Impianti Fotovoltaici in Conto Energia

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1 Click to edit Master title style Impianti Fotovoltaici in Conto Energia LEZ 01 - Premessa

2 Struttura Click to del edit Corso Master title style Panoramica Iniziale Radiazione Solare Componenti del Sistema fotovoltaico Dimensionamento Impianti FV Conto Energia - Normative Sopralluogo Collaudo Sicurezza elettrica e del lavoro

3 Fonti Energetiche Click Tradizionali to edit Master (non Rinnovabili) title style Petrolio Petrolio Carbone Carbone Gas Gas Naturale Naturale

4 Fonti di Energia Click Alternative to edit Master (Rinnovabili) title style Solare Solare Eolico Eolico Biomasse Biomasse

5 1TWh= Wh Bilancio Energetico Click to edit Nazionale Master title style

6 Problematiche Click to edit Ambientali Master title style Perché si parla di effetto serra? Il problema è causato dall'eccessiva presenza di alcuni gas nell'atmosfera tale da causare l'aumento della temperatura terrestre. I principali gas serra sono l'anidride carbonica, il metano e il vapore acqueo. Questi gas svolgono due importanti funzioni: 1. Filtrano le radiazioni provenienti dal sole, evitando in tal modo di far giungere fino alla superficie terrestre quelle più nocive per la vita. 2. Ostacolano l'uscita delle radiazioni infrarosse. I raggi solari rimbalzano sul suolo terrestre dirigendosi nuovamente verso l'alto. I gas serra presenti nell'atmosfera impediscono la loro completa dispersione nello spazio, facendoli nuovamente cadere verso il basso. Come una gigantesca serra.

7 Problematiche Click to edit Ambientali Master title style Inquinamento Inquinamento Aria Aria Piogge Piogge acide acide Disastri Disastri Ambientali Ambientali Inquinamento Inquinamento Suolo Suolo

8 Politiche Click Ambientali to edit Master title style Date Importanti Inizio Inizio anni anni Si Si incomincia incomincia a a discutere discutere di di problemi problemi dell inquinamento dell inquinamento ambientali ambientali collegandoli collegandoli ai ai cambiamenti cambiamenti climatici climatici L ONU 1988 L ONU istituisce istituisce l l IPCC IPCC (conferenza (conferenza 1988 intergovernativa intergovernativa sui sui cambiamenti cambiamenti climatici) climatici) 1992 Vertice 1992 Vertice a a Rio Rio De De Janeiro: Janeiro: inizio inizio trattative trattative per per la la preparazione preparazione di di un un trattato trattato mondiale mondiale Protocollo Protocollo di di Kyoto Kyoto (Giappone) (Giappone) L Unione 2002 L Unione Europea Europea approva approva il il Protocollo Protocollo il il aprile aprile con con la la Direttiva Direttiva Comunitaria Comunitaria 2002/358/CE 2002/358/CE L Italia 2002 L Italia ratifica ratifica la la Direttiva Direttiva con con la la legge legge n. n del del 1 1 giugno giugno

9 Politiche Click Ambientali to edit Master title style Obiettivo del del Protocollo di di Kyoto Kyoto I I paesi paesi industrializzati si si impegnano a ridurre ridurre le le emissioni inquinanti del del 5% 5% Per Per l Europa l Europa la la riduzione ammonta all all 8% 8% diversificata poi poi nei nei vari vari paesi paesi comunitari (Italia (Italia 8%) 8%) RIDUZIONE DELLE DELLE EMISSIONI DI DIGAS AD AD EFFETTO SERRA SERRA CAUSA CAUSA DEL DEL SURRISCALDAMENTO DELLA DELLA TERRA TERRA Emissioni del del gas gas serra serra devono devono essere essere ridotte ridotte ai ai valori valori dichiarati nel nel

10 Politiche Click Ambientali to edit Master title style Effetti Effetti Legislativi Libro verde e libro bianco della commissione europea Legge 10/91 (accenno al al FV) FV) Decreto CIP CIP Decreto Bersani 79/1999 Programma TETTI FV FV e Legge 387/ Primo Conto Energia 2007 Secondo Conto Energia

11 Politiche Click Ambientali to edit Master title style SVILUPPO SOSTENIBILE Uno sviluppo che soddisfi i bisogni delle generazioni presenti senza compromettere le le possibilità per le le generazioni future di soddisfare i propri bisogni

12 Politiche Click Ambientali to edit Master title style IL IL PROBLEMA Il Il cambiamento climatico Fonti Energetiche Tradizionali Scarse o Limitate

13 Politiche Click Ambientali to edit Master title style LE LE SOLUZIONI l efficienza energetica politiche di di Riforestazione politiche di di sostituzione dei dei combustibili fossili con fonti rinnovabili

