Ottimizzazione dell'autoconsumo SUNNY BACKUP / SUNNY HOME MANAGER Guida di progettazione SBU_HoMan-PL-UIT123013 Version 1.3 IT
SMA Solar Technology AG Indice Indice 1 Autoconsumo diretto e ottimizzazione dell'autoconsumo.......... 5 2 Sistemi per l'ottimizzazione dell'autoconsumo................... 7 2.1 Sistema per la modifica del profilo di carico......................... 7 2.2 Sistema per l'accumulo temporaneo di energia fotovoltaica............. 9 2.3 Sistema per la modifica del profilo di carico con accumulo temporaneo di energia fotovoltaica......................................... 11 3 Prodotti per l'ottimizzazione dell'autoconsumo.................12 3.1 Prodotti SMA corrispondenti al sistema scelto....................... 12 3.2 Inverter FV.................................................. 14 3.3 Contatore di energia.......................................... 15 3.3.1 Note sulla scelta dei contatori di energia.................................... 15 3.3.2 Contatori di energia testati da SMA........................................ 16 3.4 Materiale per il collegamento di contatori di energia................. 21 3.4.1 Per contatori di energia con interfaccia D0................................... 21 3.4.2 Per contatori di energia con interfaccia S0................................... 22 3.5 Router..................................................... 22 4 Dimensionamento di un sistema Backup per l'ottimizzazione dell'autoconsumo...........................23 4.1 Note sulla progettazione dell'impianto............................ 23 4.2 Esempio pratico: Dati di un sistema Backup reale.............. 28 4.3 Batterie.................................................... 29 Guida di progettazione SBU_HoMan-PL-UIT123013 3
Indice SMA Solar Technology AG 4 SBU_HoMan-PL-UIT123013 Guida di progettazione
SMA Solar Technology AG Autoconsumo diretto e ottimizzazione dell'autoconsumo 1 Autoconsumo diretto e ottimizzazione dell'autoconsumo Di regola l'energia fornita da un impianto fotovoltaico viene prevalentemente immessa nella rete pubblica. Gli utilizzatori domestici ne possono utilizzare solo una parte direttamente per la loro alimentazione. Tale quota di energia fotovoltaica impiegata direttamente costituisce l'autoconsumo diretto. L'ammontare dell'autoconsumo diretto deriva dalle dimensioni dell'impianto fotovoltaico e dal profilo di carico dell'abitazione. Una tipica famiglia tedesca di 4 persone con un impianto fotovoltaico da 5 kwp raggiunge di per sé una quota di autoconsumo diretto pari a circa il 30%. Figura 1: Profilo giornaliero di un impianto fotovoltaico, del consumo e dell'autoconsumo diretto (esempio) Attraverso l'autoconsumo di energia fotovoltaica, ogni impianto fotovoltaico è in grado di ridurre l'energia prelevata dalla rete e di non gravare pertanto sulla rete pubblica. Il consumo di energia elettrica sul luogo della sua produzione consente inoltre di evitare perdite di trasmissione. In quanto gestori di un impianto fotovoltaico, tramite l'autoconsumo di energia fotovoltaica è possibile ottenere maggiori entrate derivanti dagli introiti per la retribuzione dell'immissione e dai risparmi per la riduzione dell'energia prelevata dalla rete. L'esatto ammontare dei risparmi ottenuti grazie alla riduzione del prelievo dalla rete dipende dagli attuali prezzi dell'energia elettrica in vigore a livello locale. Guida di progettazione SBU_HoMan-PL-UIT123013 5
Autoconsumo diretto e ottimizzazione dell'autoconsumo SMA Solar Technology AG L'ottimizzazione dell'autoconsumo può essere perseguita attraverso 3 strategie: Modificare il profilo di carico. Utilizzando in modo mirato gli elettrodomestici negli orari di elevata produzione fotovoltaica si ottiene un'ottimizzazione dell'autoconsumo. Ad esempio, controllando gli utilizzatori in maniera intelligente Home Manager può aumentare la quota di autoconsumo fino al 45% circa. Immagazzinare l'energia fotovoltaica in eccesso per alimentare gli utilizzatori in un secondo momento, nelle ore serali e notturne. Il sistema Backup consente l'accumulo temporaneo dell'energia fotovoltaica in eccesso. In una famiglia media, con un dimensionamento standard dei componenti del sistema Backup è possibile incrementare la quota di autoconsumo fino al 55% circa (v. cap. 4 "Dimensionamento di un sistema Backup per l'ottimizzazione dell'autoconsumo", pagina 23). Combinare le modifiche del profilo di carico con l'accumulo temporaneo di energia fotovoltaica. In questo modo il sistema Backup, in combinazione con Home Manager, è in grado di aumentare la quota di autoconsumo fino al 65% circa. Sistema Backup e Home Manager Combinando il sistema Backup e Home Manager, le quote di autoconsumo non si sommano completamente. 6 SBU_HoMan-PL-UIT123013 Guida di progettazione
