Lunedì 3 Giugno 2008 Ordine degli Architetti della Provincia di Catania Largo Paisiello n. 5 - Catania SEMINARIO DI FORMAZIONE TECNICA PROGETTAZIONE ED INSTALLAZIONE DI IMPIANTI FOTOVOLTAICI E CONTO ENERGIA Centro Ricerche ENEA Portici (NA) Dipartimento TER - Tecnologie per l Energia, Fonti Rinnovabili e Risparmio Energetico mail: giorgio.graditi@portici.enea.it C. R. ENEA PORTICI
PROGRAMMA LAVORI Caratterizzazione climatica del sito Tecnologie e mercato Configurazione e dimensionamento del generatore FV Sistema di conversione della potenza Normativa tecnica ed aspetti di interfaccia Verifica tecnico-funzionale Misure di incentivazione economica: conto energia
SPETTRO SOLARE Nello spettro in AM1,5, si osserva la presenza di numerose buche corrispondenti ai picchi di assorbimento dovuti alle molecole di vapore acqueo e d aria, al pulviscolo atmosferico ed alla riflessione nello spazio. Pertanto si ha una riduzione della potenza totale incidente al suolo.
Seminario di formazione: progettazione ed installazione di impianti fotovoltaici e conto energia LA RADIAZIONE SOLARE Il flusso di energia sulla superficie terrestre varia largamente con le condizioni atmosferiche e l inquinamento Parte della radiazione viene assorbita dall atmosfera Parte è da questa riflessa Una parte è diffusa Una parte è diretta Vi è anche una componente riflessa dal suolo Globale=Diretta+Diffusa I g =I dir +I diff
I DATI DISPONIBILI Norma UNI 10349 Riscaldamento e raffrescamento degli edifici: Dati climatici. Norma UNI 8477 Mappa isoradiativa Database ENEA Database Meteonorm La Norma UNI 10349 fornisce per tutti i capoluoghi di provincia d Italia i dati di: Irraggiamento globale diretto medio mensile sul piano orizzontale (kwh/m 2 mese) Irraggiamento globale diffuso medio mensile sul piano orizzontale (kwh/m 2 mese) Temperatura media mensile ( C) Velocità del vento media mensile (m/s)
DISTRIBUZIONE DELLA RADIAZIONE IN ITALIA Radiazione giornaliera media mensile (MJ/m²) Mese di Febbraio Mese di Luglio Radiazione media annuale sul piano orizzontale variabile da Nord a Sud tra 1300 e 1700kWh/m 2
MISURA RADIAZIONE SOLARE Si definisce numero di ore equivalenti in una località, l energia raccolta in kwh su 1m 2 di superficie captante in un anno Piranometro H eq = kwh m 2 *anno Le ore di insolazione media giornaliera si definiscono come: h=heq/365
Seminario di formazione: progettazione ed installazione di impianti fotovoltaici e conto energia CELLA SOLARE Elettroni Lacune 3. Trasporto degli elettroni nel circuito elettrico esterno e produzione di lavoro elettrico N-side P-side 2. Trasporto e diffusione delle cariche 1. Fotogenerazione coppie elettrone-lacuna ΔV~0,6 V 4. Contatto posteriore: ricombinazione, con le lacune, degli elettroni provenienti dal circuito esterno
LA TECNOLOGIA Silicio cristallino (c-si) - monocristallino (m-si) - policristallino (p-si) Film sottili - silicio amorfo (a-si) - film microcristallini Dispositivi per la concentrazione Dispositivi per applicazioni spaziali
Seminario di formazione: progettazione ed installazione di impianti fotovoltaici e conto energia EFFICIENZA DI CONVERSIONE Tipo Massima efficienza celle (laboratorio) Massima efficienza moduli (laboratorio) Efficienza moduli commerciali Si monocristallino c-si 24.7 22.7 14-18 Si policristallino p-si 19.8 15.3 12-14 Si amorfo a-si 12.7 10.4 6-8 CdTe 16.0 11 7-10 CuIn GaSe 18.4 12.1 ==