14 Le Click fonti rinnovabili to edit Master title style Le fonti energetiche rinnovabili si differenziano dalle fonti tradizionali per il fatto che non sono destinate ad esaurimento in tempi brevi ( 5 miliardi di anni ovvero la vita del Sole). Rispondono al bisogno di SVILUPPO SOSTENIBILE Tra le fonti rinnovabili oggi maggiormente utilizzate citiamo: Energia Idroelettrica Energia Eolica Energia Solare Energia Geotermica Energia da Biomasse

15 Le Click fonti rinnovabili to edit Master title style Disponibilità Disponibilitàdi di energia energia per per fonte, fonte, Italia Italia trend trend (Mtep) (Mtep)

16 Le Click fonti rinnovabili to edit Master title style

21 Energia Click idroelettrica to edit Master title style E la tecnologia più antica per lo sfruttamento delle FR impianti collaudati ulteriori sviluppi marginali problematiche ambientali investimenti di lungo periodo

22 Energia Click to Eolica edit Master title style come il sole, anche il vento è inesauribile, non produce residui e non inquina. solo alcune località sono adatte all'utilizzo dell'energia eolica, che necessita di ampie superfici, spesso sui crinali dei monti; i costi di realizzazione degli impianti sono ancora alti.

23 Energia Click Biomasse to edit Master title style Sono fonti rinnovabili; nel caso dei rifiuti organici o degli scarti dell'agricoltura, utilizzano un'energia "riciclata". Possono soddisfare solo in minima parte i fabbisogni energetici; sono adatte a usi locali.

24 Energia Click fotovoltaica edit Master title style l'energia solare è gratuita, inesauribile, e diffusa in tutto il mondo; non inquina e non produce residui; è adatta per usi di tipo domestico. il sole è una fonte non continua, sparisce di notte e quando è nuvoloso; costo elevato, grandi superfici.

25 Energia Click fotovoltaica edit Master title style Confronto costi di produzione energia elettrica da fonte rinnovabile

26 Click to edit Master title style Energia fotovoltaica Andamento Potenza installata ITALIA

27 Energia Click fotovoltaica edit Master title style

30 Energia Click fotovoltaica edit Master title style % numero di impianti installati % potenza installata

31 Prezzi Prezzi al al consumatore consumatore finale finale Energia Click fotovoltaica edit Master title style

32 Energia Click fotovoltaica edit Master title style Incidenza sul costo finale dei vari elementi dell impianto

33 Energia Click fotovoltaica edit Master title style Numero e Potenza impianti installati Agosto 2009

34 Energia Click fotovoltaica edit Master title style Suddivisione impianti per Regione

35 Energia Click fotovoltaica edit Master title style Incidenza sul costo finale dei vari elementi dell impianto

36 Panoramica Click to edit FV Master title style Impianti connessi alla rete Impianti di taglia variabile da 1 kw a diverse decine di MW ed otre, collegati alla rete in BT, MT o AT (senza batterie) adatti per essere installati su edifici e infrastrutture (assenza rumori, parti in movimento, emissioni). Potenzialità enorme: sufficiente ai fabbisogni elettrici in molti paesi. Costo dell energia prodotta: ancora maggiore rispetto a quello delle fonti fossili. Impianti isolati Utilizzati dove non è disponibile la rete elettrica. E onerosa la manutenzione o l approvvigionamento del combustibile (siti di difficile accesso). E richiesto un basso impatto ambientale. E richiesta: affidabilità, semplicità di gestione, trasportabilità, riduzione consumi carburante.

37 Panoramica Click to edit FVMaster title style IMPIANTI IMPIANTI ISOLATI ISOLATI 2 1. Campo fotovoltaico 2. Regolatore di carica 3. Accumulatore 4. Carichi 1 3 4

38 Applicazioni Impianti FV isolati Utenze Isolate Applicazioni Isolate Elettrificazione Remota Panoramica Click to edit FVMaster title style

39 Utenze Isolate Distanze superiori a qualche chilometro Illuminazione stradale Sistemi di pompaggio Panoramica Click to edit FVMaster title style

40 Applicazioni Industriali Telecomunicazioni Segnalazioni Emergenza Panoramica Click to edit FVMaster title style

41 Elettrificazione Remota Panoramica Click to edit FVMaster title style Bisogni essenziali dei villaggi remoti (acqua potabile, refrigerazione, illuminazione, medicina) Miglioramento della qualità della vita (telecomunicazioni, scuole) Sviluppo industriale

42 Panoramica Click to edit FVMaster title style IMPIANTI IMPIANTI CONNESSI CONNESSI ALLA ALLA RETE RETE 1. Campo fotovoltaico 2. Quadro DC 3. Cavi di connessione 4. Inverter 5. Contatori

43 Applicazioni Generazione Distribuita (impianti domestici) Panoramica Click to edit FVMaster title style Generazione Centralizzata (centrali fotovoltaiche) Supporto alle Reti

44 Generazione distribuita Panoramica Click to edit FVMaster title style Produzione dell energia nel luogo di consumo che riduce le perdite di distribuzione Semplicità di realizzazione e collegamento Valore aggiunto dell immobile

