ANNO SCOLASTICO 2007/2008
CLASSE 5B
PROGETTO:
LA MIA CASA SOSTENIBILE
MEMBRI DEL GRUPPO:
LA PERNA WILLIAM
BOLZONARO FABRIZIO
SARDO LORENZO
CUTRI’ STEFANO
COORDINATORE DEL PROGETTO:
prof. FILIPPO GUASTELLA
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INDICE
1. FONTI ALTERNATIVE DI ENERGIA
pag. 3
2. IL SOLE ENERGIA RINNOVABILE
pag. 5
3. LA CELLA FOTOVOLTAICA
pag. 6
4. IL MODULO FOTOVOLTAICO
pag. 7
5. I SISTEMI FOTOVOLTAICI
pag. 8
6. IRRAGGIAMENTO SOLARE IN ITALIA
pag. 10
7. AREA DI PROGETTO
pag. 11
8.
PROGETTO DI SIMULAZIONE
pag. 12
9.
COSTRUZIONE E FUNZIONAMENTO
pag. 13
10. SEZIONE DEL MODULO
pag. 15
11. FUNZIONALITA’ DELL’INVERTER
pag. 16
12. REGOLATORE DI CARICA
pag. 18
13. ACCUMULATORI ED UTILIZZATORI
pag.20
14. CASA SOSTENIBILE
pag.23
15. COSTI DEI DISPOSITIVI UTILIZZATI NEL PROGETTO
pag. 21
16. MANUTENZIONE
pag. 22
17. TABELLA DEI CONSUMI DEGLI ELETTRODOMESTICI
pag. 23
18. CALCOLO N° PANNELLI CASA IDEALE
pag. 22
19. BIBLIOGRAFIA
pag. 24
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FONTI ALTERNATIVE DI ENERGIA
Il sole: l’energia che non inquina
Sono rinnovabili quelle fonti energetiche alimentate da flussi naturali che hanno la
comune caratteristica di rigenerarsi.
Originate in prevalenza dalla radiazione solare, sono potenzialmente inesauribili ed
hanno un impatto ambientale minimo durante il ciclo previsto per la produzione di
energia.
La promozione per l’utilizzo di queste fonti comporterebbe un giusto equilibrio tra
produzione energetica e impatto ambientale, consentendo di ridurre il ricorso ai
combustibili fossili che emettono inquinanti.
Iniziamo questo percorso con il solare, dedicando questa sezione alla produzione di
energia da impianti fotovoltaici.
La tecnologia fotovoltaica consente di trasformare l’energia solare in energia elettrica,
sfruttando l’effetto fotovoltaico.
Il processo di conversione è assicurato dalle proprietà di materiali semiconduttori
(come il silicio) che, opportunamente trattati sono in grado di generare elettricità se
colpiti dalla radiazione solare, senza l’uso di alcun combustibile.
E’ possibile installare un impianto fotovoltaico di piccole dimensioni direttamente sul
tetto o muro della propria abitazione.
Tale impianto, connesso alla rete di distribuzione dell’energia elettrica, si compone di
campi fotovoltaici, che producono corrente continua, e di un inverter, necessario
per trasformare la corrente continua in alternata, che è quella utilizzabile dalla rete.
La rete supporta l’impianto nei periodi in cui le richieste dell’utenza eccedono la
produzione da fonte solare ed acquista l’energia nel caso in cui la produzione
dell’impianto è eccedente al fabbisogno dell’utente.
E’ conveniente, considerati gli elevati costi, investire
nel fotovoltaico con le tecnologie a disposizione?
Il prezzo degli impianti fotovoltaici di piccola taglia è oggi ad un livello tale che il
costo del kWh prodotto, considerate le condizioni medie d’insolazione annuale
disponibili sul territorio italiano (circa 1500 ore) e un ammortamento
dell’investimento al 5% d’interesse per la vita dell’impianto di 25 anni, si aggira
intorno agli 0.4 € contro gli 0.07 € dell’elettricità convenzionale.
Sul piano economico, è evidente che, a queste condizioni, non è conveniente
investire. Tuttavia riconoscere le grandi qualità ambientali dell’energia fotovoltaica
può essere tradotto in termini economici, in modo da compensare il deficit, come ad
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esempio ha fattola Germania con una legge che riconosce al kWh fotovoltaico un
valore di 0.48 € a carico della collettività e come, in parte, si sta facendo in Italia.
Si tratta soltanto di assumere una corretta e responsabile posizione ufficiale del
governo in relazione alla necessità e all’urgenza di contrastare realmente la crisi
climatica incombente.
Vantaggi e svantaggi della tecnologia fotovoltaica.
I principali vantaggi risiedono nell’estrema pulizia della produzione di elettricità.
Infatti, non vengono rilasciati effluenti, non ci sono parti meccaniche in movimento e
pertanto non si produce alcun rumore.
