POLITECNICO DI TORINO Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica

POLITECNICO DI TORINO Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica STRALCIO DELLA TESI DI LAUREA Analisi e valutazioni su un impianto fotovoltaico connesso alla rete Candidato Fabio Laguardia Relatore Prof. G.V. Fracastoro Ottobre 2004 Analisi e valutazioni sull impianto fotovoltaico di Via Valeggio 5 1

SOMMARIO 1 DESCRIZIONE DELL IMPIANTO... 3 1.1 DESCRIZIONE TECNICA DEI MODULI... 5 1.1.1 Dati elettrici:... 5 1.1.2 Dati termici :... 5 1.2 DESCRIZIONE TECNICA DEGLI INVERTER DI CONNESSIONE A RETE... 6 1.2.1 Ingresso dal solare... 6 1.2.2 MPPT... 6 1.2.3 Uscita verso la rete... 6 1.2.4 Monitoraggio... 7 1.3 DESCRIZIONE DEL SISTEMA DI MONITORAGGIO... 7 2 DATI DI PRODUZIONE ELETTRICA ANNUALE E VALUTAZIONE DEL RISPARMIO ENERGETICO... 9 2.1 CALCOLO DEL RISPARMIO TEORICO DI ENERGIA ELETTRICA NECESSARIA AL RAFFRESCAMENTO ESTIVO... 11 Analisi e valutazioni sull impianto fotovoltaico di Via Valeggio 5 2

L IMPIANTO FV DI VIA VALEGGIO 5 E IL SISTEMA DI MONITORAGGIO 1 DESCRIZIONE DELL IMPIANTO L impianto connesso alla rete installato sull edificio della Provincia di Torino in via Valeggio 5, ha una potenza di picco pari a 15,84 kw P ed è stato uno dei primi impianti realizzati con incentivo statale nell ambito del Programma Nazionale Tetti Fotovoltaici. Il generatore è costituito da 144 moduli da 110 W P, raggruppati in 6 sottocampi da 24 moduli ciascuna, per un area complessiva di circa 125 m 2. I sottocampi sono composti da 6 stringhe in parallelo tra di loro, e ogni stringa è costituita da 4 moduli in serie. La potenza nominale di ciascun sottocampo è di 2.640 W P. Per convertire l energia elettrica in corrente continua prodotta dai moduli in energia in corrente alternata sono stati adottati 6 inverter monofase da 2,5 kva ciascuno, posizionati nel sottotetto. Il campo fotovoltaico è stato installato in parte sulla falda del tetto della facciata rivolta a Sud-Ovest e in parte sulla facciata stessa (posteriore) dell edificio, in modo da realizzare una struttura frangisole in grado di ridurre il carico termico estivo agente sulla facciata. I moduli posizionati sul tetto hanno la stessa inclinazione della falda pari a 24, quelli sulla facciata sono invece inclinati di 36. L azimut della superficie dei pannelli esposti alla radiazione solare è di circa 28 29 (contato positivo verso Ovest). Nell installazione dei moduli sul tetto e sulla facciata si è cercato di posizionarli nel modo migliore possibile compatibilmente con lo spazio a disposizione, cercando di ridurre al minimo gli ombreggiamenti dovuti ad elementi dell edificio stesso e tenendo conto del tipo di collegamento tra i moduli. Così, sulla facciata sono presenti 5 strutture frangisole: dal piano terra fino al 4 piano ogni struttura è costituita da 20 moduli, posizionati uno accanto all altro in modo da schermare la radiazione su 4 finestre per piano; al 5 piano ci sono 12 moduli che ombreggiano 2 3 finestre. In totale sono 92 moduli da 110 W P inclinati di 36 con effetto schermante. I rimanenti 144-92=52 moduli sono disposti su tre file sul tetto, inclinati di 24, in modo da occupare lo spazio a disposizione evitando il più possibile gli ombreggiamenti dovuti ad elementi dell edificio stesso. Gli elementi che fanno da ostacolo alla radiazione diretta sul tetto sono il camino e il sottoscala. Le file sul tetto sono cosi costituite a partire da quella più in basso: 19,16,17 moduli. Lo schema del posizionamento dei moduli sul tetto e sulla facciata è rappresentato in fig. 1 e 2. Analisi e valutazioni sull impianto fotovoltaico di Via Valeggio 5 3