PRODUZIONE MONDIALE CELLE (MW) Fonte: PVNews Aprile 2007 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 % del totale 06 vs 05 Giappone 128.6 171.2 251.1 363.9 601.5 833.0 926.9 36.7% 11.3% Europa 49.8 73.9 122.1 200.2 311.8 476.6 678.3 27% 42.3% Stati Uniti 75.0 100.3 120.6 103.0 138.7 154.0 201.6 8% 30.9% ROW 23.4 40.6 53.3 81.3 141.5 322.5 714.0 28.3% 121.4% Totale 276.8 386.0 547.0 748.4 1193.5 1782.3 2520.7 100% 41.1% La produzione mondiale in appena 7 anni (2000-2006) è cresciuta di un fattore 10
SCHEMA A BLOCCHI GENERICO DI UN SISTEMA FOTOVOLTAICO SISTEMA DI CONTROLLO MICROPROCESSORE CAMPO PV CONVERTITORE DC/DC CONVERTITORE DC/AC RETE ELETTRICA BATTERIE DI ACCUMULATORI CARICHI DC CARICHI AC GRUPPO ELETTROGENO
COMPONENTI DI UN SISTEMA FOTOVOLTAICO Generatore fotovoltaico - insieme di moduli fotovoltaici collegati elettricamente - struttura meccanica (sostegno e ancoraggio dei moduli) Sistema di controllo e condizionamento della potenza impianti isolati - adatta il generatore fotovoltaico all utenza (in c.c. e c.a.) - gestisce l accumulo impianti collegati alla rete - converte la corrente continua in alternata - adatta il generatore fotovoltaico alla rete (MPPT) - controlla la qualità della potenza immessa in rete Sistema di accumulo per impianti stand-alone
GENERATORE FOTOVOLTAICO Cella Modulo Pannello Stringa Generatore o Campo Modulo: insieme di celle connesse in serie Pannello: insieme di moduli montati su una stessa struttura di sostegno Stringa: insieme di pannelli collegati in serie/parallelo Generatore o Campo: insieme di stringhe connesse in parallelo
CELLA SOLARE Standard Test Condition (STC) I=1kW/m 2 ; T=25 C; AM 1,5 Resistenza serie Resistenza shunt Corrente nella cella (A) (A) 4 3 2 1 Temperatura ( C)= 60 25 0 Temperatura ( C)= 60 25 0 0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Tensione (V) (V) 4 Temperatura Irraggiamento Corrente nella cella (A) Corrente nella cella (A) 3 2 1 100 mw/cm 2 2 75 75 mw/cm 2 2 50 50 mw/cm 2 2 0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Tensione (V) (V)
IL MODULO FOTOVOLTAICO
Seminario di formazione: progettazione ed installazione di impianti fotovoltaici e conto energia MODULI IN SILICIO MONO-POLI CRISTALLINO Moduli tradizionali con particolari disegni dei contatti o vetro-vetro e semitrasparenti
MODULI FOTOVOLTAICI
MODULI FOTOVOLTAICI CEI EN 61215 Moduli fotovoltaici in silicio cristallino per applicazioni terrestri qualifica del progetto ed omologazione del tipo CEI EN 61646 Moduli fotovoltaici a film sottile per usi terrestri qualifica del progetto ed omologazione del tipo
REQUISITI MODULI I moduli devono essere scelti in modo tale da rispondere a requisiti Funzionali tipo doppio vetro, vetrocamera, vetri di sicurezza bifacciali, tegola, ad effetto diffondente, con celle distanziate Architettonici particolari dimensioni, colorazioni, aspetto e forme Elettrici devono poter sopportare una tensione massima ammessa
LA GARANZIA DEI MODULI Il costruttore deve fornire: garanzia di prodotto: per almeno 2 anni, contro difetti di fabbricazione che possano impedirne il regolare funzionamento garanzia di prestazioni: P(10 anni) > 90 %* Pi P(20 anni) > 80 %* Pi E opportuno che l anno di fabbricazione dei moduli sia documentato in maniera inequivocabile (periodo di garanzia) Sono esclusi dalla garanzia i danni e i guasti derivanti da un uso improprio
