto specificatamente dedicato all autoproduzione ma, anzi, è ragionevole supporre che la produzione da fonte fotovoltaica possa fruire solo occasionalmente verso la rete pubblica, risulta accettabile che il dispositivo generale sia posizionato immediatamente a monte del montante fotovoltaico e costituito da un interruttore posto nel quadro di distribuzione al quale il montante fv fa capo. 5.9 Effetti delle scariche atmosferiche Fulminazione diretta L impianto FV non influisce sulla forma o volumetria e pertanto non aumenta la probabilità di fulminazione diretta sulla struttura Fulminazione indiretta L abbattersi di scariche atmosferiche in prossimità dell impianto può provocare il concatenamento del flusso magnetico associato alla corrente di fulminazione con i circuiti dell impianto FV, così da provocare sovratensioni in grado di mettere fuori uso i componenti tra cui, in particolare, gli inverter. I morsetti degli inverter risultano protette internamente con varistori a pastiglia. Tuttavia, la notevole estensione dei collegamenti ha suggerito, in fase di progetto, di rinforzare tale protezione con l inserzione di dispositivi SPD a varistore sulla sezione c.c. e c.a. dell impianto in prossimità del generatore FV. 18

20 6. Dettagli di installazione Il posizionamento delle apparecchiature e componenti è riportato nelle tavole allegate. 6.1 Posa moduli fotovoltaici I moduli fotovoltaici sono posizionati e fissati sul tetto mediante delle strutture in ferro. Il sistema di fissaggio per moduli su superfici piane e completo di puntello triangolare regolabile a 30, 35, 40, profilo trasversale, angolare di giunzione, morsetto medio, morsetto terminale, calotta terminale, viti e bulloneria. 6.2 Posa inverter L inverter e fissato sotto i relativi moduli del sottocampo corrispondente ed posizionato tra due zavorre con staffe elettrosaldate in acciaio zincato. I cavi provenienti dal generatore FV devono essere connessi agli inverter per mezzo di connettori stagni Multicontact 6.3 Posa quadro c.a. Il quadro c.a. o interfaccia rete, sarà fissato a parete e installato all esterno in prossimità dell ingresso del campo fotovoltaico, accanto al Contatore dei servizzi. 6.4 Collegamenti elettrici e cavidotti I collegamenti tra i moduli FV in serie dovranno essere effettuati collegando fra loro in serie 8 moduli per stringa, già forniti preintestati alle scatole di giunzione dei moduli con spezzoni di cavo e connettori Multicontact. I cavi dovranno essere stesi fino a dove possibile all interno degli appositi canali ricavati nei profili delle strutture di fissaggio. Una volta raccolti in un punto prima della discesa dal tetto verso l inverter, i conduttori unipolari saranno a posa in tubo corrugato entro canalina e l intestazione al convertitore avverrà sempre attraverso connettori Multicontact. Per il collegamento equipotenziale delle strutture di fissaggio, si dovranno collegare tutti i traversi insieme tramite uno spezzone di cavo fissato con capocorda ad occhiello e bullone in acciaio inox. I fori devono essere fatti in opera. La serie delle strutture deve essere collegata al pozzetto di terra. Il cablaggio elettrico avverrà per mezzo di cavi con conduttori isolati in rame con le seguenti prescrizioni: Sezione delle anime in rame in ragione di 1,5mm x 1 A Tipo FG7 se in esterno o in cavidotti su percorsi interrati tipo N07V-K se all interno di cavidotti di edifici 19

21 Inoltre i cavi saranno a norma CEI 20-13, CEI20-22 II e CEI I, marchiatura I.M.Q., colorazione delle anime secondo norme UNEL, grado d'isolamento di 4 kv. Per non compromettere la sicurezza di chi opera sull impianto durante la verifica o l adeguamento o la manutenzione, i conduttori avranno la seguente colorazione: Conduttori di protezione: giallo-verde (obbligatorio) Conduttore di neutro: blu chiaro (obbligatorio) Conduttore di fase: nero Conduttore per circuiti in C.C.: chiaramente siglato con indicazione del positivo con + e del negativo con Come è possibile notare dalle prescrizioni sopra esposte, le sezioni dei conduttori degli impianti fotovoltaici sono sicuramente sovradimensionate per le correnti e le limitate distanze in gioco. Con tali sezioni la caduta di potenziale viene contenuta entro il 2% del valore misurato da qualsiasi modulo posato al gruppo di conversione. 7. Specifiche tecniche dei componenti principali 7.1 Generatore fotovoltaico Il generatore fotovoltaico si comporrà di moduli del tipo MONOCRISTALLINO 240Wp con una vita utile stimata di oltre 20 anni senza degrado significativo delle prestazioni. Le altre caratteristiche del generatore fotovoltaico sono: Numero moduli: 166 Potenza nominale 240 Wp Celle: Silicio monocristallino alta efficienza n.60 Tensione circuito aperto V OC 36,70 V Corrente di corto circuito I SC 8,54 A Tensione V MP 29,70 V Corrente I MP 7,15 A Grado di efficienza: 14,3 % Dimensioni: 990 mm x 1650 mm x 50mm 20

