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2 INDICE INDICE 1 Premessa 2 Normativa di riferimento 2 SITO DI INSTALLAZIONE 3 Ubicazione dell'impianto fotovoltaico 3 Disponibilità della fonte solare 3 Irradiazione giornaliera media mensile sul piano orizzontale 3 Fattori morfologici e ambientali 4 Ombreggiamento 4 Albedo 4 DIMENSIONAMENTO DELL IMPIANTO 5 Procedure di calcolo 5 Criterio generale di progetto 5 Criterio di stima dell energia prodotta 5 Criterio di verifica elettrica 5 Impianto Scuola primaria Campanella 6 Scheda riassuntiva dell'impianto 6 Scheda riassuntiva impianto 7 Scheda tecnica 7 Attenzione per l'ambiente 7 Risparmio sul combustibile 7 Emissioni evitate in atmosfera 8 Servizi legati all impianto fotovoltaico 8 Specifiche degli altri componenti dell'impianto Scuola primaria Campanella 8 Cablaggio elettrico 8 Impianto di messa a terra 8 Protezioni 8 El A1 - Relazione tecnica descrittiva dei sistemi offerti- Pag. 1

3 Premessa L impianto fotovoltaico descritto nella presente relazione è collocato nel complesso scolastico Campanella, in via Gioberti a Imola (Bo). Con la realizzazione dell impianto, denominato Scuola primaria Campanella, si intende conseguire un significativo risparmio energetico per la struttura servita, mediante il ricorso alla fonte energetica rinnovabile rappresentata dal Sole. Il ricorso a tale tecnologia nasce dall esigenza di coniugare: - la compatibilità con esigenze architettoniche e di tutela ambientale; - nessun inquinamento acustico; - un risparmio di combustibile fossile; - una produzione di energia elettrica senza emissioni di sostanze inquinanti. Normativa di riferimento Gli impianti devono essere realizzati a regola d arte, come prescritto dalle normative vigenti, ed in particolare: Decreto Legislativo n. 504 del , aggiornato Testo Unico delle disposizioni legislative concernenti le imposte sulla produzione e sui consumi e relative sanzioni penali e amministrative. Direttiva CE n. 77 del : sulla promozione dell'energia elettrica prodotta da fonti energetiche rinnovabili nel mercato dell'elettricità (2001/77/CE). Decreto Legislativo n. 387 del : attuazione della direttiva 2001/77/CE relativa alla promozione dell'energia elettrica prodotta da fonti energetiche rinnovabili nel mercato interno dell'elettricità. Legge n. 239 del : riordino del settore energetico, nonché delega al Governo per il riassetto delle disposizioni vigenti in materia di energia. Decreto Legislativo n. 192 del : attuazione della direttiva 2002/91/CE relativa al rendimento energetico nell'edilizia. Decreto Legislativo n. 311 del : disposizioni correttive ed integrative al decreto legislativo 19 agosto 2005, n. 192, recante attuazione della direttiva 2002/91/CE, relativa al rendimento energetico nell'edilizia. Decreto Legislativo n. 26 del : attuazione della direttiva 2003/96/CE che ristruttura il quadro comunitario per la tassazione dei prodotti energetici e dell'elettricità. Decreto Legge n. 73 del : testo coordinato del Decreto Legge 18 giugno 2007, n. 73. Decreto Legislativo del : attuazione della direttiva 2006/32/CE relativa all'efficienza degli usi finali dell'energia e i servizi energetici e abrogazione della direttiva 93/76/CEE. Decreto : disposizioni in materia di incentivazione della produzione di energia elettrica mediante conversione fotovoltaica della fonte solare. Legge n. 99 del 23 luglio 2009: disposizioni per lo sviluppo e l'internazionalizzazione delle imprese, nonchè in materia di energia. Decreto n : criteri e modalità per incentivare la produzione di energia elettrica mediante conversione fotovoltaica della fonte solare, in attuazione dell'articolo 7 del decreto legislativo 29 dicembre 2003, n D.M. 22 gennaio 2008, n. 37: sicurezza degli impianti elettrici all interno degli edifici. CEI 64-8: impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua. Le caratteristiche degli impianti stessi, nonché dei loro componenti, sono in accordo con le norme di legge e di regolamento vigenti ed in particolare essere conformi: - alle prescrizioni di autorità locali, comprese quelle dei VVFF; - alle prescrizioni e indicazioni della Società Distributrice di energia elettrica; - alle prescrizioni del gestore della rete; - alle norme CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano). I riferimenti di cui sopra possono non essere esaustivi. Ulteriori disposizioni di legge, norme e deliberazioni in materia, anche se non espressamente richiamati, si considerano applicabili. El A1 - Relazione tecnica descrittiva dei sistemi offerti- Pag. 2

