PROVINCIA DI FERMO
COMUNE DI RAPAGNANO
SERVIZIO EDILIZIA SCOLASTICA E PATRIMONIO EDILIZIO
SCUOLA SECONDARIA DI PRIMO GRADO "DON BOSCO"
VIALE EUROPA, 9 - RAPAGNANO (FM)
PROGETTO ESECUTIVO
IMPORTO COMPLESSIVO €. 148.000,00
N. ELAB.
ELABORATO
RELAZIONE IMPIANTO FOTOVOLTAICO
PROGETTISTI
Dott. Geom. Sandro Vallasciani
Ing. Roberto Laiolo
Arch. Gino Micozzi
P.I. Luigi Palestini
Arch. Maria Rita Spaziani
B
DATA
GIUGNO 2015
IL RESPONSABILE UNICO DEL PROCEDIMENTO
PROVINCIA DI FERMO - Servizio EDILIZIA SCOLASTICA E PATRIMONIO EDILIZIO - V.le Trento n. 97 - 63900 Fermo
DESCRIZIONE LAVORO
REALIZZAZIONE IMPIANTO FOTOVOLTAICO DA 50,00 Kwp
sulla copertura della palestra della scuola Secondaria di 1° grado
“Don Bosco”
COMMITTENTE
Committente :
Indirizzo :
Località :
Provincia :
COMUNE RAPAGNANO
v.le Europa
Rapagnano
Fermo
PROGETTO DEFINITIVO
Generatore Fotovoltaico da 50,00 Kwp
SOMMARIO
1. RELAZIONE ILLUSTRATIVA
1.1 GENERALITA' E SCOPO DEL DOCUMENTO
1.2 AMBITO DEL PROGETTO
1.3 NORME E LEGGI DI RIFERIMENTO
1.4 TERMINOLOGIA
1.5 SOGGETTO RICHIEDENTE E SITO DI INSTALLAZIONE
2. RELAZIONE TECNICA
2.1 DATI DI PROGETTO
2.2 PRODUTTIVITA’ ENERGETICA DELL’IMPIANTO
2.3 CONFIGURAZIONE DEll’ IMPIANTO
2.4 COMPONENTI E CARATTERISTICHE DEL SISTEMA
2.5 PRESTAZIONI E GARANZIE
2.6 MONITORAGGIO
3.1BENEFICI AMBIENTALI
1. RELAZIONE ILLUSTRATIVA
1.1 GENERALITA' E SCOPO DEL DOCUMENTO
Lo scopo del presente progetto è quello di fornire le indicazioni per la realizzazione di un
impianto fotovoltaico di potenza nominale pari a 50,00 kWp, GRID CONNECTED
destinato allo scambio sul posto con l’ente distributore .
L’impianto è del tipo “Grid connected “ e l’energia prodotta è riversata in rete con
allaccio in bassa tensione TRIFASE.
Il campo fotovoltaico sarà collocato sulla superficie della copertura della palestra della
scuola secondaria di 1° grado “Don Bosco” sita nel Comune di Rapagnao.
I pannelli fotovoltaici saranno posizionati sul tetto piano e l’inclinazione è circa 3.
L’esigenza è stata quella di sfruttare gran parte della superficie di tetto utile per
raccogliere la maggiore radiazione solare. Per quanto riguarda la stima della produttività
si sono considerati i valori di insolazione della zona secondo la normativa UNI 10349 .
1.2 AMBITO DEL PROGETTO
Gli impianti fotovoltaici non sono fonte di emissioni inquinanti, sono esenti da vibrazioni
e, data la loro modularità, possono assecondare la morfologia dei siti di installazione.
L’impatto ambientale di un impianto alimentato a fonte solare è nullo in particolare per
quanto riguarda il rilascio di inquinanti nell’aria e nell’acqua.
Con la produzione di energia da fonte solare si contribuisce alla riduzione dei gas
responsabili dell’effetto serra e delle piogge acide.
In relazione alle caratteristiche di irraggiamento caratterizzanti la latitudine del sito, al
numero e alla tipologia di moduli fotovoltaici in progetto, si stima per il generatore
fotovoltaico una produzione di energia elettrica pulita di circa 1 milione e
ottocentocinquantamila kWh annui, che consentono di evitare così l’emissione di circa 1
milione e mezzo di kg di CO2 ogni anno.