VIA VALEGGIO scala camino Figura 1 Vista in pianta dei moduli sul tetto dal lato sud-ovest (rappresentazione schematica) condotto dell aria Figura 2 Prospetto della facciata sud-ovest (rappresentazione schematica) Questa disposizione chiaramente incide sui collegamenti che costituiscono i sottocampi: - Il sottocampo n.1 è costituito da 20 moduli posizionati sul piano terra della facciata e da 4 moduli del piano superiore; - Il sottocampo n.2 è costituito da 16 moduli del primo piano e da 8 del secondo; Analisi e valutazioni sull impianto fotovoltaico di Via Valeggio 5 4

- Il sottocampo n.3 è costituito da 12 moduli del secondo piano e da 12 del terzo; - Il sottocampo n.4 è costituito da 8 moduli del terzo piano, 12 del quarto e da 4 moduli del tetto. - Il sottocampo n.5 è costituito da 24 moduli posizionati sulla parte sinistra del tetto (a sinistra considerando la vista dall alto o la facciata di fronte) - Il sottocampo n.6 è costituito da 24 moduli posizionati sulla parte destra del tetto. Il sottocampo 4 si trova quindi ad avere 20 moduli inclinati di 36 e 4 moduli inclinati di 24, pertanto presenta già in partenza delle perdite di mismatching; non è stato infatti possibile posizionare gli altri 4 moduli collegati in serie sul 4 piano della facciata per ragioni di spazio. Lo schema dei collegamenti dei moduli che costituiscono il sottocampo è illustrato in fig. 3: i 6 diodi di blocco in serie ai 4 moduli intervengono nel caso di differenza di tensione tra le 6 stringhe. Figura 3 Configurazione parallelo di serie dei sottocampi FV di via Valeggio 1.1 DESCRIZIONE TECNICA DEI MODULI - Marca: Siemens - Modello: SM110/24V - Materiale : silicio monocristallino 1.1.1 Dati elettrici: - Configurazione: 24 V - Potenza nominale P MAX (±5%) : 110 W P - Corrente di corto circuito I sc : 3,45 A - Tensione a vuoto U oc : 43,5 V - Corrente nominale I M : 3,15 A - Tensione nominale U M : 35 V 1.1.2 Dati termici : - Noct : 45±2 C - Coefficiente termico della tensione a vuoto β (cella) : -0,0034 V/ C - Coefficiente termico della corrente di corto circuito α : 0,0004 A/ C Garanzia di funzionamento: 25 anni - Peso: 11,5 kg - Dimensioni in mm : 1316 660 40 - Superficie complessiva : 0,86856 m 2 Analisi e valutazioni sull impianto fotovoltaico di Via Valeggio 5 5

- Composizione del modulo : 72 celle in serie,disposte in 6 file da 12, 3 diodi di by-pass in antiparallelo ogni 24 celle.(fig. 4) - Efficienza del modulo FV in condizioni nominali η (STC) = 12,66 % - Fill factor in condizioni nominali FF (STC) : 0,735 Figura 4 Dimensioni e disposizione dei diodi di by-pass nel modulo SM110/24V La superficie delle celle su cui incide la radiazione solare è stata sottoposta ad un processo di testurizzazione allo scopo di ridurre le perdite per riflessione (processo TOPS) 1.2 DESCRIZIONE TECNICA DEGLI INVERTER DI CONNESSIONE A RETE - Marca: Mastervolt - Modello: Sunmaster 2500-200 1.2.1 Ingresso dal solare - Tensione di avvio : 88 V - Tensione massima : 200 V - Corrente massima : 20 A - Potenza : 2500 W continuativa a 40 C - Potenza di picco : 3400 W P - Consumo da solare con carico nullo : < 4 W 1.2.2 MPPT - Sistema di inseguimento del punto di massima potenza MPPT con il metodo del tracking percentuale - Efficienza dell MPPT : da 750 W di carico, circa il 99% 1.2.3 Uscita verso la rete - Tensione di rete : 230 V AC nominali ( 207 V minima, 244 V massima ) - Corrente di rete : 11 A nominali, 14 A massimi - Finestra di frequenza operativa : 48-52 Hz - Fattore di potenza : 0,99-1 a pieno carico - Consumo di potenza in stand-by : < 0,25 W - Efficienza : 91% a 400 W, 94 % max Analisi e valutazioni sull impianto fotovoltaico di Via Valeggio 5 6