22 La potenza complessiva da raggiungere sarà di 166 x 240 Wp = Wp. Pertanto il campo fotovoltaico sarà così configurato: Numero di stringhe A B C D E F Numero di moduli per stringa Tensione V MP a 25 C 623,7 V 623,7 V 623,7 V 623,7 V 623,7 V 623,7 V Corrente I MP a 25 C 8,15 A 8,15 A 8,15 A 8,15 A 8,15 A 8,15 A Superficie complessiva moduli 34,30 m 2 34,30 m 2 34,30 m 2 34,30 m 2 34,30 m 2 34,30m 2 Numero di stringhe G H Numero di moduli per stringa Tensione V MP a 25 C 623,7 V 623,7 V Corrente I MP a 25 C 8,15 A 8,15 A Superficie complessiva moduli 34,30 m 2 34,30 m Strutture di sostegno dei moduli La struttura di sostegno realizzata con profilati di acciaio inox verrà ancorata alla struttura in c.a. della copertura. Il piano dei moduli è inclinato rispetto all orizzontale di circa 8 (tilt) e ha un orientamento azimutale a 20 rispetto al sud. I moduli verranno montati su dei supporti in acciaio zincato aderenti al piano di campagna, avranno tutti la medesima esposizione. Gli ancoraggi della struttura dovranno resistere a raffiche di vento fino alla velocità di 120 km/h. La scelta della tipologia della struttura di sostegno è stata effettuata in funzione dell ubicazione dei moduli che sarà in Installazione su terreno (24 circa). 7.3 Gruppo di conversione Il gruppo di conversione è composto da due 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 21

23 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) Ingresso lato cc da generatore fotovoltaico gestibile con poli non connessi a terra, ovvero con sistema IT. Rispondenza alle norme generali su EMC e limitazione delle emissioni RF: conformità norme CEI 110-1, CEI 110-6, CEI 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 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). 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. Il gruppo di conversione sarà composto da n 4 inverter tipo Magnetek Aurora PVI-10000W Outoor trifase. Le caratteristiche tecniche degli inverter scelti sono le seguenti: Ingresso max: Wp Tensioni in ingresso consentite: V Corrente massima in ingresso: 48 A Cos φ 1 Stringhe parallelabili Fino a 2 per canale Efficienza: > 95 % Peso: 26 kg Protezione d interfaccia 47 Hz < f < 53 Hz 0,8 V n < V < 1,2 V n Protezione elettriche - Corto circuito lato c.a. 22

24 - Varistori per sovratensioni lato c.c. - Protezione differenziale I dn < 30 ma lato c.a. e c.c. Guasto interno - Disconnessione automatica dalla rete elettrica Sovratemperatura interna - Limitazione automatica della potenza lato c.a. - Perdita di isolamento verso terra lato corrente Segnalazione continua. - Funzionamento in parallelo alla rete. - Guasto interno a dispositivo - Garanzia 2 anni Certificazioni e Garanzie - L inverter è dotato di marcatura CE e di protezione d interfaccia certificata da organismo accreditato. 7.4 Quadro di interfaccia rete (o c.a.). Il quadro elettrico dovrà essere certificato e marchiato dal costruttore come AS o ANS secondo le norme CEI e CEI dove applicabile e sull involucro esterno dovrà essere posto il marchio CE. Interruttori, morsetti e scaricatori sono montati su guida DIN da 35 mm ad eccezione del contatore di energia che deve essere anche visibile dall esterno. Per le caratteristiche tecniche del quadro vedere le specifiche tecniche allegate ( quadro elettrico di interfaccia rete) 8. Impianto di messa a terra 8.1 Generalità Il sito sarà dotato di un impianto di terra che permette di ottenere le sotto elencate finalità: Protezione delle persone dagli effetti della folgorazione dovuti a contatti indiretti sulle masse. Protezione delle persone dagli effetti della folgorazione dovuti a contatti indiretti sulle masse estranee. Dispersione delle correnti dovute a fulminazioni dirette delle strutture (vedi specifiche tecniche allegate). Dispersione delle correnti indotte da sovratensioni di origine atmosferica (vedi specifiche tecniche allegate). Per realizzare quanto sopra, l impianto di terra sarà collegato alle sottoelencate strutture o componenti: 23