Inoltre l’elettricità viene prodotta in modo decentrato vicino alle utenze, limitando
in tal modo la presenza delle linee di distribuzione e realizzando un modello
produttivo diffuso, alternativo a quello delle grosse centrali, in linea di principio,
molto più affidabile. Un ulteriore vantaggio consiste nell’elevato grado d’affidabilità
ormai raggiunto dai generatori fotovoltaici: i costruttori garantiscono i moduli per 25
anni, pari all’intera durata di vita.
In commercio non esiste alcun altro prodotto industriale che offra tale garanzia.
L’effetto di scala sul mercato porterà l’energia fotovoltaica alla concorrenzialità in
tempi compatibili con lo sviluppo di questo modo nuovo di produrre energia solare.
L’emergenza ambientale potrebbe imprimere un’accelerazione a questo processo,
portando nell’arco di una ventina d’anni alla svolta energetica verso il solare. I
principali svantaggi sono di natura tecnica, collegati alla intermittenza della
produzione di elettricità conseguente all’alternarsi del giorno e della notte, al variare
della durata dell’intensità solare con le stagioni ed infine al verificarsi dei fenomeni
climatici. E’ evidente che in mancanza della luce solare non esiste produzione
d’elettricità. Pertanto non è pensabile un sistema elettrico basato interamente sul
fotovoltaico senza dotare gli impianti di un adeguato sistema d’accumulo dell’energia
solare, che deve consentire il superamento dei periodi di assenza di produzione.
Le dimensioni del fabbisogno energetico dell’umanità sono talmente grandi che la
produzione d’energia fotovoltaica sui tetti e sulle facciate degli edifici può arrivare a
ricoprire una frazione molto piccola di tale fabbisogno.
Per incidere significativamente sulla sostituzione dei combustibili fossili, e quindi
sulla qualità ambientale, sono necessari ben altre dimensioni della superficie
complessiva degli impianti. Questo tipo d’interventi va comunque incoraggiato ed il
suo significato deve essere ricercato nell’opportunità offerta dalla tecnologia di
dimostrare all’opinione pubblica allargata l’effettiva capacità a produrre significative
quantità d’elettricità.
Ormai anche l’organizzazione più conservatrice in fatto d’energia, come è il World
Energy Council, ha riconosciuto nei documenti conclusivi degli ultimi congressi
mondiali che il ruolo dell’energia solare dovrà passare dal contributo attuale di circa il
12-15%, quasi per intero dovuto alle biomasse, ad un contributo progressivamente più
significativo per due motivi. Il primo è collegato all’inevitabile esaurimento della
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disponibilità di combustibili fossili a basso costo ed il secondo, divenuto ormai
sempre più urgente, è connesso alla necessità di contrastare la crisi climatica globale,
la cui causa è riconosciuta nella crescita abnorme della concentrazione atmosferica di
anidride carbonica.
Qual è il futuro del fotovoltaico?
Il futuro del fotovoltaico è collegato strettamente, oltre che al raggiungimento degli
obiettivi economici, anche e soprattutto al superamento dello svantaggio tecnico
dovuto alla intermittenza della fonte solare. Si deve trovare il modo ed il mezzo per
accumulare l’energia elettrica generata dai moduli fotovoltaici ed erogarla con
continuità temporale agli utenti. Il fatto di produrre direttamente, senza altre
trasformazioni fisiche, l’energia elettrica dalla conversione della radiazione solare
costituisce l’opportunità per inviare tale elettricità agli apparecchi per l’elettrolisi
dell’acqua, con i quali generare corrispondenti quantità d’idrogeno. L’idrogeno può
essere accumulato, conservato e riutilizzato successivamente per alimentare le celle a
combustibile, da cui si può riottenere l’elettricità in tempi e luoghi differiti. In tal
modo è garantita la continuità dell’erogazione d’elettricità verso gli utenti.
Concludendo, si può affermare che il fotovoltaico può avere un futuro molto
significativo soltanto nell’ambito di una strategia energetica ed ambientale che
comprenda la produzione elettrolitica dell’idrogeno e la sua diffusione in tutti gli usi.
IL SOLE ENERGIA RINNOVABILE
Il sole trasmette sulla terra circa 1.353 w/m², ma i raggi solari non colpiscono la terra
in egual modo ma hanno un inclinazione variabile con la latitudine e con le stagioni.
Tenendo conto di queste variabili, in una giornata il valore di potenza incidente si
riduce a 200 W/m².
Tale potenza viene sfruttata da dispositivi costosi come le CELLE
FOTOVOLTAICHE, che hanno una resa che va dal 10 al 15 % circa dell’energia
luminosa incidente.
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LA TECNOLOGIA FOTOVOLTAICA
La tecnologia fotovoltaica sfrutta l’effetto fotovoltaico di alcuni materiali
semiconduttori per produrre energia elettrica.
LA CELLA FOTOVOLTAICA
Le celle fotovoltaiche che formano un pannello solare possono essere di tre tipi:
1) Silicio mono-cristallino
2) Silicio amorfo
3) Silicio poli – cristallino
Attualmente il materiale più utilizzato è il silicio mono – cristallino che ha prestazioni
e durata superiori agli altri.
