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1 AGENZIA TERRITORIALE PER LA CASA DELLA PROVINCIA DI TORINO Corso Dante, Torino P. I.V.A.: Internet: Codice Intervento - EPM: 2006_112 File: C DOC Tav: Revisione: C PROGRAMMA CASA ALLOGGI ENTRO IL 2012 Delibera Consiglio Regionale n del COMUNE DI COLLEGNO Via Messina Via Leopardi INTERVENTO DI EDILIZIA RESIDENZIALE PUBBLICA IMPIANTO FOTOVOLTAICO Calcoli esecutivi degli impianti Studio Fattibilita Preliminare Definitivo Esecutivo Scala: RESPONSABILITA DEL PROCEDIMENTO RESPONSABILE DEL PROCEDIMENTO Arch. Luigina CARERE RESPONSABILE DEI LAVORI: C. F.: CRRLGN53M62L219W N. Ordine Provincia di Torino n Collaboratore/i Responsabile Procedimento: Arch. Mario MASALA ATC Projet.to s.r.l. Società di Ingegneria C.so Dante n Torino P.I Tel Fax DIRETTORE TECNICO PROGETTO IMPIANTI PROJET MANAGER: Ing. Sebastiano CIAVARELLA C. F.: CVRSST65A08L219F Ordine Provincia di Torino n. 6444W PROGETTO ARCHITETTONICO: PROGETTO STRUTTURE: COORDINATORE PER LA SICUREZZA IN FASE DI PROGETTAZIONE: : COLLABORATORI: Arch. Gian Piero AUTINO Ing. Aldo BOETTI Dott. in Arch Jr. Daniela D ELIA Arch. Alessandro EPATTI Dott. in Arch. Monica GIROTTO Ing. Roberto IADAROLA INDAGINI ACUSTICHE: INDAGINI GEOLOGICHE: RILIEVO FRAZIONAMENTO: Arch. Laura EINAUDI C. F. NDELRA72C51H727T Ordine Provincia di Torino n Ing. Antonino SARACENO C. F. SRCNNN78M19H224M Ordine Provincia di Reggio Calabria n. A2606 Arch. Benedetto BAVARO C.F.: BVRBDT73C26A662U Ordine Provincia di Torino n Ing. Bruna MASCHIO Ing. Lucia MORCIANO Geom. Giovanna MULAS Arch. Claudia PERA Geom. Elisabetta PANETTA Arch. Stefania UGLIOLA Ing. Franco BERTELLINO Dott. Michelangelo DI GIOIA Geom. Luca COTTO Direzione Lavori Codice Atc Projet: 06_013 Elaborato di: Variante Dettaglio Redatto da: Data Firma Verifica N. Descrizione sintetica delle modifiche Data Emissione Redazione Ing. R. Iadarola DICEMBRE 2010 Ing. S. Ciavarella 1 Progettista Collaboratore R.P. Responsabile Procedimento Visti: Proprietà: Atc Projet.to Arch. Mario MASALA Arch. Luigina CARERE Firma Firma Firma Data: DICEMBRE 2010 Approvazioni: Numero Data Impresa: Commissione Tecnica Consultiva Consiglio di Amministrazione Modello: TESTALINO N Revisione: 0 Data Emissione: 19/11/2007 Allegato IO 07-DSPT-01/2 Revisioni 2 3 4

2 Pagina 1 di 12 SOMMARIO 1. PREMESSA DATI TECNICI E DIMENSIONAMENTO DELL IMPIANTO Dati generali preliminari Descrizione e logica di funzionamento Scelta dei moduli fotovoltaici Configurazione del campo fotovoltaico Scelta dell inverter Scaricatori di tensione Cavi e quadro di campo QDC IPOTESI DI PROGETTO CALCOLI ASSORBIMENTI ENERGETICI...11

