fotovoltaiche Gianluca Gigliucci Enel Ingegneria & Ricerca

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1 La ricerca Enel sulle tecnologie fotovoltaiche Gianluca Gigliucci Enel Ingegneria & Ricerca Giornata di Studio su tecnologie, tecniche impiantistiche e mercato del fotovoltaico Mondello, 15 Ottobre 2012

2 Il mondo Enel

3 Il mercato del fotovoltaico nel mondo Europe Asia Pacific 2000 dc MW America China Middle east africa Rest of the world 2011 dc MW Source: EPIA, Global Market Outlook for Photovoltaics until 2016, May

4 Il mercato del fotovoltaico in Italia ,6 GW Source: GSE, Atlasole, Ottobre Previsioni Source: EPIA, Global Market Outlook for Photovoltaics until 2016, May

5 Laboratorio Solare di Catania Mission Individuare le tecnologie in grado di garantire la generazione di elettricità a basso costo da fonte solare Strumento di competitività Prevedere in modo accurato l energia producibile per l intera vita da impianti fotovoltaici Definire le metodologie ottimali di esercizio e manutenzione di ciascuna tecnologia Prevedere la producibilità degli impianti a 72 ore

6 L evoluzione del laboratorio:

7 Il laboratorio fotovoltaico oggi Principali attività Test moduli outdoor: verifica delle prestazioni in condizioni reali Test moduli indoor: verifica dei dati di Camere climatiche Simulatore solare Stazione meteo targa dei moduli commerciali ed analisi malfunzionamenti in condizioni di invecchiamento accelerato Test di sistemi completi: test di sistemi al suolo e integrati negli edifici, test di sistemi a concentrazione Modellazione di moduli e impianti: sviluppati modelli elettrici e a reti neurali per predire le prestazioni in energia con errori minori dell 1% Test moduli e sistemi outdoor Il laboratorio fotovoltaico Enel consente di verificare e prevedere le prestazioni di componenti e impianti nelle reali condizioni di esercizio Diagnostica remota impianti: messo a punto un sistema di diagnostica per l ottimizzazione dell esercizio degli impianti Previsione della produzione a 72 ore: accoppiamento di previsioni meteo con modelli di impianto o utilizzo di algoritmi genetici

8 Il know-how sviluppato fino ad ora Test di tutte le principali tecnologie sul mercato e innovative Moduli c-si: oltre 20 tecnologie già provate, sia monocristallino che policristallino e tegole fotovoltaiche Moduli a film sottile: oltre 10 tecnologie, compresi moduli a giunzione multipla (doppia e tripla) e eterogiunzione Sistemi a concentrazione: 3 tecnologie già testate, 1 in corso di caratterizzazione, 4 da testare nell ambito del progetto SCOOP. Tecniche dedicate per la caratterizzazione di tecnologie non convenzionali (film sottili, giunzioni multiple, spettro solare) Modelli fisici avanzati per l identificazione delle tecnologie e delle modalità di installazione più adatte a ciascuna località Sistema avanzato di monitoraggio, diagnostica e forecasting per l ottimizzazione dell esercizio delle centrali fotovoltaiche

9 Collaborazioni Nazionali e Internazionali Sophia (EU-FP7, Laboratori di ricerca sul fotovoltaico) Sviluppo e validazione delle migliori tecniche per la caratterizzazione di moduli e impianti fotovoltaici e modellazione del decadimento delle prestazioni nell intera vita SCOOP (Industria 2015, Fotovoltaico a concentrazione) APOLLON (EU-FP7, Fotovoltaico a concentrazione) RSE (Ricerca di Sistema, Fotovoltaico piano) Creazione di una filiera industriale Italiana per lo sviluppo e la commercializzazione di sistemi fotovoltaici a concentrazione Sviluppo di sistemi fotovoltaici a concentrazione innovativi Condivisione a livello europeo delle migliori tecniche di misura dello spettro solare Confronto delle prestazioni di impianti fotovoltaici in siti differenti (Pisa, Milano) EPRI Fotovoltaico piano e a concentrazione Verifica delle prestazioni di impianti piani e a concentrazione in condizioni di elevato irraggiamento (Colorado, USA)

10 Alcuni risultati significativi

11 Valutazione delle prestazioni nel lungo periodo Efficienza media mensile (riportata alle condizioni di riferimento) Le prestazioni effettive e il decadimento del tempo delle nuove tecnologie ha grande variabilità Le misure in campo risultano fondamentali per valutare gli investimenti in modo affidabile

12 Indagine del decadimento prestazionale Tecnologia non degradata Tecnologia degradata

13 Analisi della resistenza all invecchiamento Effetti evidenti Delaminazione Cicli di invecchiamento in camera climatica (-40 C +80 C) 20h 4h Formazione di bolle retro-modulo n. matr. 916 n. matr n. matr. 910

14 Analisi della resistenza all invecchiamento Effetti invisibili a occhio nudo Immagine elettroluminescenza Tipi di difetti individuabili: Non uniformità del processo di produzione Rotture e cortocircuiti locali Delaminazioni a livello locale, che avviano processi di degradazione Foto pannello Immagine termografica

15 Caratterizzazione di sistemi a concentrazione Indagini sperimentali Caratterizzazione delle prestazioni di moduli singoli e dell intero sistema Valutazione dell affidabilità Sensibilità ai parametri ambientali e allo spettro solare Monthly AC Efficiency [%] DNI [KWh/m2 ]

16 Monitoraggio, diagnostica e forecasting Meteo forecast 72h Acquisizione dati on-line Modelli di moduli, stringhe, impianto Sistema di monitoraggio, diagnostica e forecasting Enel Ricerca Analisi performance Diagnistica remota e ottimizzazione manutenzione Forecast produzione fotovoltaica La diagnostica remota permette di ottimizzazione l esercizio e la manutenzione degli impianti, massimizzando i ricavi ottenuti.

17 L edificio Laboratorio di prova per gli edifici del futuro Già esempio di eccellenza L edificio del futuro Edificio progettato negli anni 80 come dimostrativo di concetti innovativi per il risparmio e energetico Differenti tipologie di moduli di facciata passive per il risparmio energetico Edificio laboratorio per lo studio di: Integrazione rinnovabile negli edifici Componenti ad alta efficienza e risparmio energetico Domotica

18 Il laboratorio solare Enel di Catania: ricerca avanzata al servizio del business

19 THE REAL REVOLUTION IS NOT TO CHANGE THE WORLD RATHER THAN CHANGING THE PLANET, WE HAVE ALWAYS PREFERRED TO CHANGE OURSELVES