1.2.4 Monitoraggio Comunicazioni attraverso il display presente sull inverter : - Tensione solare [V], corrente solare [A] - Tensione di rete [V], corrente di rete [A], potenza apparente generata [W] - Energia netta fornita alla rete [kwh] - Ore di funzionamento dell inverter [ore] - Temperatura interna all inverter [ C] - frequenza di rete Dimensioni : 850 330 235 mm Peso :18 kg (inverter), 7 kg (scatola di collegamento) Il sistema cerca il punto di massima potenza corrispondente ad una tensione pari 0,78 volte la tensione a vuoto. Ogni 2,5 secondi i moduli sono scollegati dal carico per 0,8 millisecondi. Durante la disconnessione raggiungono la tensione a vuoto che viene misurata dal Sunmaster, il quale subito setta la il punto di lavoro ad una tensione pari a 0,78 volte la tensione misurata. Il settaggio della percentuale (78 % è il valore di default) può essere modificato tramite il display. L intervallo di settaggio è tra il 68% 88 %. 1.3 DESCRIZIONE DEL SISTEMA DI MONITORAGGIO Già gli inverter Sunmaster sono forniti di un display che permette di visualizzare le grandezze elettriche (tensione, corrente, energia prodotta in corrente alternata) a monte e a valle del dispositivo di conversione DC/AC. I dati complessivi di tensione solare, corrente solare, potenza in corrente continua complessiva di 144 moduli ed energia complessiva in corrente alternata erogata dalla messa in funzione dell impianto vengono trasmessi ad un giornale luminoso, un display di grandi dimensioni posizionato all ingresso dell edificio. Il dato più significativo è l energia complessivamente prodotta in kwh, ottenuta come somma delle energie misurate dai singoli inverter. Il contatore, posizionato nel sottotetto immediatamente a valle dei 6 inverter, registra un valore di energia inferiore, circa il 3% in meno, dovuto con molta probabilità alla differente lettura dello strumento rispetto ai valori registrati dagli inverter. In genere la misura del contatore dovrebbe essere più attendibile. L impianto della Provincia di Torino dispone poi di un ulteriore e più completo sistema di monitoraggio che consente di rilevare: - temperatura dell aria esterna [ C] - temperatura di un modulo [ C] - irraggiamento solare [W/m 2 ] - potenza in corrente continua prodotta da ogni sottocampo FV [W] - potenza in corrente alternata in uscita dall inverter [W] Il sistema è costituito da un data logger (MODAS 1217) al quale arrivano i segnali elettrici degli strumenti di misura; i dati raccolti arrivano poi ad un PC mediante cavo RS 232 dotato di un software per l elaborazione e la visualizzazione. Gli strumenti di misura adottati sono: - Una termoresistenza Pt100 posizionata all ombra sul tetto per rilevare la temperatura dell aria. - Una termoresistenza Pt100 posizionata a contatto con una cella di un modulo FV sul tetto per rilevarne la temperatura. - Un solarimetro Kipp e Zonen posizionato sul tetto inclinato come i moduli a 24 che misura la radiazione globale (diretta + riflessa + albedo) incidente sui moduli. - 6 amplificatori con separazione galvanica che misurano la potenza in ingresso agli inverter. - 6 contatori di energia ad impulsi che forniscono la potenza attiva monofase in uscita dagli inverter. Analisi e valutazioni sull impianto fotovoltaico di Via Valeggio 5 7