3 1. PREMESSA Agenzia Territoriale per la Casa della Provincia di Torino Pagina 2 di 12 Il progetto ed in particolare la presente relazione hanno per oggetto l impianto fotovoltaico che sarà realizzato nell ambito dell intervento di edilizia pubblica residenziale sovvenzionata per la costruzione di un edificio in via Messina nel comune di Collegno. Il progetto prevede la costruzione di 32 alloggi di Edilizia Residenziale Pubblica Sovvenzionata per Edilizia Agevolata. La progettazione è stata improntata a principi di minimizzazione dell impiego di risorse materiali non rinnovabili e di massimo riutilizzo delle risorse naturali, nel rispetto dei vincoli derivanti dall ordinamento comunitario e dai principi fondamentali desumibili dal decreto legislativo 19 agosto 2005, n. 192 (Attuazione della direttiva 2002/91/CE relativa al rendimento energetico nell edilizia). Il progetto prevede l edificazione di un fabbricato a pianta semplice che si sviluppa su 5 piani fuori terra (PT piloty P1 P2 P3 P4 oltre al piano interrato ed al sottotetto non abitabile). L edificio è costituito da due blocchi scala che distribuiscono ciascuno rispettivamente 4/5 alloggi per piano tranne il quarto piano della scala B che prevede solamente due appartamenti. Nel vano scala vengono localizzati i cavedii tecnici ispezionabili per gli impianti, in particolare, vicino al vano ascensore, viene localizzato un cavedio ispezionabile contenente i gruppi di contabilizzazione del calore dei singoli alloggi. L esposizione dell area risulta molto buona, potendo sfruttare il piano di copertura esposta a sud. La copertura dell edificio infatti è stata pensata per consentire il maggior sfruttamento dell energia solare in grado di garantire il migliore rendimento dei sistemi tecnologici passivi per la produzione di acqua calda sanitaria (pannelli solari termici) e per la produzione di energia elettrica (pannelli fotovoltaici). Sul piano di copertura saranno così posizionati pannelli solari fotovoltaici costituenti un impianto con una potenza totale di 1,2kWp circa.

4 2. DATI TECNICI E DIMENSIONAMENTO DELL IMPIANTO Pagina 3 di Dati generali preliminari I dati preliminari relativi al sito di installazione dell impianto fotovoltaico sono: Località di riferimento: Collegno (TO) Latitudine : Potenza di picco impianto fotovoltaico: 1,2kWp Superficie totale fotovoltaica: 9m 2 Tipo di installazione dei moduli fotovoltaici : su copertura a parziale integrazione architettonica Inclinazione moduli fotovoltaici: 38 Orientamento dei moduli fotovoltaici: SUD Radiazione solare media annua su superficie esposta a SUD inclinata di 37 : 1360 [kwh/m 2 anno]. Tipo fornitura dell ente di distribuzione: Bassa tensione trifase 400 V Tipo collegamento impianto fotovoltaico : collegamento alla rete utente di bassa tensione 400 V sistema TT 2.2 Descrizione e logica di funzionamento L'impianto solare fotovoltaico è permanentemente connesso alla rete elettrica e funziona mediante un sistema di scambio continuo tra i moduli fotovoltaici e la rete utilizzando gli inverter per trasformare l'energia elettrica da continua in alternata, con tensione e frequenza sincrona alla rete (400V-50Hz). L intero sistema e le relative prestazioni di funzionamento devono rispettare anche i requisiti tecnici Verifica tecnico-funzionale e i componenti dell impianto FV devono avere certificazioni e garanzie in aderenza alle prescrizioni fornite dalle norme vigenti, il tutto sarà descritto dettagliatamente nei prossimi paragrafi. Ogni impianto fotovoltaico, in aderenza alle prescrizioni fornite dalle norme vigenti, si comporrà dei seguenti elementi: campo fotovoltaico; quadro di campo QDC gruppo di condizionamento e controllo della potenza (inverter); quadro di interfaccia QAC (dispositivo di interfaccia). Il campo fotovoltaico sarà costituito da 6 moduli da 200Wp in un unico campo con una unica stringa. I moduli fotovoltaici saranno installati come riportato nelle tavole grafiche allegate.