SMA Solar Technology AG Sistemi per l'ottimizzazione dell'autoconsumo 2 Sistemi per l'ottimizzazione dell'autoconsumo 2.1 Sistema per la modifica del profilo di carico Figura 2: Impianto fotovoltaico con Home Manager (esempio) Tramite Portal, Home Manager offre diversi aiuti per modificare il profilo di carico, quali ad esempio report di stato, previsioni e consigli operativi. Inoltre, Home Manager può attivare e disattivare in maniera automatica gli utilizzatori collegati attraverso le prese radio SMA. Guida di progettazione SBU_HoMan-PL-UIT123013 7
Sistemi per l'ottimizzazione dell'autoconsumo SMA Solar Technology AG Home Manager applica la modifica del profilo di carico attraverso i seguenti provvedimenti. Provvedimento Creazione di una previsione di produzione fotovoltaica Creazione di un profilo di carico Controllo mirato degli utilizzatori Applicazione Home Manager registra continuamente l'energia prodotta dall'impianto fotovoltaico. Inoltre, Home Manager riceve via Internet previsioni del tempo riferite alla propria ubicazione. Sulla base di queste informazioni Home Manager genera una previsione di produzione fotovoltaica per l'impianto fotovoltaico. Oltre alla produzione fotovoltaica, Home Manager registra anche l'energia immessa e prelevata dalla rete. Per rilevare immissione e prelievo Home Manager può servirsi di 2 configurazioni di contatori: 1 contatore di immissione e 1 contatore di prelievo oppure 1 contatore bidirezionale di immissione e prelievo Sulla base di produzione fotovoltaica, immissione e prelievo, Home Manager determina quanta energia viene utilizzata in casa e in quali orari si concentrano i consumi, generando un profilo di carico sulla base di questi dati. Sulla scorta delle previsioni di produzione fotovoltaica e del profilo di carico, Home Manager determina quali sono i momenti favorevoli per l'ottimizzazione dell'autoconsumo. Grazie all'accesso standard gratuito a Portal, Home Manager consente di monitorare in maniera dettagliata l'impianto, visualizzare l'energia fotovoltaica disponibile durante il giorno e controllare in tempo reale tutti i flussi energetici domestici. Home Manager offre 2 alternative per l'attivazione e la disattivazione degli utilizzatori: Home Manager è in grado di attivare e disattivare automaticamente gli utilizzatori collegati alle prese radio SMA. In alternativa è possibile attivare e disattivare manualmente i propri utilizzatori domestici. Questo rapporto consapevole con l'energia elettrica contribuisce anch'esso a una ottimizzazione dell'autoconsumo. 8 SBU_HoMan-PL-UIT123013 Guida di progettazione
SMA Solar Technology AG Sistemi per l'ottimizzazione dell'autoconsumo 2.2 Sistema per l'accumulo temporaneo di energia fotovoltaica Figura 3: Impianto fotovoltaico con sistema Backup e Meter Box per Backup Backup richiama i dati dei contatori di energia collegati attraverso Meter Box per Backup e rileva in questo modo produzione fotovoltaica, immissione e prelievo. Sulla base di questi dati, il sistema di gestione della batteria di Backup regola i processi di carica e scarica della batteria collegata: Quando è disponibile potenza fotovoltaica in eccesso questa viene immagazzinata nella batteria. Quando non è disponibile potenza fotovoltaica, Backup attiva lo scaricamento della batteria e l'energia è quindi messa a disposizione degli utilizzatori sul posto. Guida di progettazione SBU_HoMan-PL-UIT123013 9