4 SITO DI INSTALLAZIONE Il dimensionamento energetico dell'impianto fotovoltaico connesso alla rete del distributore è stato effettuato tenendo conto, oltre che della disponibilità economica, di: - disponibilità di spazi sui quali installare l'impianto fotovoltaico; - disponibilità della fonte solare; - fattori morfologici e ambientali (ombreggiamento e albedo). Ubicazione dell'impianto fotovoltaico I moduli fotovoltaici vengono posizionati sulla copertura della scuola primaria Campanella. L impianto è di tipo grid-connected con una potenza totale pari a 19,50 kw e una produzione di energia annua pari a circa 21450,00 kwh, derivante da 78 moduli da 250W che occupano una superficie di 127,06 m². L'impianto sarà installato in maniera complanare alla falda, nella posizione indicata nella planimetria allegata al presente bando. In data 06/05/2010 il comune di Imola ha richiesto alla Soprintendenza la verifica storico-culturale dell edificio; in caso di diniego alla realizzazione dell impianto i lavori di cui alla presente non saranno realizzati. La realizzazione dei lavori relativi all impianto fotovoltaico nella scuola Campanella è in ogni caso subordinata al parere di competenza della Soprintendenza. Disponibilità della fonte solare Irradiazione giornaliera media mensile sul piano orizzontale La disponibilità della fonte solare per il sito di installazione è verificata utilizzando i dati UNI relativi a valori giornalieri medi mensili della irradiazione solare sul piano orizzontale. Per la località sede dell intervento, ovvero il comune di IMOLA (BO) avente latitudine , longitudine e altitudine di 47 m.s.l.m.m., i valori giornalieri medi mensili della irradiazione solare sul piano orizzontale stimati sono pari a: Irradiazione giornaliera media mensile sul piano orizzontale [kwh/m²] Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic Fonte dati: UNI Località di riferimento: FORLI' (FC)/BOLOGNA (BO) Fig. 2: Irradiazione giornaliera media mensile sul piano orizzontale [kwh/m²]- Fonte dati: UNI Quindi, i valori della irradiazione solare annua sul piano orizzontale sono pari a 1455,76 kwh/m² (fonte dati: UNI 10349). El A1 - Relazione tecnica descrittiva dei sistemi offerti- Pag. 3

5 Fattori morfologici e ambientali Ombreggiamento Gli effetti di schermatura da parte di volumi all orizzonte, dovuti ad elementi naturali (rilievi, alberi) o artificiali (edifici), determinano la riduzione degli apporti solari e il tempo di ritorno dell investimento. Il sito in questione è caratterizzato da un coefficiente di ombreggiamento dato dalla presenza di alberi di altezza elevati che distano circa dieci metri dalla scuola. Il Coefficiente di Ombreggiamento, funzione della morfologia del luogo, è pari a 0,90. Di seguito il diagramma solare per il comune di IMOLA: Fig. 2: Diagramma solare Albedo Per tener conto del plus di radiazione dovuta alla riflettanza delle superfici della zona in cui è inserito l impianto, si sono stimati i valori medi mensili di albedo, considerando anche i valori presenti nella norma UNI 8477 si considera un albedo medio pari a 0,20. El A1 - Relazione tecnica descrittiva dei sistemi offerti- Pag. 4