5 Pagina 4 di 12 I moduli fotovoltaici dovranno essere ancorati alla copertura mediante una struttura metallica di sostegno. La realizzazione di tale struttura dovrà essere effettuata in modo tale da garantire la maggior compatibilità possibile con i materiali di copertura senza ricorrere, per quanto possibile, alla realizzazione di fori sul piano di copertura. Il gruppo di condizionamento e controllo della potenza è costituito dall apparecchiatura di conversione DC/AC (inverter) e sarà completo delle protezioni lato DC e lato AC, nonché del sistema di interfaccia verso la rete. Alcuni dei dispositivi di protezione saranno interne all inverter stesso, altre saranno alloggiate nei quadri elettrici, come riportato nelle tavole grafiche allegate. Particolare attenzione è stata prestata alla definizione: delle caratteristiche di moduli costituenti il campo fotovoltaico, delle modalità di collegamento degli stessi, delle caratteristiche del gruppo di conversione DC/AC, delle caratteristiche delle protezioni lato DC e lato AC, delle caratteristiche del dispositivo di protezione lato rete per gestire in sicurezza la connessione alla rete di distribuzione ed alle utenze interne. L impianto elettrico al quale ci si connette: risulta dotato di impianto TT non risulta dotato di impianto di protezione esterno contro scariche atmosferiche (LPS), l edificio di ubicazione del campo fotovoltaico e relativa struttura di sostegno non risultano nello specifico dotati di LPS. Il quadro DC, l inverter, il dispositivo di interfaccia ed il quadro lato AC saranno istallati in prossimità dell impianto direttamente nel sottotetto per evitare il trasporto dell energia in corrente continua diminuendo così le perdite; il contatore di energia attiva generata dall impianto fotovoltaico e gli altri componenti ausiliari saranno installati all interno di locale dedicato come riportato negli elaborati grafici. Le apparecchiature saranno installate in condizioni di riparo da eventuali agenti atmosferici, sollecitazioni meccaniche, termiche e chimiche (grado di protezione componenti non inferiore a IP55). L impianto provvederà a coprire parzialmente il fabbisogno energetico dell unità cui sarà asservito. L impianto fotovoltaico sarà collegato in bassa tensione alla rete di distribuzione dell energia in bassa tensione della Società elettrica, immettendo nella stessa l energia prodotta in eccesso e continuando ad utilizzare l energia del distributore necessaria in quanto eccedente la produzione dell impianto fotovoltaico. L impianto sarà allacciato alla rete elettrica di utente in bassa tensione 400V a valle del dispositivo generale della rete utente (interruttore generale - IG - interno quadro generale - QG esistente).

6 Pagina 5 di 12 L impianto dovrà essere installato in modo da non alterare le condizioni di protezione e sicurezza dell impianto elettrico attualmente esistente ed asservito all unità oggetto di intervento. 2.3 Scelta dei moduli fotovoltaici In progetto sono previsti 6 pannelli fotovoltaici in silicio policristallino di potenza unitaria di 2000Wp. I moduli saranno installati su parte della copertura piana con modalità tali da realizzare la migliore integrazione architettonica con il piano di copertura. I moduli presenteranno così un orientamento azimutale di 0 ed un inclinazione ottimale di 38 circa. Non saranno ammessi pannelli con caratteristiche prestazionali ed efficienza certificata inferiore a quella di seguito riportata. I moduli fotovoltaici costituenti il campo fotovoltaico dovranno presentare almeno le seguenti caratteristiche dichiarate dal costruttore: DATI CARATTERISTICI IN CONDIZIONI STANDARD DI COLLAUDO (STC) tipo celle: silicio policristallino potenza di picco: 200Wp ± 3% Densità di potenza: 133 Wp/m 2 tensione di esercizio: V mp = 25,9V corrente di esercizio: I mp = 7,71A tensione a circuito aperto: V oc = 33V corrente di cortocircuito: I sc = 8,22A STC: condizioni standard di collaudo 1000W/m 2, 25 C, AM 1,5 DATI CARATTERISTICI IN CONDIZIONI DI NORMALE TEMPERATURA OPERATIVA DELLA CELLA (NOCT) TNOCT 44 C Potenza max. 146Wp Tensione max. 23,7V Corrente max. 6,13 Tensione a circuito aperto: 30,8V Corrente di circuito: 6,66A NTC: livello di irradiamento 800W/m2, spettro AM 1,5, velocità del vento 1m/s e ta = 20 C CARATTERISTICHE TERMICHE Coefficiente di temperatura I sc 0,07%/K Coefficiente di temperatura V oc -0,34%/K Coefficiente di temperatura P mpp -0,48%/K