25 Masse degli impianti e masse metalliche estranee. Carpenteria metalliche ed apparati outdoor. Scaricatori di sovratensione. Il dispersore sarà di tipo verticale. Il conduttore di terra (PE) sarà costituito da un cavo in rame isolato infilato entro tubo di PVC pesante e collegherà l'estremità del dispersore al collettore principale di terra. Il collettore principale di terra costituirà il punto di giunzione fra il dispersore ed i conduttori di protezione ed equipotenziali. Sarà costituito da una piastra metallica in rame stagnato con morsetti, viti e bulloni per fissare i capicorda dei conduttori. Dal collettore principale saranno derivati diversi collettori secondari. Da ogni piastra collettrice di terra verranno derivati i conduttori di collegamento agli scaricatori di sovratensione, equipotenziali supplementari, di protezione per la messa a terra dei quadri elettrici e delle masse metalliche del sito. 8.2 Dispersore E la parte dell impianto di terra che ha lo scopo di costituire un intimo contatto con il terreno facilitando la dispersione delle cariche elettriche, e sarà di tipo intenzionale e costituito da n.1 dispersore verticale. Il sistema di dispersori verticali è costituito da un picchetto a croce di dimensioni 4x4 cm e spessore 5 mm (raggio equivalente circa 2 cm). La lunghezza del picchetto, realizzato in acciaio zincato a caldo, sarà di 1,50 m e consentirà una lunghezza d infissione pari a 1,40 m. La testa del picchetto sarà alloggiata all interno del pozzetto prefabbricato in cemento o di PVC, delle dimensioni di circa 20x20x20 cmq, per consentire un adeguata manutenzione e verifica periodica. Le giunzioni tra le varie parti di un dispersore e tra un dispersore ed il conduttore di terra, dovranno essere sufficientemente robuste per sopportare gli sforzi meccanici dovuti ad eventuali assestamenti del terreno e saranno protette contro le corrosioni a mezzo ingrassatura o verniciatura; esse saranno eseguite con appositi robusti morsetti in ottone aventi superficie di contatto di almeno 200 mm 2 stretti a mezzo di uno o più bulloni, anch essi in ottone, di diametro non inferiore a 10 mm. La resistenza di terra dovrà risultare inferiore a 10 Ω. Viene di seguito riportato il calcolo della resistenza di terra del sistema. Le formule che seguono utilizzano la resistività del terreno che può essere desunta dalla seguente tabella: Umidità (acqua) % Tipo di terreno Fino a Oltre Marino 3 1,5 0,6 0,3 Argilloso Vegetale Alluvionale e ghiaioso Roccioso

26 Si considera un terreno Vegetale e ghiaioso con umidità superiore al 30 % e si stima quindi un valore di resistività pari a ρ = 6 Ωm. 1) Resistenza dispersore verticale (singolo picchetto): Resistività del terreno ρ = 6 Ωm Lunghezza d'infissioone L= 1,5 m Raggio effettivo o equivalente r= 0,02 m Lunghezza percorso oriz L1= 98 m Diametro equivalente corda d = 8,1 mm Profondità posa (minima) h = 0,5 m R ν = ρ/ 2πL*(ln 4L/2r ) R ν = 4,07 Ω 2) Resistenza dispersore orizzontale: R o = ρ/ 4πL*ln (5L/radq(dh)) R o = 0,03 Ω 3) Resistenza totale R t = R t = R v R 0 1 Rv R ,072 Ω E verifica quindi la condizione R t 10 Ω 8.3 Conduttore di terra Il conduttore di terra e costituito da una corda nuda di rame di sezione 35 mm 2 disposta ad anello dove ai vertici è connessa a dei paletti di terra. Le strutture, l inverter e gli scaricatori, sono connessi al conduttore di terra tramite dei cavi unipolari in rame, isolati, dal colore distintivo giallo/verde che collegheranno l estremità del dispersore ai relativi collettori di terra (struttura). Sarà realizzato con cavo N07V-K G/V 6 mm 2 10 mm 2, passante all interno di una tubazione rigida in PVC da 22 mm. La sezione del conduttore di terra non dovrà essere inferiore a quella del conduttore di protezione dell impianto avente sezione maggiore, ed in ogni caso con sezione minima appresso indicata. 25