1.3 NORME E LEGGI DI RIFERIMENTO
L’impianto fotovoltaico sarà realizzato a regola d’arte in accordo con la normativa
vigente, ed, in particolare:
CEI 64-8 : Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V
in corrente alternata e a 1500 v in corrente continua
CEI 11-20: Impianti di produzione di Ditta elettrica e gruppi di continuità collegati a
reti di I e II categoria;
CEI EN 60904-1: Dispositivi fotovoltaici Parte 1: Misura delle caratteristiche
fotovoltaiche tensione – corrente;
CEI EN 60904-2 : Dispositivi fotovoltaici – Parte 2 Prescrizione per le celle
fotovoltaiche di riferimento .
CEI EN 60904-3 :Dispositivi fotovoltaici – Parte 3: Principi di misura per sistemi
solari fotovoltaici per uso terrestre e irraggiamento spettrale di riferimento .
CEI EN 6172 : Sistemi fotovoltaici (FV) – Caratteristiche di interfaccia con la rete;
CEI EN 61215: Moduli fotovoltaici in silicio cristallino per applicazioni terrestri .
Qualifica del progetto e omologazione del tipo;
CEI EN 61000-3-2: Compatibilità elettromagnetica (EMC)- Parte 3: Limiti sezione 2:
Limiti per le emissioni di corrente armonica (apparecchiature con corrente di ingresso =
16 A per fase);
CEI EN 60555-1 : Disturbi nelle reti di alimentazione prodotti
da apparecchi
elettrodomestici e da equipaggiamenti elettrici simili- Parte 1: definizioni.
CEI
Norme CEI/IEC ( in particolare le norme: EN 60439-1 e IEC 439 per i quadri elettrici,
CEI 110-31 e CEI 110-28 per il contenuto di armoniche e i disturbi indotti sulla
rete dal gruppo di conversione, CEI 110-1 110-6 110-8 per la compatibilità
elettromagnetica EMC e la limitazione delle emissioni in RF) per gli aspetti elettrici ed
elettronici convenzionali
Norme CEI/IEC o norme JRC/ESTI215 per i moduli fotovoltaici
Conformità al Marchio CE per i moduli fotovoltaici ed il gruppo di conversione
(direttiva 93/68/EWG – MARCHIO CE)
Norme UNI/ISO per le strutture meccaniche di supporto e di ancoraggio dei moduli
fotovoltaici
Norme UNI 10349 e la collegata UNI 8477 per il dimensionamento del generatore
fotovoltaico
L. 46/90, DPR 447/91(regolamento di attuaz. L. 46/90 e succ. mod. per la sicurezza
elettrica)
DPR 547/55 e D.L. 626/94 e succ. mod. per la sicurezza e la prevenzione degli
infortuni sul lavoro
CEI 11-20 per il collegamento alla rete pubblica
Norme CEI EN 61724 per la misura ed acquisizione dati
L. 133/99 Art. 10 comma 7 per gli aspetti fiscali
Deliberazione n. 224/2000 dell’Autorità per l’energia elettrica ed il gas, in caso di
adozione del regime di scambio dell’energia elettrica prodotta da impianti fotovoltaici
con potenza nominale non superiore a 20 kWp
Quant’altro previsto dalla vigente normativa di legge, ove applicabile.
1.4 TERMINOLOGIA
Cella fotovoltaica
Dispositivo semiconduttore che genera elettricità quando è esposto alla luce solare.
Modulo fotovoltaico
Assieme di celle fotovoltaiche elettricamente collegate e protette dagli agenti
atmosferici, anteriormente mediante vetro e posteriormente con vetro e/o materiale
plastico. Il bordo esterno e protetto da una cornice in alluminio anodizzato.
Pannello fotovoltaico
Un gruppo di moduli fissati su un supporto metallico.
Stringa fotovoltaica
Un gruppo di moduli elettricamente collegati in serie. La tensione di lavoro dell’impianto
è quella determinata dal carico elettrico “equivalente” visto dai morsetti della stringa
Campo fotovoltaico
Un insieme di stringhe collegate in parallelo e montate su strutture di supporto,
generalmente realizzate con profilati in acciaio zincato.