7 CONDIZIONI OPERATIVE DI PROVA Temperatura: -40 C a 85 C Carico max. 5400Pascal anteriori e 2400Pascal posteriori Pagina 6 di 12 DATI MECCANICI E DATI DI PROGETTO DEL SISTEMA Dimensioni A x L x P: 1500 x 1000 x 42mm Peso: 20kg Tensione di sistema max: 100V Limit. Corrente inversa: 15A Celle: 54 x 6 policristalline Telaio: alluminio anodizzato con camera d aria Vetro: vetro di sicurezza 4mm ad alta trasparenza temprato a basso contenuto di ferro Scatola di giunzione: scatola di giunzione IP65 Cablaggio: cablaggio 2 x 4mm 2 con connettori MultiContact GARANZIA E CERTIFICAZIONI Garanzia: garanzia sulla potenza di 25 anni, garanzia sul prodotto di 5 anni Certificazioni: IEC ed. 2, IEC 61730, classe di applicazione A La configurazione dell impianto è riportata nelle tavole grafiche allegate. In particolare i moduli saranno configurati in due stringhe da n. 6 pannelli ciascuna connesse ad un unico inverter. Ciascun modulo fotovoltaico sarà dotato di diodo di by-pass posto in antiparallelo al modulo stesso, così da escludere il modulo contenente una cella eventualmente contropolarizzata (tale diodo risulterà gia incluso nella scatola di giunzione abbinata al modulo FV prescelto). 2.4 Configurazione del campo fotovoltaico Il campo fotovoltaico costituito da 6 moduli fotovoltaici da 200Wp disposti in una unica stringa occuperà così un area totale di 6 x 1,5m 2 = 9m 2 come desumibile dagli elaborati grafici. I moduli saranno montati mediante bulloni in acciaio inox e morsetti in alluminio, su una struttura in profilato di alluminio, fissata alla copertura mediante staffe in acciaio inossidabile sagomate ed appositi tasselli ad espansione. La sagomatura delle staffe permette una buona ventilazione e di installare i moduli mantenendo integra la sottostante copertura della pensilina.

8 2.5 Scelta dell inverter Pagina 7 di 12 Il convertitore c.c./c.a.(inverter) utilizzato dovrà essere 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 dovrà essere compatibile con quelli del campo fotovoltaico, mentre i valori della tensione e della frequenza in uscita dovranno essere compatibili con quelli della rete alla quale viene connesso l impianto. Il convertitore statico, di seguito chiamato semplicemente inverter ha il compito di trasformare le grandezze elettriche continue (generato dal campo fotovoltaico) in grandezze elettriche alternate (230V, 50Hz). In prossimità del quadro elettrico sezione d arrivo DC sarà installato così un gruppo di conversione per ciascun sottocampo fotovoltaico avente le seguenti caratteristiche: Il gruppo di conversione: dovrà essere idoneo al trasferimento della potenza dal campo fotovoltaico alla rete del distributore; dovrà essere dotato di trasformatore di isolamento in modo da garantire la separazione galvanica come prescritto dalla norma CEI e DK 5940; dovrà avere valori di tensione e corrente di ingresso compatibili con quelli del rispettivo campo fotovoltaico, dovrà fornire in uscita valori di tensione e frequenza compatibili con la rete del distributore, deve essere privo di clock e/o riferimenti interni, deve essere in grado di operare in modo completamente automatico e di seguire il punto di massima potenza (MPPT) del campo fotovoltaico, dovrà permettere il continuo rilevamento dell energia prodotta e delle ore di funzionamento. L inverter dovrà essere dotato di dispositivo di controllo di isolamento lato DC per garantire la protezione contro i contatti indiretti lato generatore fotovoltaico: in caso di primo guasto a terra l inverter deve necessariamente spegnersi e segnalare il guasto all operatore. L inverter sarà dotato di proprio MPP tracker statico finalizzato a scegliere sempre il miglior punto di lavoro garantendo elevata efficienza e affidabilità operativa. L MPP tracker calcola il punto di lavoro di MPP attraverso la misura della tensione a circuito aperto del sistema FV (fotovoltaico), effettuata con una cadenza di 2 secondi. In tal modo la tensione a circuito aperto del generatore FV dovrà risultare ben definita sotto tutte le circostanze di radiazione solare, di temperatura, di ombreggiatura. L inverter sarà dotato di dispositivo che impedisce il funzionamento in isola ed assicura lo spegnimento dell inverter in caso di guasto o anomalia della rete AC. Tale sistema opererà misurando i parametri di tensione e frequenza di rete AC e sarà un sistema di tipo ridondante. Dovrà