Devono essere provvisti di: DATI DI TARGA MODULO numero di serie e nominativo del costruttore data-sheet I I sc I m P m I sc V oc I m V m P m FF corrente di corto circuito tensione a circuito aperto corrente nel punto di massima potenza tensione nel punto di massima potenza massima potenza fattore di riempimento: P m = V m *I m V m V oc V η NOCT P m / I sc * V oc efficienza: Pm / potenza incidente temperatura cella in condizioni standard
STRINGA FOTOVOLTAICA Le stringhe sono costituite dalla serie di singoli moduli fotovoltaici E opportuno (mismatch in corrente) che la stringa sia formata da moduli stesso tipo e classe di corrente stessa esposizione Le caratteristiche elettriche di stringhe in parallelo devono essere per quanto possibile uniformi (mismatch in tensione) stesso tipo e numero di moduli in serie stessa esposizione Stringhe differenti possono essere utilizzate con inverter differenti Negli impianti con un numero elevato di stringhe, ciascuna stringa deve essere provvista di diodo di blocco
GENERATORE FOTOVOLTAICO Configurazione: D b collegamento in parallelo di stringhe di moduli, realizzate disponendo in serie un opportuno numero di moduli. D bp Stringa Modulo Diodo di by-pass (D bp ): consente di isolare il singolo modulo nel caso di malfunzionamento (ombreggiatura), limitando la brusca riduzione della potenza erogata dal modulo e/o dalla stringa che si manifesterebbe in sua assenza. Diodo di blocco (D b ): impedisce che gli squilibri di tensione tra le stringhe (sbilanciamento nell erogazione di potenza da parte delle stesse) possano dar luogo alla circolazione di una corrente inversa verso quelle a tensione minore.
Seminario di formazione: progettazione ed installazione di impianti fotovoltaici e conto energia STRUTTURE DI SOSTEGNO CEI 82-25: Guida alla realizzazione di sistemi di generazione fotovoltaica collegati alle reti elettriche di media e bassa tensione Per struttura di sostegno di un generatore fotovoltaico si intende un sistema costituito dall assemblaggio di profili, generalmente metallici, in grado di sostenere e ancorare al suolo o a una struttura edile un insieme di moduli fotovoltaici, nonché di ottimizzare l esposizione di quest ultimi nei confronti della radiazione solare. In generale occorre distinguere tra: struttura a cavalletto: poggiata a terra o su solaio piano, fissata a fondazioni, travi o zavorrata; struttura per l integrazione o il retrofit fissata su tetti, facciate, pensiline, padiglioni, ecc; struttura per inseguimento solare.
Seminario di formazione: progettazione ed installazione di impianti fotovoltaici e conto energia STRUTTURE DI SOSTEGNO La struttura di sostegno per i moduli fotovoltaici deve avere le caratteristiche costruttive: seguenti sufficiente robustezza strutturale per sopportare i carichi di legge; sufficiente leggerezza al fine di non appesantire eccessivamente i fabbricati; facilità di montaggio e trasporto; affidabilità di durata almeno pari a quella dei moduli; permettere un corretto orientamento dei moduli rispetto al sole. Esse si classificano in: strutture fisse; strutture mobili in cui il piano di appoggio dei moduli FV ruota disponendosi sempre ortogonale ai raggi del sole.