Sistemi per l'ottimizzazione dell'autoconsumo SMA Solar Technology AG Figura 4: Ottimizzazione dell'autoconsumo tramite l'accumulo temporaneo di energia fotovoltaica (esempio) Attraverso questa strategia l'energia fotovoltaica è sempre disponibile quando viene richiesta, anche dopo il tramonto o in caso di black-out. 10 SBU_HoMan-PL-UIT123013 Guida di progettazione
SMA Solar Technology AG Sistemi per l'ottimizzazione dell'autoconsumo 2.3 Sistema per la modifica del profilo di carico con accumulo temporaneo di energia fotovoltaica Figura 5: Impianto fotovoltaico con Home Manager e sistema Backup (esempio con raffigurazione semplificata del sistema Backup) Se in Backup è integrato SMA Bluetooth Piggy-Back Off-Grid (Bluetooth Piggy-Back Off-Grid), Home Manager può inviare i dati dei contatori di energia al sistema Backup. In questo modo Home Manager e il sistema Backup combinano il controllo mirato degli utilizzatori con l'accumulo temporaneo di energia fotovoltaica. Le possibilità di ottimizzazione dell'autoconsumo, ad ogni modo, non si sommano completamente. Guida di progettazione SBU_HoMan-PL-UIT123013 11
Prodotti per l'ottimizzazione dell'autoconsumo SMA Solar Technology AG 3 Prodotti per l'ottimizzazione dell'autoconsumo 3.1 Prodotti SMA corrispondenti al sistema scelto A seconda del sistema scelto è possibile utilizzare ai fini dell'ottimizzazione dell'autoconsumo i prodotti SMA indicati nella seguente tabella. Modifica del profilo di carico Accumulo temporaneo di energia fotovoltaica Modifica del profilo di carico e accumulo temporaneo di energia fotovoltaica Home Manager Presa radio SMA Bluetooth Piggy-Back Off-Grid* SMA Bluetooth Piggy-Back (Bluetooth Piggy-Back)** Sistema Backup S Sistema Backup M / L Meter Box per Backup * Bluetooth Piggy-Back Off-Grid è compatibile con il sistema Backup S. ** Se un inverter FV impiegato non dispone di interfaccia SMA Bluetooth Wireless Technology (interfaccia Bluetooth), è necessario Bluetooth Piggy-Back. Necessario Non necessario Opzionale Home Manager Home Manager è un dispositivo per il monitoraggio degli impianti fotovoltaici e il controllo degli utilizzatori in abitazioni dotate di impianto fotovoltaico (v. cap. 2.1 "Sistema per la modifica del profilo di carico", pagina 7). Portal Portal funge da interfaccia utente di Home Manager. Home Manager invia a Portal i dati rilevati, relativi ad esempio ai contatori di energia o agli inverter FV. Il collegamento con Portal è realizzato da Home Manager tramite un router. Presa radio SMA Home Manager è in grado di attivare e disattivare in maniera automatica le utenze elettriche collegate alle prese radio SMA. In alternativa alla presa radio SMA è possibile attivare e disattivare gli utilizzatori manualmente. 12 SBU_HoMan-PL-UIT123013 Guida di progettazione
SMA Solar Technology AG Prodotti per l'ottimizzazione dell'autoconsumo Bluetooth Piggy-Back Off-Grid Se in Backup è integrato SMA Bluetooth Piggy-Back Off-Grid, Home Manager può inviare i dati dei contatori di energia al sistema Backup. Tale trasmissione di dati è il presupposto per l'impiego comune di Home Manager e del sistema Backup. Compatibilità Bluetooth Piggy-Back Off-Grid è compatibile con il sistema Backup S. Bluetooth Piggy-Back Bluetooth Piggy-Back collega Home Manager con gli inverter FV che non dispongono di una propria interfaccia Bluetooth. Sistema Backup S/M/L Il sistema Backup per l'ottimizzazione dell'autoconsumo è costituito fondamentalmente da 1 Backup e da 1 Automatic Switch Box. Backup regola e controlla Automatic Switch Box e forma una rete a isola in caso di black-out. In caso di caduta della rete, Automatic Switch Box separa in modo sicuro dalla rete pubblica l'impianto fotovoltaico collegato e gli utilizzatori collegati, attivando il funzionamento a isola. Ai fini dell'ottimizzazione dell'autoconsumo, Backup attiva al momento adatto il caricamento o lo scaricamento della batteria: Quando è disponibile potenza fotovoltaica in eccesso, il sistema Backup la immagazzina nella batteria. Quando non è disponibile potenza fotovoltaica, il sistema Backup attiva lo scaricamento della batteria e rende disponibile l'energia accumulata. Meter Box per Backup Meter Box per Backup è un componente opzionale del sistema Backup che serve alla trasmissione dei dati fra il sistema stesso e i contatori di energia a esso collegati. Se per l'ottimizzazione dell'autoconsumo viene impiegato un sistema Backup senza Home Manager è necessario il ricorso a Meter Box. Guida di progettazione SBU_HoMan-PL-UIT123013 13