6 Procedure di calcolo Criterio generale di progetto DIMENSIONAMENTO DELL IMPIANTO Il principio progettuale normalmente utilizzato per un impianto fotovoltaico è quello di massimizzare la captazione della radiazione solare annua disponibile. Nella generalità dei casi, il generatore fotovoltaico deve essere esposto alla luce solare in modo ottimale, scegliendo prioritariamente l orientamento a Sud e evitando fenomeni di ombreggiamento. In funzione degli eventuali vincoli architettonici della struttura che ospita il generatore stesso, sono comunque adottati orientamenti diversi e sono ammessi fenomeni di ombreggiamento, purché adeguatamente valutati. Trattandosi di un impianto posto sul coperto, complanare alla superficie del tetto, i pannelli sono stati adattati all orientamento e all esposizione della falda, sacrificando una maggiore redditività ma aspirando ad un inserimento integrato nel contesto creando un minor impatto ambientale e visivo. Tale valutazione è meglio schematizzata nel rendering di progetto presente negli elaborati grafici allegati. In questa maniera sia le alberature presenti fronte superficie di intervento, che ostacoli sul tetto: cammini, antenne e parabole, abbassano la mia producibilità a sostegno di una maggiore integrazione. Criterio di stima dell energia prodotta L energia generata dipende: - dal sito di installazione (latitudine, radiazione solare disponibile, temperatura, riflettanza della superficie antistante i moduli); - dall esposizione dei moduli: angolo di inclinazione (Tilt) e angolo di orientazione (Azimut); - da eventuali ombreggiamenti o insudiciamenti del generatore fotovoltaico; - dalle caratteristiche dei moduli: potenza nominale, coefficiente di temperatura, perdite per disaccoppiamento o mismatch; - dalle caratteristiche del BOS (Balance Of System). Il valore del BOS può essere stimato direttamente oppure come complemento all unità del totale delle perdite, calcolate mediante la seguente formula: Totale perdite [%] = [1 (1 a b) x (1 c - d) x (1 e) x (1 f)] + g per i seguenti valori: a Perdite per riflessione. b Perdite per ombreggiamento. c Perdite per mismatching. d Perdite per effetto della temperatura. e Perdite nei circuiti in continua. f Perdite negli inverter. g Perdite nei circuiti in alternata. Criterio di verifica elettrica In corrispondenza dei valori minimi della temperatura di lavoro dei moduli (-10 C) e dei valori massimi di lavoro degli stessi (70 C) sono verificate le seguenti disuguaglianze: El A1 - Relazione tecnica descrittiva dei sistemi offerti- Pag. 5

7 TENSIONI MPPT Tensione nel punto di massima potenza, Vm, a 70 C maggiore o uguale alla Tensione MPPT minima (Vmppt min). Tensione nel punto di massima potenza, Vm, a -10 C minore o uguale alla Tensione MPPT massima (Vmppt max). I valori di MPPT rappresentano i valori minimo e massimo della finestra di tensione utile per la ricerca del punto di funzionamento alla massima potenza. TENSIONE MASSIMA Tensione di circuito aperto, Voc, a -10 C minore o uguale alla tensione massima di ingresso dell inverter. TENSIONE MASSIMA MODULO Tensione di circuito aperto, Voc, a -10 C minore o uguale alla tensione massima di sistema del modulo. CORRENTE MASSIMA Corrente massima (corto circuito) generata, Isc, minore o uguale alla corrente massima di ingresso dell inverter. DIMENSIONAMENTO Dimensionamento compreso tra il 70% e 120%. Per dimensionamento si intende il rapporto di potenze tra l inverter e il generatore fotovoltaico ad esso collegato (nel caso di sottoimpianti MPPT, il dimensionamento è verificato per il sottoimpianto MPPT nel suo insieme). Impianto Scuola primaria Campanella L impianto, denominato Scuola primaria Campanella, è di tipo grid-connected, la tipologia di allaccio è: trifase in bassa tensione. L impianto ha una potenza totale pari a 19,50 kw e una produzione di energia annua pari a 21450,00 kwh, derivante da 78 moduli che occupano una superficie di m², ed è composto da 1 solo inverter trifase. Scheda riassuntiva dell'impianto Dati generali Committente Bryo SPA Rappresentante Legale Andreas Papageorgiou Indirizzo Via Gioberti n. 1 CAP Comune (Provincia) IMOLA (BO) Latitudine Longitudine Altitudine 47 m Irradiazione solare annua sul piano orizzontale kwh/m² Coefficiente di ombreggiamento 0.90 Dati tecnici Superficie totale moduli m² Numero totale moduli 78 Numero totale inverter 1 Energia totale annua kwh Potenza totale kw Potenza fase L kw Potenza fase L kw Potenza fase L kw BOS % El A1 - Relazione tecnica descrittiva dei sistemi offerti- Pag. 6