Seminario di formazione: progettazione ed installazione di impianti fotovoltaici e conto energia STRUTTURE DI SOSTEGNO MOBILI Le strutture di sostegno mobili consentono di orientare in modo ottimale i pannelli FV rispetto ad i raggi del sole al fine di massimizzare la produzione di energia elettrica. Si distinguono in: sistemi ad inseguimento monoassiale sistemi ad inseguimento biassiale
SISTEMA DI CONTROLLO E CONDIZIONAMENTO DELLA POTENZA Il sistema di controllo e condizionamento della potenza consente di eseguire il trasferimento della potenza dal generatore fotovoltaico alla rete del distributore, in conformità ai requisiti normativi tecnici e di sicurezza applicabili. Il convertitore deve essere preferibilmente basato su inverter a commutazione forzata (con tecnica PWM) ed essere in grado di operare in modo completamente automatico, inseguendo il punto di massima potenza (MPP) del campo fotovoltaico. I convertitori per fotovoltaico devono avere una separazione metallica tra parte in c.c. (anche se interna al convertitore) e parte in alternata, anche al fine di non iniettare correnti continue nella rete elettrica. Per potenze <20kW, tale separazione può essere sostituita da una protezione che intervenga per valori di componente continua complessiva superiori allo 0,5% del valore efficace della componente fondamentale complessiva dei convertitori (CEI 11-20; V1).
SISTEMA DI CONTROLLO E CONDIZIONAMENTO DELLA POTENZA SCHEMA A BLOCCHI DI UN GENERICO CONVERTITORE DC-AC Conversione FV Filtro di ingresso Primo stadio Stadio finale Filtro di uscita Rete MPPT Regolazione (V, f) Unità di controllo
TIPOLOGIA INVERTER Inverter di stringa Inverter di modulo Inverter multistringa Prestazioni energetiche Qualità dell energia
INVERTER Architetture circuitali - inverter con trasformatore - inverter con HF trasformatore - inverter senza trasformatore Valori medi di efficienza massima: - 94-97% per gli inverter di stringa senza trasformatore - 92-96% per gli inverter con trasformatore a frequenza industriale - 91-93% per gli inverter con trasformatore ad alta frequenza (multistadio) - 90-91% per gli inverter di modulo Costo medio specifico - 1-2,5 /VA per inverter di taglia compresa tra 100-500VA - 0,6-1,1 /VA per inverter di taglia compresa tra 1-10kVA - 0,5-0,8 /VA per inverter di taglia compresa tra 10-100kVA - 0,5 /VA per inverter di taglia superiore a 100kVA
DIMENSIONAMENTO ELETTRICO CAMPO FV La tensione della sezione in corrente continua di un generatore fotovoltaico deve essere opportunamente scelta, in funzione della sua tipologia e dei componenti in esso utilizzati. Tensione massima: è data dalla somma delle tensioni a vuoto dei moduli fotovoltaici collegati tra loro in serie (stringa fotovoltaica) Tensione di funzionamento o lavoro: è determinata dal punto di lavoro del generatore fotovoltaico: per un sistema ad accoppiamento diretto tra campo fotovoltaico e batterie, esso risulta dall incontro delle caratteristiche tensione-corrente dei due componenti suddetti; per sistemi collegati a dispositivi elettronici di conversione dell energia, tale punto normalmente corrisponde al punto di massima potenza (MPPT) al fine di ottimizzare la resa energetica. Sia la tensione a vuoto che quella di lavoro variano in ragione inversa alla temperatura di funzionamento dei moduli
SISTEMA STAND-ALONE ALONE Le applicazioni più diffuse riguardano: l alimentazione di ripetitori radiotelevisivi, di stazioni di rilevamento e trasmissione dati, di lampioni fotovoltaici per illuminazione stradale, di case rurali isolate, di impianti per la dissalazione ed il pompaggio dell acqua, la carica di batterie, la segnalazione o prevenzione incendi nei servizi di protezione civile, ecc. IMPIANTO STAND-ALONE CAMPO PV M PP T REGOLATORE DI CARICA INVERTER UTILIZZATORE AC UTILIZZATORE DC SEZIONE IN DC SISTEMA DI ACCUMULO SEZIONE IN AC FLUSSI DI POTENZA