Prodotti per l'ottimizzazione dell'autoconsumo SMA Solar Technology AG 3.2 Inverter FV Idoneità per Home Manager Home Manager supporta i seguenti inverter FV: Boy (SB) a partire dalla versione firmware 2.06 SB 3000TL-20 / 4000TL-20 / 5000TL-20 SB 3000TL-21 / 4000TL-21 / 5000TL-21 SB 2000HF-30 / 2500HF-30 / 3000HF-30 Tripower (STP) STP 8000TL-10 / 10000TL-10 / 12000TL-10 / 15000TL-10 / 17000TL-10 Inverter FV con Bluetooth Piggy-Back Elenchi degli inverter su cui è possibile integrare Bluetooth Piggy-Back o Bluetooth Piggy-Back Off-Grid sono reperibili nelle istruzioni di Bluetooth Piggy-Back e Bluetooth Piggy-Back Off-Grid disponibili sul sito www.sma-solar.com. Gli inverter FV SMA citati possono inviare i loro dati relativi alla produzione fotovoltaica direttamente a Home Manager. Se questi inverter FV sono collegati con Home Manager è possibile collegare il contatore di produzione fotovoltaica a propria discrezione. Home Manager con sistema Backup Per l'ottimizzazione dell'autoconsumo il sistema Backup ha bisogno dei dati dei contatori di energia. Se si utilizza Home Manager assieme al sistema Backup, il contatore di produzione fotovoltaica va collegato a Home Manager. Idoneità per sistemi Backup Ai fini dell'ottimizzazione dell'autoconsumo è possibile impiegare in un sistema Backup tutti gli inverter FV. Se si desidera utilizzare il sistema Backup anche in sostituzione della rete è necessario rispettare particolari requisiti per gli inverter FV impiegati (v. informazione tecnica "Inverter FV Impiego e regolazione di inverter fotovoltaici in sistemi ad isola e di backup" sul sito www.sma-solar.com). 14 SBU_HoMan-PL-UIT123013 Guida di progettazione
SMA Solar Technology AG Prodotti per l'ottimizzazione dell'autoconsumo 3.3 Contatore di energia 3.3.1 Note sulla scelta dei contatori di energia Tipo e direzione di conteggio In un sistema per l'ottimizzazione dell'autoconsumo i contatori monodirezionali e quelli bidirezionali vengono impiegati in maniera diversa: Un contatore di energia di tipo monodirezionale può rilevare la produzione fotovoltaica, l'immissione o il prelievo. Un contatore di energia di tipo bidirezionale può rilevare contemporaneamente immissione e prelievo. Tramite Meter Box per Backup il sistema Backup è in grado di rilevare la produzione fotovoltaica anche con un contatore bidirezionale di immissione e prelievo. Comportamento di trasmissione e precisione L'idoneità di un contatore di energia per l'uso in un sistema per l'ottimizzazione dell'autoconsumo dipende fondamentalmente dal comportamento di trasmissione e dalla precisione della sua interfaccia dati: I contatori di energia con interfaccia S0 conformi a DIN EN 62053-31 classe A trasmettono l'energia attualmente misurata tramite impulsi di conteggio. Per ogni kilowattora misurato i contatori di energia trasmettono da 250 a 10 000 impulsi e determinano in questo modo l'aggiornamento dei valori visualizzati. Quanto più elevata è la frequenza degli impulsi tanto più adatto è il contatore. I contatori di energia con interfaccia ottica D0 conformi a IEC 62056-21 parte 4.3 indicano i kilowattora misurati nel proprio registro di trasmissione, con un numero variabile di cifre dopo la virgola. Quante più cifre dopo la virgola possono essere trasmesse da un contatore tanto più lo stesso sarà adatto per l'ottimizzazione dell'autoconsumo. Contatori inadatti possono falsare i valori energetici rilevati. Tali valori falsati pregiudicano la precisione dei diagrammi visualizzati e limitano le possibilità di ottimizzazione dell'autoconsumo con Home Manager e un sistema Backup. Dette limitazioni interessano in particolare il controllo automatico degli utilizzatori tramite prese radio SMA e la comunicazione fra Home Manager e il sistema Backup. Interfacce Se si intende collegare un contatore di energia al sistema Backup o a Home Manager tramite una interfaccia D0 è necessaria una testina di lettura (v. 3.4.1 "Per contatori di energia con interfaccia D0", pagina 21). I contatori di energia con interfaccia S0 possono essere utilizzati esclusivamente con Home Manager. Se si intende collegare un contatore di energia a Home Manager tramite una interfaccia S0 sono necessari un connettore a 4 poli e un cavo di collegamento (v. cap. 3.4.2 "Per contatori di energia con interfaccia S0", pagina 22). Guida di progettazione SBU_HoMan-PL-UIT123013 15