Sul software per MODAS 1217 vengono visualizzati i valori istantanei di 30 canali ogni 2 secondi. I primi due canali sono relativi alle temperature dell aria e del modulo, sui canali dal 3 all 8 ci sono le potenze dei sottocampi in corrente continua P DC -1 P DC -6, sui canali dal 9 al 14 le potenze attive in corrente alternata P AC- 1, P AC- 6, sul canale 15 c è l irraggiamento G(24 ). I canali 16 e17 sono vuoti. Il software calcola la potenza in corrente continua dividendo l energia E AC misurata per il tempo di campionamento della misura (SCAN TIME). Sui canali dal 18 al 30 sono state posizionate altre grandezze ottenute tramite formule matematiche dalle grandezze misurate: PAC - Il rendimento η BOS (%) = 100 (1) G PDC( NOM ) 1000 (canale 18 = η BOS-1., canale 23 = η BOS-6 ) P DC(NOM) : potenza in corrente continua nominale di un sottocampo pari a 2640 W P = 110 24 W P PAC - Il rendimento degli inverter η inv (%) = 100 (2) PDC (canale 24 = η inv -1, canale 29 = η inv -6 ) PAC 1 - Un rendimento complessivo degli inverter η inv (%) = 100 (canale 30 ) (3) TOT 6 P I valori relativi ai rendimenti degli inverter sono un dato molto significativo perché consente di tenere sottocontrollo il loro funzionamento. L efficienza di queste macchine, infatti, deve essere sempre maggiore del 90% già a basse potenze di ingresso (15 20 % della potenza nominale) e valori inferiori sarebbero indicativi di un malfunzionamento, a meno di errori degli strumenti di misura. Indicativi del buon funzionamento del sistema sono anche i dati relativi al rendimento del sistema η BOS : dalla condizione indicata nella verifica tecnica P >,75 P / 1000, ne deriva che Analisi e valutazioni sull impianto fotovoltaico di Via Valeggio 5 8 AC 6 1 DC 0 DC( NOM ) G η BOS deve essere maggiore del 75%. Il limite di questa formula sta nel fatto che utilizza G misurato a 24 anche per i sottocampi 1-2-3-4 che sono invece inclinate di 36 rispetto all orizzontale. Pertanto i valori di η BOS-5 e η BOS-6 sono corretti, quelli di η BOS-1, η BOS-4 sono solo indicativi, dal momento che, considerando G ( 24 ) G(36 ), si commette un errore non sempre trascurabile. Il software registra il valor medio dei dati acquisiti in un tempo di 10 minuti e consente di visualizzarli su di un grafico, fino a 4 canali contemporaneamente. Il tempo medio di registrazione dei dati detto MEAN TIME è comunque una scelta effettuata da chi ha installato il programma (il MEAN TIME minimo è 1 minuto, quello massimo è 1 ora). Il tempo di campionamento, SCAN TIME, è fissato sui 2 secondi. Il software elabora poi altri dati estremamente significativi che vengono visualizzati direttamente in rete sul sito della provincia di Torino: - La quantità di energia radiativa in kwh/m 2 incidente sui moduli (valori giornalieri, mensili, annuali) - La quantità di energia elettrica prodotta dall impianto in kwh (valori giornalieri, mensili, annuali) - Il rendimento η BOS non di una singola sottocampo ma di tutto il sistema. Vengono forniti i valori energetici e di efficienza orari, giornalieri, mensili e annuali ottenuti per integrazione di quelli registrati ogni 10 minuti sommando tutti e 6 i sottocampi del generatore.