SISTEMA GRID - CONNECTED TETTI FOTOVOLTAICI IMPIANTO GRID-CONNECTED CAMPO PV M PP T INVERTER RETE ELETTRICA UTILIZZATORE AC LOCALE SEZIONE IN DC SEZIONE IN AC FLUSSI DI POTENZA
IMPIANTI STAND - ALONE CASA ISOLATA RIFUGIO ALPINO SEGNALAZIONE TELECOMUNICAZIONI
IMPIANTI STAND - ALONE Giappone, Kochi - Giardino zoologico Ombrellone Olanda, Utrecht - Barriera antirumore Giappone, Tettoia per auto
IMPIANTI SU COPERTURA PIANA ROMA - SCUOLA TEDESCA UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI NAPOLI ISTITUTO FRANKENBERG - BOLZANO
IMPIANTI SU FALDA
GERMANIA - BREMEN - 80 TETTI FOTOVOLTAICI OLANDA CENTRO PER L EDUCAZIONE AMBIENTALE OLANDA - TETTI E FACCIATE FOTOVOLTAICHE GERMANIA - FRANCOFORTE - SCUOLA
Seminario di formazione: progettazione ed installazione di impianti fotovoltaici e conto energia IMPIANTI SU COPERTURA PIANA DANIMARCA, KOLDING - COMPLESSO RESIDENZIALE
Seminario di formazione: progettazione ed installazione di impianti fotovoltaici e conto energia IMPIANTI INTEGRATI: TETTO FOTOVOLTAICO OLANDA, AMERSFOORT - TETTI FOVOLTAICI
FACCIATA FOTOVOLTAICA
Seminario di formazione: progettazione ed installazione di impianti fotovoltaici e conto energia FACCIATA FOTOVOLTAICA
Seminario di formazione: progettazione ed installazione di impianti fotovoltaici e conto energia FACCIATA FOTOVOLTAICA SVIZZERA LUGANO BANCA SUGLIO
SERRA FOTOVOLTAICA dimensioni del tetto: m 100x276 capacità installata 2,28 MW p
CENTRALE FOTOVOLTAICA (SERRE)
FASI DEL DIMENSIONAMENTO Caratterizzazione del sito di installazione (operazioni di sopralluogo); Valutazione radiazione solare disponibile (Norma UNI 10349); Stima dell energia elettrica producibile dall impianto; Stima del fabbisogno energetico richiesto dall utenza; Superficie disponibile; Bilancio energetico; Collegamento alla rete elettrica; Eventuali vincoli paesaggistici e/o urbanistici;. Individuazione della soluzione ottimale (costo/efficienza/affidabilità).
CRITERI DIMENSIONAMENTO IMPIANTO Il dimensionamento di un impianto grid-connected consiste nel: determinare le taglie in potenza del generatore FV e dell inverter; definire, descrivere e fornire tutti gli elementi e le indicazioni di carattere generale necessari per la realizzazione dell'impianto. INPUT OUTPUT Parametri meteorologici Dati di carico Tipologia modulo FV Efficienza Criteri di valutazione Disponibilità economica Bilancio consumi/producibilità Superficie disponibile Taglia campo FV Taglia inverter
ENERGIA PRODUCIBILE sito di installazione (latitudine, radiazione solare disponibile, temperatura, riflettanza della superficie antistante i moduli); posizionamento generatore (angolo di tilt e di azimut); caratteristiche elettriche e prestazionali dei moduli; configurazione del generatore fotovoltaico (potenza nominale, coefficiente di temperatura, perdite per mismatch, ecc.); eventuali ombreggiamenti; caratteristiche del BOS (Balance Of System).
ENERGIA PRODUCIBILE Sito Esposizione ottimale Tilt ( ) Azimuth ( ) Energia solare incidente (kwh/m 2 anno) Energia prodotta (kwh/kw p anno) Trapani 28 0 1809 1537 Napoli 30 0 1723 1465 Roma 31 0 1713 1456 Milano 35 0 1370 1164 LOCALITA ENERGIA PRODOTTA kwh/m 2 anno (m-si) kwh/m 2 anno (p-si) kwh/kw p anno NORD 150 130 1100 CENTRO 190 160 1400 SUD 210 180 1500
AMBITI NORMATIVI Leggi sulla sicurezza degli impianti elettrici (D.P.R. 547/55, D.Lgs. 626/94, ecc.) Normativa riguardante la connessione alla rete elettrica; (CEI 11-20; CEI 82-25; DK 5940; DK 5740; DK 5600; DK 5310) Regole economico-fiscali riguardanti la vendita di energia elettrica Regolamenti edilizi e normative urbanistiche relative alla progettazione architettonica e al consumo energetico.