9 Pagina 8 di 12 inoltre essere abbinata all inverter una scheda d interfaccia per il monitoraggio costante dell impedenza di rete. I dispositivi dovranno essere conformi alla Norma CEI ed alle prescrizioni ENEL DK5940 (rispettivamente in bassa o media tensione). In seguito a guasto o anomalia della rete elettrica, l inverter si deve spegnere per l intervento sia di un relè bipolare che di una serie di interruttori allo stato solido che operano per l apertura del circuito, in uscita dall inverter, lato rete elettrica. L inverter sarà dotato di protezione contro sovratensioni a mezzo di varistori termo-controllati. L eventuale guasto di singoli varistori dovrà essere segnalato all operatore. L inverter sarà dotato di organi per la misura della quantità di energia prodotta e per il conteggio delle ore di funzionamento. L inverter sarà provvisto di sistema esterno tipo a display per permettere la comunicazione dei dati misurati e dei risultati della costante autodiagnosi del sistema. Sarà inoltre prevista la possibilità di comunicare i dati di cui sopra a un display che potrebbe essere collocato in un area di rappresentanza o comunque visibile all interno del fabbricato. 2.6 Scaricatori di tensione Saranno da fornire limitatori di sovratensione idonei per applicazioni per impianti FV. La scelta dei dispositivi sarà funzione dalla tensione massima a vuoto del generatore fotovoltaico. Gli scaricatori dovranno essere idonei per impiego sia sul lato alternata sia sul lato continua, provati in classe II. 2.7 Cavi e quadro di campo QDC I pannelli fotovoltaici dovranno essere dotati di cavi solari in quanto i collegamenti tra i moduli saranno installati sicuramente nella loro parte posteriore stessa, dove la temperatura può raggiungere i 70/80 C se la ventilazione non dovesse risultare adeguata, e quindi dovranno risultare adeguati a sopportare elevate temperature (anche se per un periodo limitato dell anno). Dovranno inoltre presentare una buona flessibilità e resistere ai raggi ultravioletti per i tratti, se necessari, installati a vista. Non saranno accettati semplici cavi con guaina per uso esterno con temperatura di funzionamento di 70 C (ad es. H07RN-F e N1VV-K). Allo stesso modo si ricorda che i cavi FG7(O)R 0,6/1kV hanno una temperatura massima di funzionamento di 90 C, ma non hanno un adeguata resistenza ai raggi ultravioletti e pertanto se utilizzati dovranno essere posati entro tubi isolanti. Per cavi solari si intendono cavi unipolari con isolamento e guaina in gomma, tensione nominale 0,6/1kV, con temperatura massima di funzionamento maggiore di 90 C e con un elevata resistenza ai raggi ultravioletti.