2 DATI DI PRODUZIONE ELETTRICA ANNUALE E VALUTAZIONE DEL RISPARMIO ENERGETICO I dati giornalieri, mensili e annuali di radiazione ed energia prodotta, forniti in rete dal sistema di monitoraggio non possono essere considerati del tutto attendibili. Essi sono ottenuti per integrazione di quelli registrati ogni dieci minuti sommando tutti e sei i sottocampi del generatore. L errore di off-set del solarimetro pari a circa 35 45 W/m 2, sommato per un mese, da un errore di sovrastima della radiazione di almeno 0,84 kwh/m 2 /giorno e di 26 kwh/m 2 /mese. In percentuale un tale errore può essere altissimo nel periodo invernale (anche il 20%), mentre è ovviamente minore nel periodo estivo. I dati del sistema forniscono tuttavia un valore orientativo dell andamento delle due grandezze nel tempo. L efficienza η BOS calcolata dal sistema con la formula (1): η BOS PAC (%) = 100 G PDC( NOM ) 1000 assume valori decisamente inferiori rispetto a quelli previsti nella verifica tecnica (η BOS > 0,75), oltre che per le elevate perdite per mismatching, anche a causa della sottostima dell energia prodotta. Per una maggiore precisione nei dati di produzione è stato fatto riferimento ai valori del contatore generale di energia elettrica erogata dall impianto e ai contatori parziali dei singoli inverter. Lo scostamento tra la somma delle energie misurate dai singoli inverter e l energia misurata dal contatore generale è del 2,7%. L impianto ha prodotto in due anni (giugno 2002-giugno 2004) circa 27.519 kwh; il dato di energia erogata aggiornato al 21 settembre 04 è di 30.439 kwh. In tabella 1 sono indicati i valori di energia prodotta dai sei sottocampi di uguale area (20,84 m 2 ) nel periodo intercorso tra giugno 2002 e settembre 2004. Dalla tabella si evince che il sottocampo che ha erogato l energia maggiore è stato il n. 5, posizionato sulla parte sinistra del tetto (verso ovest). Complessivamente i sottocampi n. 4, 5 e 6 hanno prodotto circa la stessa energia, sebbene ombreggiati in modo differente durante il giorno. Dalla tabella è anche possibile valutare l effetto delle perdite per mismatching dovute ad ombreggiamento parziale e totale (polveri), che risulta maggiora sulle strutture frangisole dei piani bassi. Il sottocampo n.1 ha prodotto circa 1/3 del n. 4, posizionato ai piani alti dell edificio. Nel diagramma di fig. 5 sono riportati i valori di energia prodotta in percentuale dai sei sottocampi. Sottocampo E AC [kwh] 1 3.949,92 2 4.218,01 3 4.848,45 4 5.929,69 5 6.293,76 6 6.050,45 Totale impianto 31.290,28 Tabella 9.1 Energia complessivamente prodotta dai sei sottocampi. Analisi e valutazioni sull impianto fotovoltaico di Via Valeggio 5 9

Ripartizione dell'energia prodotta dai 6 sottocampi di uguale area (20,8 m 2 ) E AC -i /E AC TOT Tetto 6 19,3% Frangisole 1 12,6% Frangisole 2 13,5% Tetto 5 20,1% Frangisole 3 15,5% Frangisole 4 19,0% Figura 5 ripartizione dell energia prodotta dai 6 sottocampi di uguale area Teoricamente i moduli sul tetto dei sottocampi 5 e 6 dovrebbero produrre il 33% dell energia complessiva, in realtà a causa delle maggiori perdite nei frangisole, la loro quota di energia prodotta è circa pari al 40% (valore medio in due anni). Nell anno 2003 la produzione di energia elettrica è stata di circa 14.743 kwh/anno, inferiore alla stima del progettista che era di 15.900 kwh/anno per un anno tipo (9% in meno). Non potendo confrontare correttamente i dati di radiazione globale a 24 e 36 calcolati a partire dai dati storici orizzontali con la radiazione annuale misurata dal solarimetro di via Valeggio, si è effettato il confronto sui valori di radiazione orizzontale. I dati storici e quelli misurati dal solarimetro Orbassano per i vari mesi dell anno 2003 sono riportati in tabella 2. mese H gh [kwh/m 2 /mese] ("Orbassano") H gh [kwh/m 2 /mese] (valori storici) deltah % gen-03 43,59 46,10-5% feb-03 60,95 61,99-2% mar-03 102,94 106,61-3% apr-03 117,73 141,63-17% mag-03 157,11 172,58-9% giu-03 184,82 185,37 0% lug-03 190,84 199,76-4% ago-03 166,13 170,16-2% set-03 115,75 123,36-6% ott-03 63,79 79,89-20% nov-03 32,92 45,48-28% dic-03 35,28 38,53-8% annuale 1271,85 1371,46-7% tabella 2 Radiazione globale orizzontale mensile storica e misurata nel 2003. La riduzione della radiazione solare annua del 7% rispetto al dato storico è dovuta soprattutto alla forte diminuzione nei mesi autunnali (ottobre e novembre). Analisi e valutazioni sull impianto fotovoltaico di Via Valeggio 5 10