NORMATIVA TECNICA CEI 11-20 Impianti di produzione di energia elettrica e gruppi di continuità collegati a rete di I e II categoria CEI 82-25 Guida alla realizzazione di sistemi di generazione fotovoltaica collegati alle reti elettriche di media e bassa tensione DK 5940 Criteri di allacciamento di impianti di produzione alla rete bt di ENEL distribuzione DK 5740 Criteri di allacciamento di impianti di produzione alla rete MT di ENEL distribuzione DK 5600 Criteri di allacciamento di clienti alla rete MT della distribuzione DK 5310 Modalità e condizioni contrattuali per l erogazione da parte di ENEL distribuzione del servizio di connessione alla rete elettrica con tensione nominale superiore ad 1kV
ALLACCIAMENTO ALLA RETE ELETTRICA NORMA CEI 11-20 Impianti di produzione di energia elettrica e gruppi di continuità collegati a reti di I e II categoria criteri di collegamento alla rete pubblica e non; criteri di protezione con riferimento alla scelta delle apparecchiature di manovra, interruzione e protezione; criteri di sicurezza con riferimento allo stato del neutro; criteri di installazione; avviamento; produzione ed assorbimento di energia reattiva; criteri di scelta e di dimensionamento degli impianti di produzione. DK 5740 DK 5940 Criteri di allacciamento di impianti di produzione alla rete MT di ENEL Distribuzione Criteri di allacciamento di impianti di produzione alla rete bt di ENEL Distribuzione
ALLACCIAMENTO ALLA RETE ELETTRICA DK 5940 Criteri di allacciamento di impianti di produzione alla rete BT di ENEL distribuzione Definisce i criteri e le modalità di allacciamento degli impianti di produzione alla rete di bassa tensione di ENEL Distribuzione. Le prescrizioni stabilite dal suddetto documento si applicano ai nuovi allacciamenti, al rifacimento di impianti esistenti e in occasione di variazioni contrattuali di impianti di produzione di potenza complessiva superiore a 1kW, se rotanti, o 0,75kW, se collegati alla rete tramite dispositivo di conversione statica. DK 5740 Criteri di allacciamento di impianti di produzione alla rete BT di ENEL distribuzione Fornisce le prescrizioni relative ai criteri e le modalità di allacciamento degli impianti di produzione alla rete MT di ENEL Distribuzione SpA, al fine di garantire il corretto esercizio del regime di parallelo e di consentire ad ENEL il mantenimento dei livelli di qualità del servizio forniti a tutti i Clienti. Per quanto riguarda le prescrizioni di carattere generale, è necessario fare riferimento alle prescrizioni DK 5600 "Criteri di allacciamento di Clienti alla rete MT di distribuzione".
ALLACCIAMENTO ALLA RETE ELETTRICA Rete pubblica di I categoria macchine rotanti asincrone non autoeccitate e impianti di produzione con macchine statiche con fattore di potenza costante pari a 1 impianti statici monofase con potenza complessiva installata non superiore a 6 kw (Norma CEI 11-20 - V1 agosto 2004) Rete pubblica di II categoria qualsiasi impianto di produzione trifase Gli impianti fotovoltaici di potenza > 20kW devono avere obbligatoriamente la separazione metallica tra l uscita in c.a. e la parte in c.c. (anche se la parte in c.c. è interna al convertitore); per potenza complessiva di produzione 20kW, tale separazione può essere sostituita da una protezione che intervenga per valori di componente continua complessiva non superiore allo 0,5% del valore efficace della componente fondamentale della corrente massima complessiva dei convertitori.