Corrente di cortocircuito di un modulo o di una stringa
Corrente erogata in condizioni di cortocircuito, ad una particolare temperatura e
radiazione solare.
Tensione a vuoto di un modulo o di una stringa
Tensione generata ai morsetti a circuito aperto, ad una particolare temperatura e
radiazione solare.
Caratteristica corrente-tensione di un modulo o di una stringa
Corrente erogata ad una particolare temperatura e radiazione, tracciata quale funzione
della tensione di uscita.
Potenza massima di un modulo o di una stringa
Potenza erogata, ad una particolare temperatura e radiazione, nel punto della
caratteristica corrente-tensione dove il prodotto corrente-tensione ha il valore massimo.
Condizioni standard di funzionamento di un modulo o di una stringa
Un modulo opera alle "condizioni standard" quando la temperatura delle giunzioni delle
celle è 25 °C, la radiazione solare e 1000 W/m² e la distribuzione spettrale della
radiazione e quella standard (AM 1,5).
Condizioni operative di funzionamento di un modulo o di una stringa
Un modulo lavora in "condizioni operative" quando la temperatura ambiente e di 20°C,
la radiazione di 800 W/m2 e la velocità del vento di 1 m/s.
Potenza di picco
Potenza erogata nel punto di potenza massima alle condizioni standard.
Efficienza di conversione di un modulo
Rapporto tra la potenza massima del modulo ed il prodotto della sua superficie per la
radiazione solare, espresso come percentuale.
Quadro protezioni di sottocampo B.T.
Quadro in cui vengono convogliate le terminazioni di tutte le stringhe e dove ne viene
eseguita la messa in parallelo;
Quadro di parallelo B.T.
Quadro in cui viene eseguita la connessione in parallelo di tutti gli inverter. Il quadro è
fornito di protezioni all'ingresso delle linee ac dagli inverters e all'uscita in trifase o
monofase con interruttore magnetotermico differenziale per la consegna in parallelo
rete dell’impianto.
Convertitore cc/ca (Inverter)
Convertitore statico in cui viene effettuata la conversione dell'energia elettrica da
continua ad alternata, tramite un ponte a semiconduttori, opportune apparecchiature di
controllo, che permettono di ottimizzare il rendimento del campo fotovoltaico, e un
trasformatore.
2. RELAZIONE TECNICA
2.1 DATI DI PROGETTO
Località: Rapagnano
Richiedente: ________________________
Proprietà: Comune di Rapagnano
Orientamento: SUD-EST
Latitudine : 43,093625
Longitudine :13,352431
Ombre / Ostacoli: Assenti
Superficie disponibile nella zona interessata: 660mq
Tipologia della superficie: Piana
Tipologia di installazione: pannelli situati sulla superficie del tetto
Contratto di fornitura elettrica: ____
Tensione di consegna in rete: bassa tensione 400 v
2.2 PRODUTTIVITA’ ENERGETICA DELL’IMPIANTO
Ai fini della progettazione di massima, sulla base del valore di radiazione solare al suolo
sul piano orizzontale nella località dove è posizionato l’edificio , Comune di Rapagnano
(Lat. 43° 09’ 36’’ ) Longitudine (13° 35’ 24’’), desunto dalle tabelle irraggiamento su
piano inclinato ed orientato (ENEA) Radiazione solare globale al suolo media 1995-1999,
è stato calcolato con il metodo indicato nella norma UNI 10349 il valore della radiazione
solare sul piano dei moduli, nella loro inclinazione di progetto.
Dalla documentazione ENEA , si può risalire ai valori di radiazione solare nella zona di Ascoli
Piceno , si possono ottenere le medie mensili e annuali è quindi possibile fare una previsione
sulla produttività dell’impianto. Dal sito ENEA è possibile ottenere le medie delle radiazioni
solare sul sito oggetto di studio in tre modalità differenti; radiazione su un piano orizzontale,
radiazione solare su un piano inclinato e radiazione solare su superficie normale. Nella tabella
sotto verranno riportati i valori per un piano orizzontale in MJ/mq/giorno e in Kwh/mq /giorno ,
poi vengono riportati i valori su un piano inclinato a 3 °.Il valore della radiazione solare sul
piano dei moduli costituenti i generatori fotovoltaici è pari a 1497,1 kWh/m2 *anno.