8 Scheda riassuntiva impianto L impianto fotovoltaico ha una potenza pari a 19,50 kw e una produzione di energia annua pari a kwh, derivante da 78 moduli con una superficie totale dei moduli di m². Il generatore ha una connessione trifase. Scheda tecnica Dati generali Posizionamento dei moduli Complanare alle superfici Struttura di sostegno Fissa Inclinazione dei moduli (Tilt) 17 Orientazione dei moduli (Azimut) -60 Irradiazione solare annua sul piano dei moduli kwh/m² Numero superfici disponibili 2 Estensione totale utilizzata m² Potenza totale kw Energia totale annua kwh Modulo fotovoltaico Marca Modello SUNERG - XP 60/156 I+ (IB+) Numero totale moduli 78 Numero di ingressi utilizzati per ogni inverter 3 Numero di stringhe 7 Numero di moduli per ogni stringa Inverter Marca Modello INGETEAM - INGECON SUN 15 TL Numero totale 1 Rendimento europeo inverter % Tipo fase Trifase Il posizionamento dei moduli è riportato negli elaborati grafici allegati. Attenzione per l'ambiente Ad oggi, la produzione di energia elettrica è per la quasi totalità proveniente da impianti termoelettrici che utilizzano combustibili sostanzialmente di origine fossile. Quindi, considerando l'energia stimata come produzione del primo anno, 21450,00 kwh, e la perdita di efficienza annuale, 0.90 %, le considerazioni successive valgono per il tempo di vita dell'impianto pari a 20 anni. Risparmio sul combustibile Un utile indicatore per definire il risparmio di combustibile derivante dall utilizzo di fonti energetiche rinnovabili è il fattore di conversione dell energia elettrica in energia primaria [TEP/MWh]. Questo coefficiente individua le T.E.P. (Tonnellate Equivalenti di Petrolio) necessarie per la realizzazione di 1 MWh di energia, ovvero le TEP risparmiate con l adozione di tecnologie fotovoltaiche per la produzione di energia elettrica. Risparmio di combustibile Risparmio di combustibile TEP Fattore di conversione dell energia elettrica in energia primaria [TEP/MWh] TEP risparmiate in un anno 4.05 TEP risparmiate in 20 anni Fonte dati: Delibera EEN 3/08, art. 2 El A1 - Relazione tecnica descrittiva dei sistemi offerti- Pag. 7

9 Emissioni evitate in atmosfera L installazione dell impianto fotovoltaico consente la riduzione di emissioni in atmosfera delle sostanze che hanno effetto inquinante e di quelle che contribuiscono all effetto serra. Emissioni evitate in atmosfera Emissioni evitate in atmosfera CO 2 SO 2 NOX Polveri Emissioni specifiche in atmosfera [g/kwh] Emissioni evitate in un anno [kg] Emissioni evitate in 20 anni [kg] Fonte dati: Rapporto ambientale ENEL 2008 Servizi legati all impianto fotovoltaico I servizi legati all impianto fotovoltaico sono riportati nello schema di convenzione del bando. In particolare si sottolinea l importanza di istallare un display di acquisizione dei dati di esercizio dell impianto che consenta di visualizzare la potenza istantanea generata, l energia cumulata dall impianto e le emissioni in atmosfera di CO2 evitate. La posizione del display è prevista al lato dell inverter; quest ultimo è posizionato al secondo piano della scuola dove vi è la presenza degli uffici di segreteria e presidenza in modo da non interferire con la normale attività didattica degli alunni. Specifiche degli altri componenti dell'impianto Scuola primaria Campanella Cablaggio elettrico L'impianto lato CC verrà realizzato mediante l'istallazione di cavo solare tipo FG21M21 con isolante e guaina in mescola reticolata Rosso (+) e Nero (-) a basso contenuto di alogeni testato per durare più di 25 anni. La sezione dei cavi è calcolata in modo che la caduta di tensione tra i moduli fotovoltaici e l'inverter sia contenuta entro un valore pari al 1%. L'impianto lato AC verrà realizzato mediante l'utilizzo di cavo multipolare FG7(O)R 0.6/1 KV con isolante e guaina non propagante l incendio (CEI 20-22). La sezione dei cavi è calcolata in modo che caduta di tensione tra l'inverter e il contatore dell energia prodotta sia contenuta entro un valore inferiore al 1%; ciò garantisce che la caduta di tensione complessiva dell impianto sia inferiore al 2%. Il contattore dell'energia prodotta verrà posizionato a valle dell'inverter dal quale partirà la linea che collega il quadro elettrico generale esistente e il contattore di scambio sul posto (si veda lo schema grafico dei collegamenti elettrici in allegato elaborato EL.04). Impianto di messa a terra L'impianto di terra del sistema fotovoltaico verrà collegato alla rete di terra esistente nell edificio. A monte dell inverter, all interno del box stringa, verranno installati i dispositivi SPD per la protezione contro le scariche atmosferiche. I collegamenti di terra verranno realizzati mediante conduttori di protezione in PVC giallo verde N07V-K con sezione non inferiore a 6 mmq. Tali conduttori sono dimensionati sia per sopportare le correnti di guasto verso terra sia le sollecitazione meccaniche. Protezioni Verranno utilizzate tutte le protezioni contro i contatti diretti e indiretti per la salvaguardia delle persone e dell'impianto. All'interno dell'inverter sono inoltre presenti le protezioni di interfaccia che consentono di staccare l'impianto dalla rete qualora questa non fosse momentaneamente in grado di ricevere l'energia prodotta come previsto dalla normativa vigente per la connessione elettrica degli impianti fotovoltaici. El A1 - Relazione tecnica descrittiva dei sistemi offerti- Pag. 8

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