ALLACCIAMENTO ALLA RETE ELETTRICA Rete a) Avviamento, esercizio, ed arresto dell impianto di produzione in condizioni ordinarie cioè in assenza di guasti. Apparecchiature di consegna e gruppo di misura b) Arresto del processo di conversione di energia in energia elettrica, in caso di guasto o funzionamento anomalo nell impianto di produzione. c) Intervento coordinato dei dispositivi del generatore e della rete del produttore, per guasti o condizioni anomali durante il funzionamento in isola su carichi privilegiati. Parte della rete non abilitata al funzionamento in isola DISPOSITIVO GENERALE DISPOSITIVO DI INTERFACCIA Sistemi elettrici dell autoproduttore funzione d) - e) d) Intervento coordinato del dispositivo di interfaccia con quelli del generatore, del generale e della rete pubblica, per guasti o condizioni anomali durante il funzionamento in parallelo alla rete pubblica. e) Distacco dell impianto di produzione dalla rete pubblica tramite il dispositivo di interfaccia nel caso di apertura intenzionale del dispositivo della rete pubblica o di guasti della rete pubblica. Parte della rete abilitata al funzionamento in isola DISPOSITIVO GENERATORE SISTEMA DI PRODUZIONE funzione b) - c) funzione a)
ALLACCIAMENTO ALLA RETE ELETTRICA IN BT Protezioni d Interfaccia (PIB) Dispositivo d Interfaccia (DIB) Impianto fotovoltaico operante in parallelo alla rete BT del distributore
ALLACCIAMENTO ALLA RETE ELETTRICA IN MT Impianto fotovoltaico operante in parallelo alla rete MT del distributore
ALLACCIAMENTO ALLA RETE ELETTRICA Dispositivi di sezionamento, comando e interruzione Dispositivo del generatore: dispositivo installato a valle dei terminali di ciascun impianto di produzione che interviene per guasto interno allo stesso. Dispositivo di interfaccia: dispositivo installato nel punto di collegamento della rete in isola alla restante parte della rete del cliente produttore sul quale agiscono le protezioni di interfaccia (interviene per guasto sulla rete del distributore). Dispositivo generale: dispositivo installato all origine della rete del cliente produttore, quindi immediatamente a valle del punto di consegna dell energia elettrica. In condizioni di apertura tale dispositivo esclude l intera rete del cliente del produttore dalla rete pubblica.
VERIFICHE TECNICO-FUNZIONALI CEI 82-25: Guida alla realizzazione di sistemi di generazione fotovoltaica collegati alle reti elettriche di media e bassa tensione OGGETTO E SCOPO Questa Guida si propone di fornire i criteri per la progettazione, l installazione e la verifica di sistemi fotovoltaici, destinati ad operare in parallelo alla rete di distribuzione di Media e di Bassa tensione. Tali criteri tengono conto delle vigenti disposizioni legislative e delle indicazioni contenute nelle Norme CEI, UNI e nei documenti CENELEC e IEC pertinenti.
VERIFICHE TECNICO-FUNZIONALI CEI 82-25: Guida alla realizzazione di sistemi di generazione fotovoltaica collegati alle reti elettriche di media e bassa tensione CAMPO DI APPLICAZIONE si applica agli impianti fotovoltaici destinati ad operare in parallelo alla rete del distributore di Media e Bassa tensione, in accordo con la Norma CEI 11-20. non si applica agli impianti fotovoltaici isolati dalla rete del distributore né agli impianti di produzione trasportabili. riguarda gli impianti fotovoltaici fissi e non contiene elementi specifici per impianti ad inseguimento o a concentrazione solare. non tratta aspetti specifici dell integrazione architettonica degli impianti fotovoltaici.
Norme tecniche D.M. 28/07/05 - D.M. 06/02/06 - D.M. 19/02/07 Qualora le norme tecniche elencate siano modificate o aggiornate, si applicano le norme più recenti. Si applicano inoltre, per quanto compatibili con le norme sopra elencate, i documenti tecnici emanati dalle società di distribuzione di energia elettrica riportanti disposizioni applicative per la connessione di impianti fotovoltaici collegati alla rete elettrica.