Prodotti per l'ottimizzazione dell'autoconsumo SMA Solar Technology AG 3.3.2 Contatori di energia testati da SMA SMA Solar Technology AG ha testato l'uso dei contatori di energia citati nel presente capitolo con Home Manager o con sistemi Backup. Tali contatori di energia possono tuttavia essere configurati in modo diverso dai produttori. Per questo motivo è possibile che i contatori di energia si comportino in maniera parzialmente diversa rispetto a quelli testati da SMA Solar Technology AG, nonostante la denominazione del modello sia identica o simile. In singoli casi sfavorevoli, è pertanto anche possibile che questi contatori di energia non siano compatibili con Home Manager o con il sistema Backup. Marcatura dei contatori di energia testati nelle seguenti tabelle Nel caso in cui il comportamento di trasmissione e la precisione di un contatore di energia testato soddisfino i requisiti per l'ottimizzazione dell'autoconsumo, tale funzionalità del contatore è contrassegnata con / Sì. EasyMeter GmbH Tipo Q3DA1004 v3.03 Q3DA1034 v3.03 Direzione di conteggio Produzione FV/ Prelievo Produzione FV/ Immissione Interfacce Home Manager Sistema Backup D0 S0 Rappresentazione dei valori dei contatori in Portal Controllo automatico degli utilizzatori con Meter Box per Backup con Home Manager Sì No Non testato 16 SBU_HoMan-PL-UIT123013 Guida di progettazione
SMA Solar Technology AG Prodotti per l'ottimizzazione dell'autoconsumo EMH Metering GmbH & Co. KG Tipo ED100L- W2T8-0N- E00-D2-000000- E50/L1 ED300L W2E8-0N- E00-D2-000000- E50/L1 ED300L W2E8-0N- E00-D2-000002- E50/Q2 ED300L- W2E8-0N- E00-D2-000000- E50/X1 ehz- HW8E2A5L0 EL1P ehz- HW8E2AWL 0EQ2P ehz- IW8E2A5L0 EQ2P Direzione di conteggio Interfacce Home Manager Sistema Backup D0 S0 Rappresentazione dei valori dei contatori in Portal Controllo automatico degli utilizzatori con Meter Box per Backup con Home Manager Produzione FV Produzione FV/ Immissione Immissione e prelievo Produzione FV Produzione FV Immissione e prelievo Produzione FV Sì No Non testato Guida di progettazione SBU_HoMan-PL-UIT123013 17
Prodotti per l'ottimizzazione dell'autoconsumo SMA Solar Technology AG Hager Vertriebsgesellschaft mbh & Co. KG Tipo Direzione di conteggio Interfacce Home Manager Sistema Backup D0 S0 Rappresentazione dei valori dei contatori in Portal Controllo automatico degli utilizzatori con Meter Box per Backup con Home Manager EHZ361D5T Produzione FV/ Prelievo EHZ361WA Produzione FV/ Prelievo EHZx60LA Produzione FV/ Immissione EHZx60LB Produzione FV/ Immissione EHZx60ZA Immissione e prelievo EHZx60ZB Immissione e prelievo EHZx61LA Produzione FV/ Immissione EHZx61LB Produzione FV EHZx61ZA Immissione e prelievo EHZx61ZB Immissione e prelievo EHZx62Lx Produzione FV/ Immissione EHZx62Zx Immissione e prelievo EHZx63Lx Produzione FV/ Immissione EHZx63Zx Immissione e prelievo Sì No Non testato 18 SBU_HoMan-PL-UIT123013 Guida di progettazione
SMA Solar Technology AG Prodotti per l'ottimizzazione dell'autoconsumo ISKRAEMECO GmbH Energiemess- und Regeltechnik Tipo MT171- D2A52- V12G22-K0 MT174 D2A52-G22- M3K0 Itron GmbH Tipo Direzione di conteggio Immissione e prelievo * Funziona solo tramite interfaccia S0. ACE3000 260-C21D- R1-A ACE3000 260-C41D- R2-A ACE3000 HZ2-C50D- E1-A ACE3000 HZ2-C80D- E1-A ACE3000 HZ2-CD0D- E1-A Immissione e prelievo Direzione di conteggio Produzione FV/ Prelievo Immissione e prelievo Immissione e prelievo Produzione FV/ Prelievo Produzione FV/ Prelievo * Funziona solo tramite interfaccia S0. Interfacce Home Manager Sistema Backup D0 S0 Rappresentazione dei valori dei contatori in Portal Controllo automatico degli utilizzatori * con Meter Box per Backup con Home Manager Interfacce Home Manager Sistema Backup D0 S0 Rappresentazione dei valori dei contatori in Portal Controllo automatico degli utilizzatori * con Meter Box per Backup con Home Manager Sì No Non testato Guida di progettazione SBU_HoMan-PL-UIT123013 19