27 8.4 Collettore principale di terra E rappresentato da quell elemento dell impianto di terra nel quale confluiscono tutti i conduttori di equipotenzialità e di protezione. Sarà situato in prossimità della corda nuda di rame. Al collettore virtuale(struttura dislocazione apparecchiature) saranno collegati: Cavo N07V-K G/V 1x6 mm 2 posto in opera all interno di tubo in PVC pesante e costituente il conduttore di terra proveniente dalla struttura di fissaggio dei pannelli; Cavo N07V-K 1x10 mm 2 posto in opera all interno del corrugato per collegamento al nodo principale del quadro interfaccia rete; Cavo N07V-K 1x10 mm 2 posto in opera all interno del corrugato per collegamento al nodo principale del quadro parallelo; Cavo N07V-K 1x10 mm 2 posto in opera all interno del corrugato per collegamento dalla barra equipotenziale al involucro inverter; Cavo N07V-K G/V 1x16 mm 2 posto in opera all interno del corrugato per collegamento dalla barra equipotenziale al paletto di terra. 8.5 Conduttori di protezione Come conduttori di protezione, nell area dell impianto, saranno utilizzati cavi tipo N07V-K G/V. I conduttori di protezione non devono avere elementi di interruzione, devono essere protetti da danneggiamenti meccanici e chimici, devono essere accessibili nelle connessioni. La sezione minima sarà determinata secondo quanto segue (Art norma CEI 64-8/5 metodo 2): S p = S S 16 mm 2 16 mm 2 16 < S 35 mm 2 S p = S / 2 S > mm 2 Dove: S p sezione conduttore di protezione; S sezione conduttore di fase; Quanto sopra vale anche per i collegamenti equipotenziali supplementari. 9. Impianto di protezione dalle scariche atmosferiche 9.1 Metodologia adottata Scopo della seguente verifica è quello di accertare, ai fini della sicurezza e nel rispetto delle norme CEI 81-1, che il volume da proteggere preposto ad ospitare il campo fv, abbia o meno bisogno dell impianto di protezione contro le scariche atmosferiche. Tale calcolo è stato condotto secondo la norma CEI 81-1, del novembre 1995, terza edizione, Protezione di strutture contro i fulmini. Il metodo di calcolo seguito è quello indicato nella suddetta norma nell appendice G e cioè 26

28 Procedura semplificata per la scelta delle misure di protezione. Tale metodo è stato utilizzato perché, per facilitare la scelta delle eventuali misure di protezione da adottare, la norma (CEI 81-1) ha individuato una serie di tipi di strutture più comuni che non presentano rischi particolari, con caratteristiche prefissate, per le quali è possibile valutare se e quale LPS (Lightning Protection System) installare con una procedura semplificata, senza ricorrere alla valutazione del rischio, in genere operazione complessa e laboriosa. Infatti, il metodo semplificato permette una più rapida scelta dell eventuale livello di protezione dell LPS necessario per proteggere la struttura, tramite il semplice confronto tra la fulminazione diretta della struttura (N d ) e la fulminazione tollerabile (N a ) imposta dalla norma e, nel caso di struttura autoprotetta dalla fulminazione diretta, con il confronto tra la fulminazione indiretta delle linee elettriche esterne (Nt L) e la fulminazione tollerabile (N l o N l ). Per il calcolo della frequenza di fulminazione diretta N d si applicano le procedure indicate nella norma CEI 81-1 all art. G.3.1. Il valore di N d ottenuto (valutato tenendo conto delle dimensioni della struttura senza le parti metalliche poste sul tetto, dell area di raccolta, delle strutture circostanti tramite il coefficiente ambientale C e del numero di fulmini all anno per chilometro quadrato N t ricavato dalla norma CEI 81-3) deve essere confrontato con i valori della fulminazione diretta tollerabile N a, definiti dalla norma per ogni struttura tipica (A/B/C/D) in funzione dei tre livelli di rischio d incendio che caratterizzano le strutture ordinarie. I valori di N a per i vari tipi di struttura sono riportati nella tabella seguente e sono riferiti alla perdita di vite umane, che è il tipo di danno prevalente in questo tipo di strutture. TIPO DI STRUTTURA FREQ. DI FULMINAZIONE TOLLERABILE N a (FULMINI/ANNO) RISCHIO DI INCENDIO RIDOTTO ORDINARIO ELEVATO A B C D (fonte: norma CEI 81-1 tab. G.2 dell art. G.3.2) Nel caso risulti: N d > N a sarà necessario installare un LPS (esterno ed interno) di efficienza: E > E c = 1 - N a / N d adottando i livelli di protezione indicati dalla norma. La presenza di eventuali parti metalliche (escluse inizialmente dal calcolo) può essere tenuta in considerazione includendo tali parti nel valore dell altezza della struttura e ripetendo la procedura: il contributo di tali parti metalliche può modificare il calcolo iniziale secondo le indicazioni fornite dalla norma CEI 81-1 all art. G