45 Generazione Centralizzata Utilizzo di appezzamenti di terreni esausti Ricerca e sviluppo su larga scala Panoramica Click to edit FVMaster title style Prossimamente competitive rispetto alle tecnologie fossili

46 Supporto alle Reti Compensazione dei picchi di potenza Alternativa al potenziamento dei rami della rete Reti Isolate Panoramica Click to edit FVMaster title style

47 Basi Click di Elettrotecnica to edit Master title style I I I I I V1 V2 V3 V4 + - Collegamento Collegamento Serie Serie V1 V2 V3 V4 + - I

48 Basi Click di Elettrotecnica to edit Master title style Collegamento Collegamento Parallelo Parallelo + I1 I1 I1 - + I3 I3 - + I2 I2 I2 - +I3 V1 V2 V3 V4 + - I1 V1 V2 V3 V4 + - I2 I3 -

49 Basi Click di Elettrotecnica to edit Master title style Vtot = V1 + V2 + V3 + V4 Itot = Ipannello Collegamento Collegamento Serie Serie Vtot = V1 = V2 = Vpannello Itot = I1 + I2 Collegamento Collegamento Parallelo Parallelo

50 Basi Click di Elettrotecnica to edit Master title style FORZA (Newton N) F [N] = m a [kg m/s 2 ] Una forza è una grandezza fisica vettoriale (modulo e direzione) che si manifesta nell'interazione di due o più corpi che cambia lo stato di quiete o di moto dei corpi stessi. La forza di 1 Newton (simbolo N) è quella forza che determina una accelerazione unitaria (1 m/s 2 ) quando è applicata a una massa unitaria (1 kg). Le forze sono quindi le cause del moto dei corpi, possono pertanto mettere in moto un corpo che si trovava precedentemente in stato di quiete, modificare il movimento di un corpo già precedentemente in moto, o riportare il corpo in stato di quiete.

51 Basi Click di Elettrotecnica to edit Master title style V2 V1 +

52 ENERGIA (Joule J) Basi Click di Elettrotecnica to edit Master title style attitudine a compiere lavoro che un corpo o un sistema possiede in conseguenza di determinate caratteristiche, o che cede o acquista al cambiare di queste; Cinetica (movimento) Potenziale (altezza) Elettrica (Potenziale elettrico) Termica (Temperatura) L [J] = F d [N m] Il lavoro è un energia ed è compiuto da una forza F per spostare di uno spazio d un oggetto (ovvero l energia occorrente per spostarlo). Esso si misura in Joule (simbolo J)

53 POTENZA (Watt W) è definita come il lavoro (L) compiuto nell'unità di tempo (t): Basi Click di Elettrotecnica to edit Master title style In base al principio di egualianza tra lavoro ed energia, la potenza misura anche la quantità di energia scambiata nell'unità di tempo, in un qualunque processo di traformazione, meccanico, elettrico, termico o chimico che sia. All'inverso, l'energia trasformata durante un processo, si ottiene dalla potenza sviluppata moltiplicandola per la sua durata. Nel sistema internazionale di unità di misura la potenza si misura coerentemente in watt (W), come rapporto tra unità di energia in Joule (J) e unità di tempo in secondi (s): W = J/s

54 Basi Click di Elettrotecnica to edit Master title style POTENZA (Watt W) Innanzi tutto bisogna tener presente che si può fare più lavoro (cioè consumare o produrre più energia) anche sviluppando potenza più bassa. Ciò infatti dipende dalla durata del processo secondo l'espressione integrale data sopra Una lampadina da 100 watt consuma un decimo di una stufetta (o di un altro elettrodomestico) da 1000 watt, ma, se utilizziamo la stufetta per un'ora e lasciamo accesa la lampadina per 24 ore, alla fine la stufetta avrà consumato solo un chilowattora mentre la lampadina avrà consumato ben 2,4 chilowattora. (Il chilowattora è un modo, tollerato, per misurare l'energia. Corrisponde all'energia di un sistema che sviluppa 1000 watt continuativamente per un'ora.) All'azienda elettrica si pagano i chilowattora, che misurano l'energia consumata. Ma la stessa azienda elettrica fa pagare anche una quota base, proporzionale alla potenza impegnata (chilowatt). Ciò perchè, per sviluppare potenze più alte, occorrono linee elettriche più robuste.

55 Basi Click di Elettrotecnica to edit Master title style Un unità di energia utilizzata sovente soprattutto in relazione alla corrente elettrica è: Chilowattora [ kwh ] Questa unità mette direttamente in relazione la potenza di un impianto al suo consumo energetico nel tempo di utilizzo: Il chilowattora misura una quantità di energia. il watt misura una potenza (che equivale all energia trasformata nell unità di tempo). Questo accade perché un watt è un joule al secondo (o, in materia di elettricità, volt x ampere). Si può quindi dire che una lampadina di taglia 100 W e che una centrale ha taglia di un gigawatt (GW), quindi in due ore la lampadina consuma 200 Wh e in un anno la centrale produce 8760 GWh.

56 Basi Click di Elettrotecnica to edit Master title style