Prodotti per l'ottimizzazione dell'autoconsumo SMA Solar Technology AG Kamstrup A/S Tipo 382Jx3 684-38B-J1-31- 070 Direzione di conteggio Landis+Gyr GmbH Tipo Produzione FV/ Prelievo * Funziona solo tramite interfaccia S0. ZMD120APE r53 ZMD120APT r53 ZME120ACd r53a ZMF120ACd s2 Direzione di conteggio Produzione FV/ Prelievo Immissione e prelievo Immissione e prelievo Immissione e prelievo * Funziona solo tramite interfaccia S0. Interfacce Home Manager Sistema Backup D0 S0 Rappresentazione dei valori dei contatori in Portal Controllo automatico degli utilizzatori * con Meter Box per Backup con Home Manager Interfacce Home Manager Sistema Backup D0 S0 Rappresentazione dei valori dei contatori in Portal Controllo automatico degli utilizzatori * con Meter Box per Backup con Home Manager Sì No Non testato 20 SBU_HoMan-PL-UIT123013 Guida di progettazione
SMA Solar Technology AG Prodotti per l'ottimizzazione dell'autoconsumo NZR Nordwestdeutsche Zählerrevision Tipo ehz EDL21 Art.-Nr. 23030326 ehz GW8E2A50 0K2 Direzione di conteggio Interfacce Home Manager Sistema Backup D0 S0 Rappresentazione dei valori dei contatori in Portal Controllo automatico degli utilizzatori con Meter Box per Backup con Home Manager Produzione FV Produzione FV/ Prelievo Sì No Non testato 3.4 Materiale per il collegamento di contatori di energia 3.4.1 Per contatori di energia con interfaccia D0 Se si intende collegare un contatore di energia al sistema Backup o a Home Manager tramite una interfaccia D0 è necessaria una testina di lettura ottica. Home Manager Per Home Manager, SMA Solar Technology AG offre una testina di lettura ottica dotata di cavo e connettore a 4 poli. La testina di lettura ottica può essere ordinata come accessorio (codice d'ordine SMA: HM-D0-METERADAPTER). Testina di lettura compatibile per contatori di energia Easy Meter GmbH I contatori di energia Easy Meter GmbH testati da SMA Solar Technology AG non sono compatibili con la testina di lettura fornita come accessorio da SMA Solar Technology AG. In questo caso utilizzare una testina di lettura ottica COM-IR Q3D della co.met GmbH o equivalente. Collegare il connettore a 4 poli fornito in dotazione con Home Manager alla testina di lettura COM-IR Q3D. Rispettare l'occupazione dei pin prescritta per la serie D0 di Home Manager (v. istruzioni per l'installazione di Home Manager sul sito www.sma-solar.com). Guida di progettazione SBU_HoMan-PL-UIT123013 21
Prodotti per l'ottimizzazione dell'autoconsumo SMA Solar Technology AG Sistema Backup Per un sistema Backup con Meter Box per Backup, SMA Solar Technology AG raccomanda l'uso della testina di lettura della ED Jochen Vogts modello "Infrarot Adapter RS232/RJ10 MUC" con uscita cavo 180. Con Meter Box per Backup è possibile ricevere 2 di queste testine di lettura scegliendo l'opzione d'ordine corrispondente. Uscita cavo della testina di lettura ottica Le testine di lettura ottica consigliate sono dotate di un'uscita cavo a 180 o di un'uscita cavo verso l'alto. Al momento di collegare un contatore di energia tramite una di queste testine di lettura, accertarsi che l'uscita cavo sia rivolta verso l'alto (v. istruzioni per l'installazione di Meter Box per Backup e di Home Manager). 3.4.2 Per contatori di energia con interfaccia S0 Se si intende collegare un contatore di energia a Home Manager tramite una interfaccia S0 sono necessari un connettore a 4 poli e un cavo di collegamento. Il connettore a 4 poli è contenuto nella fornitura di Home Manager. Il cavo di collegamento deve soddisfare i seguenti requisiti: Almeno 2 conduttori per cavo Sezione del conduttore: 0,2 mm²... 1,5 mm² Lunghezza massima dei cavi: 30 m 3.5 Router Il router consente il collegamento di Home Manager a Portal tramite Internet. SMA Solar Technology AG raccomanda una connessione Internet permanente e l'uso di un router che supporti l'assegnazione dinamica degli indirizzi IP (DHCP Dynamic Host Configuration Protocol). 22 SBU_HoMan-PL-UIT123013 Guida di progettazione