29 Nel caso, invece, risulti: N d N a sarà necessario calcolare la frequenza di fulminazione indiretta sulle linee entranti nella struttura, applicando le procedure indicate nella norma all art. G.4.1. Il valore di N t L ottenuto (valutato tenendo conto del tipo e della lunghezza delle linee esterne, del numero di fulmini all anno per kilometro quadrato N t e della presenza di impianti essenziali nella struttura) deve essere confrontato con i valori della fulminazione indiretta tollerabile, definiti dalla norma per ogni struttura tipica in funzione della presenza (N l ) o meno (N l ) di impianti interni essenziali. Nel caso risulti: N t L > N l o N l sarà necessario proteggere la struttura dalle sovratensioni entranti, installando idonei limitatori di sovratensione SPD (Surge Protective Device). 9.2 Tipologia e caratteristiche della struttura In base alle caratteristiche dei materiali impiegati ed alle caratteristiche dei materiali contenuti, la struttura può considerarsi del tipo B con rischio d incendio ordinario a cui corrisponde, secondo la tabella G.2 dell art. G.3.2, la frequenza di fulminazione tollerabile N a pari a: N a = 0,05 fulmini/anno 9.3 Frequenza di fulminazione diretta della struttura (Nd) La frequenza media N d di fulmini che colpiscono direttamente la struttura può essere valutata con la seguente formula: N d = N t * A d * 10-6 = N t * C * A * 10-6 N t è la densità annuale di fulmini (fulmini/kmq anno) al suolo relativo alla zona ove è situata la struttura, i valori di N t sono riportati nella norma CEI A d è l area di raccolta della struttura (in m 2 ). A è l area di raccolta della struttura isolata (in m 2 ), è calcolabile con la formula: dove: L [m] è la lunghezza. W [m] è la larghezza. H [m] è l altezza. A = L * W + 6H * (L + W) + 9π * H 2 [m 2 ] 28

30 C è il coefficiente ambientale che può essere determinato dalla Tab. G.1 della norma CEI C = 0,25 (struttura situata in un area più alte). Il numero N t di fulmini a terra per anno e per chilometro quadrato nel territorio del comune di SCIACCA risulta uguale a: (CEI 81-3) N t = 1,5 fulmini/kmq anno Sostituendo nelle precedenti formule i valori: L = 100,00 m W= 30,00 m H= m A= 3447,6962 m 2 N d = 0, fulmini/anno Essendo: 0, < 0,05 N d < N a La struttura risulta autoprotetta e non necessita di LPS esterno. 9.4 Misure di protezione per le parti metalliche I moduli installati possono aumentare la frequenza di fulminazione della struttura stessa: ciò può comportare la necessità di adottare ulteriori misure di protezione o di adeguare le caratteristiche dello LPS scelto. Per la definizione delle misure di protezione da adottare è necessario determinare, con il metodo indicato in precedenza, la frequenza di fulminazione diretta N d della struttura in progetto. 9.5 Frequenza di fulminazione diretta della struttura (N d) A seguito dell installazione del impianto fotovoltaico, la formula precedente per il calcolo si N d si modifica come segue: N d = N t * C * A * 10-6 dove C ed A indicano il valore del coefficiente ambientale e dell area di raccolta dell edificio dopo l installazione dell impianto. C =0,25 (struttura situata in un area con presenza di strutture più basse) Sostituendo nelle precedenti formule i valori: 29