Il 7% in meno di radiazione globale orizzontale nel 2003 sembrerebbe attendibile e giustificherebbe la riduzione di energia prodotta di circa il 9% rispetto al valore stimato con la radiazione storica. Per valutare in modo orientativo la potenza prodotta dall impianto nei vari mesi dell anno nel periodo di monitoraggio, si è utilizzata un ipotesi correttiva per i valori misurati. Dall esame di diverse giornate si è determinata l efficienza media giornaliera degli inverter misurata dai sensori: 87% η INV ( MIS) Essendo l efficienza reale dei convertitori mediamente intorno al 90% (inferiore al 90% solo per valori di P AC <0,15%), i valori di energia misurati E AC sono stati opportunamente corretti: 0,9 E AC, CORR = E AC, MIS 0,87 L energia corretta E AC,CORR, prodotta dall impianto nel periodo luglio 2003-agosto 2004 è stata riportata sul grafico di fig. 6. E AC [kwh] 3000 Energia prodotta dall'impianto in un anno di monitoraggio 2500 2000 1500 1000 500 0 lug-03 ago-03 set-03 ott-03 nov-03 dic-03 gen-04 feb-04 mar-04 Tempo apr-04 mag-04 giu-04 lug-04 ago-04 Figura 6 Energia prodotta dall impianto in un anno di monitoraggio In un anno esatto di monitoraggio (luglio 03-giugno 04) sono stati prodotti circa 13.330 kwh. Nel periodo tra giugno e luglio 04 la produzione ha subito un ulteriore diminuzione per via dei lavori eseguiti sulla facciata sud-ovest: le strutture frangisole sono state ricoperte da uno strato antipolvere che ha ridotto la loro efficienza del 10% circa. Inoltre non essendo stata ancora effettuata una manutenzione sull impianto, nei mesi del 2004 rispetto al 2003 c è stato un ulteriore aumento delle perdite per sporcamento dei pannelli, soprattutto sui frangisole dei piani bassi. 2.1 CALCOLO DEL RISPARMIO TEORICO DI ENERGIA ELETTRICA NECESSARIA AL RAFFRESCAMENTO ESTIVO Utilizzando i valori storici di radiazione oraria giornaliera media mensile si è calcolato il carico termico giornaliero entrante dalle 19 finestre in presenza e in assenza di elemento schermante. I risultati ottenuti sono visibili in tabella 3 (giorno medio di riferimento è il 15 di ogni mese). Analisi e valutazioni sull impianto fotovoltaico di Via Valeggio 5 11