SMA Solar Technology AG Dimensionamento di un sistema Backup per l'ottimizzazione dell'autoconsumo 4 Dimensionamento di un sistema Backup per l'ottimizzazione dell'autoconsumo 4.1 Note sulla progettazione dell'impianto Per il dimensionamento di un sistema Backup ai fini dell'ottimizzazione dell'autoconsumo sono possibili molte combinazioni di potenza fotovoltaica installata, potenza degli utilizzatori e capacità della batteria. Siccome non è possibile testare tutte le combinazioni, le fasi descritte in questo documento si basano su risultati simulati. Il dimensionamento ha un valore orientativo e funge da punto di partenza per la progettazione dell'impianto. Fase 1: Stima dell'autoconsumo diretto Per il dimensionamento di un sistema Backup mirato all'ottimizzazione dell'autoconsumo è necessario stimare per prima cosa l'autoconsumo diretto, senza considerare la capacità della batteria. L'autoconsumo diretto raggiungibile in un anno dipende dal fabbisogno energetico annuale e dalla potenza dell'impianto fotovoltaico installato. Figura 6: Risultati delle simulazioni dell'autoconsumo diretto in funzione della potenza dell'impianto fotovoltaico installato e del fabbisogno energetico annuale con un profilo di carico tipico I risultati simulati permettono di stimare l'autoconsumo diretto in rapporto all'energia fotovoltaica prodotta. Guida di progettazione SBU_HoMan-PL-UIT123013 23
Dimensionamento di un sistema Backup per l'ottimizzazione dell'autoconsumo SMA Solar Technology AG Esempio: Valori di ingresso dell'impianto fotovoltaico e degli utilizzatori: Potenza dell'impianto fotovoltaico: 5 kwp Fabbisogno energetico annuale: 4 900 kwh Figura 7: Stima dell'autoconsumo diretto con i valori dati per impianto fotovoltaico e consumo Dalla stima risulta che gli utilizzatori sul posto consumano direttamente il 32% dell'energia fotovoltaica prodotta. 24 SBU_HoMan-PL-UIT123013 Guida di progettazione
SMA Solar Technology AG Dimensionamento di un sistema Backup per l'ottimizzazione dell'autoconsumo Fase 2: Stima dell'ottimizzazione dell'autoconsumo Ottimizzazione dell'autoconsumo con il sistema Backup S Considerare che il dimensionamento si riferisce a una alimentazione trifase degli utilizzatori tramite l'energia fotovoltaica temporaneamente accumulata. L'alimentazione trifase è assicurata dai sistemi Backup M ed L. Il sistema Backup S supporta esclusivamente l'alimentazione monofase degli utilizzatori. Se si sceglie il sistema Backup S, gli utilizzatori ad alto consumo di energia devono essere posti sul conduttore esterno di Backup. In caso contrario non è possibile raggiungere l'ottimizzazione dell'autoconsumo desiderata. Nel caso del sistema Backup M monofase con ottimizzazione dell'autoconsumo è possibile collegare gli utilizzatori a elevato consumo di energia a un qualsiasi conduttore esterno. Backup può essere connesso tramite un conduttore esterno (ad es. L1), gli utilizzatori a elevato consumo di energia tramite lo stesso o un qualsiasi altro conduttore esterno (ad es. L2 o L3). Il sistema Backup M può compensare il prelievo di energia dalla rete pubblica da parte degli utilizzatori a elevato consumo di energia mediante una maggiore immissione da parte di Backup tramite il proprio conduttore esterno. L'ottimizzazione dell'autoconsumo che può essere raggiunta impiegando una batteria dipende da varie grandezze: Potenza installata dell'impianto fotovoltaico Fabbisogno energetico annuale Capacità della batteria Figura 8: Risultato simulato dell'ottimizzazione dell'autoconsumo ottenibile per un fabbisogno energetico annuale pari a 4 900 kwh Guida di progettazione SBU_HoMan-PL-UIT123013 25