ANALISI CLI NOMETRICA
Calcolo irraggiamento su piano inclinato ed orientato (UNI 10349 - 8477)
Località:
Rapagnano
Latitudine
43,09
Nord
IRRAGGIAMENTO
MJ/mq/giorno
Piano Orizzontale
GENNAIO
FEBBRAIO
MARZO
APRILE
MAGGIO
GIUGNO
LUGLIO
AGOSTO
SETTEMBRE
OTTOBRE
NOVEMBRE
DICEMBRE
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
Irrag. Medio giorno
Irrag. Medio anno
kWh/mq/giorno
Piano Orizzontale
5,60
9,40
14,20
17,30
21,40
22,60
23,20
21,00
15,20
11,10
7,10
5,30
1,56
2,61
3,94
4,81
5,94
6,28
6,44
5,83
4,22
3,08
1,97
1,47
14,45
4,01
5274,25
1465,07
kWh/mq/giorno
Azimut= 340
Tilt=
3
1,66
2,75
4,08
4,88
5,97
6,28
6,46
5,90
4,33
3,23
2,11
1,59
4,10
1497,1
2.3- CONFIGURAZIONE DELL’ IMPIANTO FOTOVOLTAICO
L’impianto sarà dimensionato in modo tale da costituire un campo fotovoltaico della
potenza di 50,00 KWp.
La taglia del generatore fotovoltaico è stata definita in base alla superficie disponibile e
alle esigenze del committente.
Il modulo fotovoltaico scelto per la realizzazione dell’impianto è in silicio policristallino,
ed ha una potenza di picco di 250 w (P max 250 w) e delle dimensioni pari a 1640 x 990 x
40 mm .
I moduli sono disposti sul tetto della palestra secondo lo schema esposto sulla scheda
tecnica allegata insieme alla relazione.
2.4 COMPONENTI E CARATTERISTICHE DEL SISTEMA
2.4.1 MODULI FOTOVOLTAICI
I moduli presi in considerazione per la costituzione del generatore fotovoltaico sono
costruiti dalla SUNERG modello XP 60/156-250-40
Ogni modulo, ha una potenza nominale massima di picco pari a 250 Wp . Il modulo, è
costituito da 60 celle da 156 x 156 mm collegate in serie in silicio policristallino;
incapsulate tra un vetro temperato ad alta trasmittanza ed un insieme di materiali
polimerici (EVA) impermeabile agli agenti atmosferici e stabile alle radiazioni U.V., con
l’applicazione di una cornice in alluminio anodizzato provvista di fori di fissaggio e dello
spessore di 40 mm.
Ciascun modulo sarà dotato, sul retro, di n° 1 scatola di giunzione a tenuta stagna
contenente tutti i terminali elettrici ed i relativi contatti per la realizzazione dei cablaggi;
all’interno di ciascuna scatola saranno installati diodi di by-pass e costruiti in conformità
alle norme CEI/IEC o JRC/ESTI e TUV.
Le caratteristiche costruttive e funzionali sono rispondenti alle Normative CEE.
Le caratteristiche elettriche e termiche dei moduli sono le seguenti:
Potenza di picco massima Pm
Tensione alla massima potenza Vmp
Corrente alla massima potenza Imp
Tensione a circuito aperto Voc
Corrente a circuito aperto Isc
Coefficiente di Temperatura Pm
Coefficiente di temperatura Isc
Coefficiente di temperatura Voc
250 W
29,9 V
8,36 A
37,3 V
8,81A
-0,45 %/C
3,76 %/C
-0,11 %/C
La potenza resa di ogni singolo modulo è garantita per il mantenimento del 90% della
potenza nominale dopo 12 anni e dell’ 80% per un periodo di 25 anni.
INVERTER
Il gruppo di conversione è costituito da 1 Inverter della ABB pvi -55, avente le seguenti
caratteristiche:
DIMENSIONAMENTO DELLE STRINGHE
Stringa 1
Stringa 2
Stringa 3
Stringa 4
Stringa 5
Stringa 6
Stringa 7
Stringa 8
Stringa 9
Stringa 10
Numero moduli
Tensione Vmp a 25°C
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
598
598
598
598
598
598
598
598
598
598
Corrente
Imp a 25°C
8,36
8,36
8,36
8,36
8,36
8,36
8,36
8,36
8,36
8,36
VERIFICA DI CONFIGURAZIONE CAMPO FV-INVERTER
Andando a considerare la variazione della tensione a circuito aperto di ogni modulo in
dipendenza della variazione della temperatura pari a –0,11 V/°C
QUADRO SEZIONE ARRIVI
Contenete apparecchiature di sezionamento e protezione delle linee elettriche di ogni
singolo sottocampo ed un sistema di sbarre al quale faranno capo tutte le uscite dei
sottocampi convogliandole verso un unico sistema trifase.