Riduzione del carico termico giornaliero medio mensile Q SV (g) Q FR (g) Q RISP (g) Risparmio giornaliero in % mese maggio 165,6 98,4 67,2 41% giugno 164,0 93,8 70,2 43% luglio 177,5 100,6 76,9 43% agosto 183,8 113,2 70,6 38% settembre 182,7 126,7 56,0 31% Tabella 3 Carichi termici evitati e risparmio giornaliero medio mensile nell anno tipo Nel calcolo del carico termico entrante dalla 19 finestre senza frangisole si è trascurata al riduzione di esso dovuta alla presenza di altri elementi schermanti come l edificio ad ovest della facciata, che determina l annullamento della componente diretta nelle ore tardo-pomeridiane. L energia termica giornaliera entrante dalle superfici vetrate in presenza dei frangisole è ridotta di oltre il 40% nei mesi più caldi; l effetto schermante risulta particolarmente efficace nelle ore centrali del giorno, durante le quali la frazione soleggiata è praticamente nulla e il fattore di ombreggiamento orario inferiore a 0,5. Il risparmio teorico di energia elettrica per effetto schermante dipende dall efficienza del condizionatore. Per l edificio di via Valeggio 5 sono stati adottati due gruppi di refrigerazione con condensatore ad acqua e due torri evaporative. In condizioni nominali con temperatura ambiente di 32 C, temperatura dell acqua all ingresso del condensatore di 26 C, temperatura dell acqua di refrigerazione all uscita dell evaporatore di 7 C e salto termico di 5 C, la potenza frigorifera di un gruppo è pari a 276.800 Frig/h e la potenza elettrica assorbita è 79,2 kw. In queste condizioni, COP 4. I due chiller sono costituiti da 3 compressori ciascuno e dotati di un sistema di regolazione che in base alla temperatura fissata di uscita dell acqua refrigerante consente la variazione del numero di compressori in funzione. Aumentando la temperatura di uscita dell acqua refrigerata, aumenta l efficienza della macchina frigorifera. Le condizioni reali di funzionamento sono le seguenti : - Temperatura dell acqua di refrigerazione in uscita dall evaporatore : 10 C - Temperatura dell acqua all ingresso del condensatore : 26 C Le prestazioni della macchina frigorifera sono : - Potenza frigorifera Q utile = 303.200Frig / h = 352, 5kW - Potenza elettrica assorbita L = 82, 1kW Qutile - COP = 4, 3 L Il risparmio elettrico mensile e quello totale estivo per effetto schermante dei moduli FV è visualizzato in tabella 4. Q RISP (g) Risparmio elettrico teorico giornaliero Q RISP (m) [kwh/mese] Risparmio elettrico teorico mensile [kwh/mese] mese maggio 67,2 15,6 2083,3 484,5 giugno 70,2 16,3 2106,6 489,9 luglio 76,9 17,9 2383,2 554,2 agosto 70,6 16,4 2187,8 508,8 Analisi e valutazioni sull impianto fotovoltaico di Via Valeggio 5 12

Q RISP (g) Risparmio elettrico teorico giornaliero Q RISP (m) [kwh/mese] Risparmio elettrico teorico mensile [kwh/mese] mese settembre 56,0 13,0 1680,2 390,7 totale estivo 10441,0 2.428,1 Tabella 4 Risparmio elettrico per effetto schermante nei mesi estivi di un anno tipo. Come si evince dalla tabella il risparmio elettrico è piuttosto basso in relazione all energia termica ridotta; questo è dovuto all elevata efficienza dei gruppi di condizionamento adottati. Un impianto di refrigerazione con condensatore ad aria ha dei costi inferiori rispetto al condensatore ad acqua, ma anche efficienze inferiori. Mediamente : - impianto con condensatore ad acqua COP = 3 4 - impianto con condensazione ad aria COP = 2,5 3 Questo significa che in un edificio che utilizza un impianto con condensatore ad aria il risparmio per effetto schermante risulta maggiore. Se COP = 3 Risparmio elettrico totale estivo per frangisole = 3.480 kwh. Inoltre probabilmente il sistema di regolazione non è abbastanza sensibile alla diminuzione del carico termico estivo sulle superfici vetrate, per cui la presenza di moduli schermanti sulle 19 finestre della facciata sud-ovest ha effetti solo in termini di comfort termico e non in termini economici. L energia prodotta dai frangisole nell anno tipo può essere quindi confrontata con il risparmio sui consumi di condizionamento estivo (fig.7). Moduli frangisole: risparmio teorico elettrico per energia prodotta e per effetto schermante E [k Wh] 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 mag giu lug ago set Tempo energia producibile Effetto schermante Figura 9.5 risparmio elettrico per energia prodotta e per effetto schermante A parità di radiazione incidente, il risparmio elettrico per la riduzione del carico termico sensibile nei mesi estivi è quasi pari al 50% dell energia producibile e il valore sarebbe ancora più elevato con un COP del condizionatore inferiore. Si è comunque scelto di mettere sullo stesso piano un effetto reale, l energia elettrica prodotta, con un effetto ipotetico quale il risparmio elettrico dei consumi, strettamente dipendente dalla sensibilità del condizionatore alla variazione del carico termico. Analisi e valutazioni sull impianto fotovoltaico di Via Valeggio 5 13