Dimensionamento di un sistema Backup per l'ottimizzazione dell'autoconsumo SMA Solar Technology AG La capacità utile della batteria si distingue dalla capacità complessiva della batteria per l'esistenza della riserva di backup. Quest'ultima è pari al 50% e garantisce un funzionamento in backup di varie ore in caso di caduta dell'alimentazione. La capacità complessiva della batteria corrisponde al doppio della capacità utile. I risultati simulati permettono di stimare l'ottimizzazione dell'autoconsumo che può essere ottenuta in rapporto all'energia fotovoltaica prodotta. Esempio: Dati caratteristici della batteria: Capacità complessiva: 7,0 kwh Capacità utile: 3,5 kwh (il 50% rimane come riserva di backup in caso di black-out) Figura 9: Stima grafica dell'ottimizzazione dell'autoconsumo tramite l'accumulo temporaneo di energia fotovoltaica Grazie all'ottimizzazione dell'autoconsumo si rende disponibile per l'autoconsumo un ulteriore 18% dell'energia fotovoltaica prodotta. 26 SBU_HoMan-PL-UIT123013 Guida di progettazione
SMA Solar Technology AG Dimensionamento di un sistema Backup per l'ottimizzazione dell'autoconsumo Fase 3: Calcolo dell'autoconsumo totale La somma dell'autoconsumo diretto e dell'ottimizzazione dell'autoconsumo fornisce l'autoconsumo totale. Esempio: Autoconsumo diretto (fase 1): 32% Ottimizzazione dell'autoconsumo (fase 2): 18% L'autoconsumo totale è pari al 50%. Fase 4: Stima della durata di vita della batteria Prendendo come riferimento la retribuzione dell'immissione di energia fotovoltaica garantita per 20 anni, sulla base della sua aspettativa di vita la batteria deve essere sostituita almeno una volta. Al fine di sfruttare la batteria in maniera economicamente ottimale, si raccomanda pertanto una sostituzione dopo 10 anni. La prima fase del dimensionamento della batteria consiste nella determinazione dei cicli energetici annuali. Un ciclo energetico corrisponde a un processo di carica e scarica della batteria. Il numero dei cicli energetici annuali può essere calcolato come segue: La durata di vita della batteria può essere calcolata sulla base del numero complessivo di cicli energetici indicato dal produttore della batteria stessa: Esempio: Energia fotovoltaica prodotta: 4 500 kwh Ottimizzazione dell'autoconsumo (fase 2): 18% Capacità complessiva: 7 kwh Numero complessivo di cicli energetici: 1 200 (batteria al piombo OPzV) Influenza della capacità della batteria sulla sua durata di vita Per aumentare una durata di vita troppo ridotta è possibile scegliere una batteria con una maggiore capacità. Una modifica della capacità della batteria comporta anche un cambiamento dell'ottimizzazione dell'autoconsumo (fase 2). Guida di progettazione SBU_HoMan-PL-UIT123013 27
Dimensionamento di un sistema Backup per l'ottimizzazione dell'autoconsumo SMA Solar Technology AG 4.2 Esempio pratico: Dati di un sistema Backup reale Dati caratteristici di un sistema Backup reale dopo 1 anno di monitoraggio: Potenza fotovoltaica installata: 3,24 kwp Fabbisogno energetico annuale: 4 200 kwh circa Capacità utile della batteria: 3,5 kwh Figura 10: Quota percentuale di autoconsumo di energia fotovoltaica del sistema Backup reale 28 SBU_HoMan-PL-UIT123013 Guida di progettazione
SMA Solar Technology AG Dimensionamento di un sistema Backup per l'ottimizzazione dell'autoconsumo Figura 11: Valori assoluti di immissione e autoconsumo del sistema Backup reale 4.3 Batterie Tutti i sistemi Backup supportano batterie al piombo di tipo a piombo acido o VRLA e batterie al nichel cadmio. Le batterie agli ioni di litio sono particolarmente adatte per l'accumulo temporaneo di energia fotovoltaica in virtù della loro elevata resistenza ai cicli di carica. Le batterie agli ioni di litio devono essere compatibili con Backup. Sono compatibili con Backup le batterie agli ioni di litio dei seguenti produttori: Akasol Dispatch Energy Leclanché LG Chem SAFT Samsung Sony Il sistema di gestione della batteria delle batterie agli ioni di litio regola il funzionamento delle stesse e deve essere collegato con Backup tramite un cavo di comunicazione. Durante la configurazione di Backup, impostare su ioni di litio il tipo della batteria nella Quick Configuration Guide. In questo modo si disattiva il sistema di gestione della batteria di Backup, sostituendolo con quello della batteria agli ioni di litio. Per le batterie agli ioni di litio compatibili, SMA Solar Technology AG ha testato esclusivamente la comunicazione con il sistema di gestione della batteria. È possibile ottenere informazioni sulle caratteristiche tecniche delle batterie stesse dai relativi produttori. Guida di progettazione SBU_HoMan-PL-UIT123013 29