Un interruttore generale bipolare provvederà ad alimentare il lato BT del trasformatore
per predisporre la consegna in rete
1) Quadro sezione misure – Acquisizione dati – Sistema interfaccia rete
Contenente tutte le apparecchiature di misura e controllo dell’impianto, la registrazione
e la visione di tutti i parametri di ogni inverter tramite il sistema di acquisizione dati ed il
sistema di interfaccia rete conforme alle norme CEI 11-20, CEI 021 ed alle specifiche
ENEL DK5950 di Febbraio 2002.
2.4.5 COLLEGAMENTI ELETTRICI
Tutti i collegamenti elettrici saranno realizzati per mezzo di cavi a doppio isolamento
(conduttore in rame, isolante e guaina in PVC) con grado di isolamento pari a 1kV.
Le stringhe di moduli saranno realizzate con cavi interposti fra le scatole di terminazione
di ciascun modulo e staffati sulle strutture di sostegno. Il collegamento fra moduli e fra
stringa ed inverters saranno realizzate con cavo a doppio isolamento tipo H07RN-F sez.
1x4 mmq.
Il sistema di cablaggio dell’impianto comprenderà tutti i materiali accessori quali:
canaline, tubi portacavi, cassette e scatole viadotto interrato, opere edili e tutto quanto
occorrente per dare l’opera completa e realizzata a regola d’arte.
Tutti gli organi di manovra sono interni e garantiscono il distacco automatico con
sezionamento in caso di mancanza rete ed il riallaccio automatico al ripristino della rete.
L’equipotenzialità dei componenti il sistema sarà garantita mediante giunzioni
meccaniche e cavallotti di messa a terra. Gli elementi saranno collegati alla rete di terra
esistente mediante corda di rame di opportuna sezione.
2.4.6 STRUTTURE DI SOSTEGNO DEI MODULI
Per quanto riguarda la sistemazione e l’ancoraggio dei moduli costituenti il generatore
fotovoltaico , verranno utilizzate strutture in alluminio ancorate al tetto tramite “stop”
che perforano la tegola e che agganciano direttamente sul solaio. L’impermeabilità della
struttura è mantenuta grazie all’utilizzo di opportune resine.
2.5 PRESTAZIONI E GARANZIE
L’impianto è progettato per rispondere ai seguenti requisiti :
Potenza lato corrente continua superiore al 90% della potenza nominale del generatore
fotovoltaico, riferita alle particolari condizioni di soleggiamento;
Potenza attiva, lato corrente alternata, superiore al 90% della potenza lato corrente
continua (efficienza del gruppo di conversione);
Pertanto la potenza attiva, lato corrente alternata, sarà superiore al 80% della potenza
nominale dell’impianto fotovoltaico, riferita alle particolari condizioni di soleggiamento.
Tutti i componenti degli impianti saranno forniti di garanzia tecnica per il periodo di anni
due a partire dalla data di collaudo.
I moduli fotovoltaici, del tipo omologato da un laboratorio autorizzato secondo le
specifiche CEI/IEC 1215, avranno garanzia minima a far data di collaudo, per almeno 12
anni ed, in particolare, il decadimento delle loro prestazioni (potenza nominale) sarà non
superiore al 10 % nell’arco di 12 anni e non superiore al 20% in 25 anni
4. BENEFICI AMBIENTALI
La realizzazione del progetto determina una serie di benefici di tipo energetico –
ambientale e socio – economico di seguito riassunti:
Contenimento della spesa energetica e quindi dei costi di esercizio della struttura per
almeno 25/30 anni dal completamento dell’opera.
Sviluppo del settore degli installatori e manutentori locali.
Riduzione inquinamento atmosferico.
Tecnico di Progettazione
Arch. Patrizia Iualè