VERIFICHE TECNICO FUNZIONALI Verifica controllo di rispondenza dell opera realizzata ai dati di progetto ed alla regola d arte esecuzione di prove sui materiali in fabbrica tese ad accertare la rispondenza dei componenti (moduli, sistemi di conversione, quadri e strutture di sostegno) alle norme applicabili ed alle specifiche di progetto; esame a vista che ha lo scopo di controllare che l impianto sia stato realizzato secondo le norme CEI e di identificare, senza l uso di attrezzi o o di mezzi di accesso, eventuali difetti dei componenti (mancanza di ancoraggi, connessioni interrotte, involucri rotti, dati di targa, ecc.); esecuzione di prove su impianti realizzati, tese ad accertare la rispondenza dell impianto alle norme CEI ed alla documentazione di progetto, prima della messa in servizio dell impianto. La verifica ha anche un aspetto amministrativo e quindi di collaudo tecnico-amministrativo
VERIFICHE TECNICO FUNZIONALI Esecuzione di prove sugli impianti continuità elettrica e connessioni tra i moduli; isolamento dei circuiti elettrici; messa a terra di masse e scaricatori; misura della radiazione solare (in condizioni di irraggiamento stabili); corretto funzionamento dell impianto fotovoltaico nelle diverse condizioni operative (potenza generata) e nelle differenti modalità di lavoro previste per il sistema di conversione (accensione, spegnimento, mancanza rete del distributore, ecc.). evitare il collaudo in giornate afose e particolarmente calde
VERIFICHE TECNICO FUNZIONALI Esecuzione di prove sugli impianti Corretto funzionamento dell'impianto nelle diverse condizioni di potenza generata e nelle varie modalità previste dal convertitore c.c./c.a. accensione, spegnimento, mancanza rete.
VERIFICHE TECNICO FUNZIONALI Esecuzione di prove sugli impianti Sezione in corrente continua La potenza misurata lato c.c., P cc, (ingresso inverter attivo e sezionatori di stringa chiusi) deve verificare (per I > 600 W/m 2 ) la seguente condizione: P cc > 0.85 P nom I I STC P nom potenza nominale del generatore in kw; I STC pari a 1000 W/m 2 irraggiamento in condizioni standard; I irraggiamento in W/m 2 misurato sul piano dei moduli
VERIFICHE TECNICO FUNZIONALI Esecuzione di prove sugli impianti Sezione in corrente alternata La potenza misurata lato c.a., P ca, (all uscita del gruppo di conversione) deve verificare (per I > 600 W/m 2 ) la seguente condizione: P ca > 0.9 P cc
Analisi dei carichi VERIFICHE TECNICO FUNZIONALI Le strutture devono essere progettate per resistere alle seguenti sollecitazioni: Carichi permanenti - peso strutture - peso zavorre - peso moduli Sovraccarichi - carico da neve (uniformemente distribuito ad azione verticale) - spinta del vento (direzione orizzontale) - variazioni termiche - effetti sismici
VERIFICHE TECNICO FUNZIONALI Le verifiche delle strutture di sostegno di impianti fotovoltaici vanno effettuate combinando le condizioni di carico nel modo più sfavorevole, al fine di ottenere la sollecitazione più gravosa per la struttura e per la superficie su cui viene appoggiata. 1) vento ribaltante + peso moduli, strutture e zavorre 2) vento stabilizzante + neve + peso moduli, strutture e zavorre Nel caso di strutture a cavalletto la 1) viene utilizzata per la verifica del ribaltamento della struttura, mentre la 2) consente di verificare i vari elementi della struttura ed il sovraccarico sulla superficie di appoggio. Nel caso di strutture per l integrazione o il retrofit, non soggette all azione del vento ribaltante, è sufficiente considerare la 2) per verificare i vari elementi della struttura, il sovraccarico sulla superficie di appoggio nonché l ancoraggio alla struttura edile preesistente.
GRAZIE PER L ATTENZIONE Centro Ricerche ENEA Portici (NA) Dipartimento TER - Tecnologie per l Energia, Fonti Rinnovabili e Risparmio Energetico mail: giorgio.graditi@portici.enea.it