10 Pagina 9 di 12 A valle del primo quadro, potranno essere utilizzati cavi non solari, poiché sono lontani dai moduli e si trovano a temperatura ambiente di 30/40 C. In particolare: per la posa all esterno, anche se in tubo o canale, devono essere utilizzati cavi con guaina per uso esterno (FG7(O)R 0,6/1kV, H07RN-F, N1VV-K, ecc ) per la posa all interno dell edificio valgono le regole generali per gli impianti elettrici. La stringa verrà collegata al quadro di campo, posto subito a monte dell inverter, con cavi solari di sezione 4mm 2 (guaina esterna rossa per il polo positivo, nera per quello negativo), posati: nei profilati delle strutture di sostegno dei moduli, nei primi tratti in tubo di acciaio zincato, diametro 32mm fino alla primo ingresso al sottotetto in tubo rigido in PVC diametro 32mm all interno del sottotetto Le sezioni dei cavi dovranno essere verificati in fase di esecuzione dei lavori in funzione dell effettiva lunghezza del circuito installato. Il quadro di campo QDC conterrà i dispositivi di comando, sezionamento e protezione della stringa e verrà posizionato in prossimità dell'inverter nel sottotetto. Si ricorrerà ad un quadretto elettrico di tipo modulare in policarbonato con grado di protezione IP55, conforme alla norma CEI da 24 moduli DIN. Nel quadro di campo QDC saranno presenti i seguenti componenti di protezione e sezionamento (cfr. tavola grafica in allegato): un interruttore di manovra sezionatore per consentire le operazioni di sezionamento del generatore fotovoltaico un diodo di blocco installato sul polo positivo a monte della morsettiera della stringa blocco che svolge la funzione di blocco in caso di ombreggiamento uno scaricatore di sovratensione adatto all applicazione in impianti fotovoltaici previsto per evitare che sovratensioni indotte da fulminazioni indirette possano danneggiare i moduli e le apparecchiature elettroniche. Il quadro sarà dotato di doppio isolamento, di portella di chiusura dello stesso; il quadro ed ogni elemento dello stesso dovrà essere adeguatamente etichettato per una agevole comprensione della funzione dello stesso ed un immediata conducibilità agli schemi di progetto. All interno del quadro tutti i componenti dovranno garantire isolamento > 600V ed essere idonei al funzionamento in corrente continua (DC). Dal quadro QDC di cui sopra si dipartiranno le linee di alimentazione verso l'inverter per la conversione dell energia, cavi tipo FG7(O)R o N1VV-K (cfr. elaborato grafico in allegato). Il quadro elettrico QDC sarà dotato di targa contenente le seguenti informazioni: tipo quadro; norma di riferimento; costruttore; tensione nominale (livello, DC o AC);

11 Pagina 10 di 12 corrente nominale di quadro (Inq); grado di protezione. L interruttore di manovra-sezionatore quadripolare sarà di tipo modulare, conforme alla norma EN (CEI 17-11), idoneo per la corrente continua, e presenterà le seguenti caratteristiche: tensione nominale 690V c.c. corrente nominale di impiego 32A (categoria di utilizzazione almeno DC-21A). L SPD di tipo a limitazione di tensione, di classe II, avrà le seguenti caratteristiche: tensione di esercizio continuativo UC = 500V c.c. maggiore di 9 x 1,25 UOC (372A) corrente nominale di scarico In = 20kA (8/20µs) livello di protezione Up = 2kV. Idoneo per la protezione dell inverter. Il quale ha una tensione di tenuta all impulso Uwi = 2,5kV (lato c.c.) capacità di estinguere una corrente di cortocircuito c.c. fino a 50A

12 Pagina 11 di IPOTESI DI PROGETTO CALCOLI ASSORBIMENTI ENERGETICI Nel seguito saranno riportati i valori di assorbimento di energia prevista dalle utenze condominiali. Assorbimento Ascensore(kW): 6 Tempo medio corsa (ore): 0,0015 n corse ora: 10 Ore/giorno: 16 Energia assorbita/giorno (kwh): 1,44 Energia assorbita/anno(kwh): 525,6 Centralina Antenna TV (kw): 0.2 Ore funzionamento: 24 Energia assorbita/giorno (kwh): 4,8 Energia assorbita/anno(kwh): 1752 Impianto Citofonico (kw): 0.2 Ore funzionamento: 24 Energia assorbita/giorno (kwh): 4,8 Energia assorbita/anno(kwh): 1752 Illuminazione Scale notturno(kw): 0.8 Ore funzionamento: 12 Energia assorbita/giorno (kwh): 9,6 Energia assorbita/anno(kwh): 3504 Illuminazione corridoi cantine (kw): 0.5 Ore funzionamento: 2 Energia assorbita/giorno (kwh): 1 Energia assorbita/anno(kwh): 365 Totale Energia Assorbita Anno = 7898kWh Dalla suddetta valutazione degli assorbimenti energetici si evince che l assorbimento ipotetico di energia elettrica prevista è pari a 7898kWh anno. L impianto fotovoltaico previsto, tipo grid-connected, monofase, della potenza di picco di 1,2kWp, garantisce una produzione di circa 1360kWh anno di energia elettrica in corrente alternata. Tale

13 Pagina 12 di 12 produzione, gestita in conto energia, risulta inferiore al fabbisogno annuo delle utenze elettriche condominiali. La rimanente energia necessaria verrà assorbita direttamente dalla Rete del Gestore.

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