La conversione della radiazione solare in una corrente elettrica avviene nella cella
fotovoltaica sfruttando la proprietà di alcuni materiali conduttori, come il silicio che
consente di generare direttamente energia elettrica quando vengono colpiti dalla
radiazione solare.
Una cella fotovoltaica esposta alla radiazione solare si comporta quindi come un
generatore di corrente che dipende fondamentalmente dalla intensità della radiazione
solare, dalla temperatura e dalla superficie.
Generalmente una cella fotovoltaica ha uno spessore che varia fra 0,25 e 0,35 mm ed
ha una forma generalmente quadrata con una superficie pari a circa 100 cm².
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IL MODULO FOTOVOLTAICO
La cella solare fornisce valori di tensione e corrente limitati in rapporto a quelli
normalmente richiesti dagli apparecchi utilizzatori, è molto fragile,
elettricamente non è isolata ed è priva di un supporto meccanico.
Più celle assemblate in modo opportuno costituiscono un’unica struttura: il
modulo fotovoltaico, struttura robusta e maneggevole su cui vengono collegate le
celle stesse.
Per incrementare l’assorbimento di radiazione solare sulla superficie di un
pannello solare, si assemblano meccanicamente tra loro più moduli che vanno a
formare il pannello.
Modelli o pannelli collegati tra loro elettricamente in serie, per ottenere la
tensione voluta, formano la stringa e l’assemblaggio di più stringhe formano il
campo fotovoltaico.
Per ciascuna applicazione il generatore dovrà essere dimensionato sulla base di:
Carico elettrico;
Potenza di picco (Wp);
Possibilità di collegamento alla rete elettrica;
Latitudine dell’impianto ed irraggiamento medio annuo dello stesso;
Specifiche architettoniche dell’edificio;
Specifiche elettriche del carico utilizzatore.
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Dagli ultimi dati registrati si ritiene che, alle latitudini dell’Italia centrale, un m² di
moduli fotovoltaici ad alte prestazioni possano produrre in media:
0,35 kWh/giorno nel periodo invernale
0,65 kWh/giorno nel periodo estivo
180 kWh/anno
I SISTEMI FOTOVOLTAICI
TIPOLOGIE DI IMPIANTI FOTOVOLTAICI
L’impianto fotovoltaico è l’insieme di componenti meccanici, elettrici ed elettronici che
captano l’energia solare, la trasformano in energia elettrica, sino a renderla disponibile
all’utilizzazione da parte dell’utenza.
Tutti gli impianti fotovoltaici sono classificabili nelle seguenti categorie:
Alimentazione diretta: l’apparecchio da alimentare viene collegato direttamente al
modulo FV. Il grande svantaggio di questo tipo di impianti è che l’apparecchio
collegato non funziona in assenza di sole (di notte). Applicazioni: piccole utenze
come radio, piccole pompe, calcolatrici tascabili, ecc
Funzionamento ad isola: il modulo FV alimenta uno o più apparecchi elettrici.
L’energia fornita dal modulo, ma momentaneamente non utilizzata, viene usata per
caricare degli accumulatori. Quando il fabbisogno aumenta, o quando il modulo FV
non funziona (p.e. di notte), viene utilizzata l’energia immagazzinata negli
accumulatori.
Applicazioni: zone non raggiunte dalla rete di distribuzione elettrica e dove
l’installazione di essa non sarebbe conveniente. Esempi applicativi sono la
metrologia e la telecomunicazione, ma anche l’alimentazione domestica di rifugi e
casolari di campagna.
Un semplice impianto fotovoltaico ad isola è composto dai seguenti elementi:
Cella solare: per la trasformazione di energia solare in energia elettrica. Per
ricavare più potenza vengono collegate tra loro diverse celle.
Regolatore di carica: è un apparecchio elettronico che regola la ricarica e la
scarica degli accumulatori. Uno dei suoi compiti è di interrompere la ricarica ad
accumulatore pieno.
Accumulatori: sono i magazzini di energia di un impianto fotovoltaico. Essi
forniscono l’energia elettrica quando i moduli non sono in grado di produrne, per
mancanza di irradiamento solare.
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Inverter: trasforma la corrente continua proveniente dai moduli e/o dagli
accumulatori in corrente alternata convenzionale a 230V. Se l’apparecchio da
alimentare necessita di corrente continua si può fare a meno di questa componente.
Utenze: apparecchi alimentati dall’impianto fotovoltaico.
I sistemi fotovoltaici sono il modulo con cui i moduli fotovoltaici vengono connessi
alle utenze, si dividono in due tipi:
1) Sistemi Stand Alone o con accumulo quando l’unica fonte di energia utilizzata
per alimentare una utenza isolata è l’energia solare fotovoltaica.
2) Sistemi Grid Connected o connessi in rete, quando l’energia elettrica prodotta con
il sistema fotovoltaico viene immessa direttamente nella rete dell’utente per
effettuare lo scambio di energia elettrica con il proprio fornitore.
n un sistema STAND ALONE il generatore fotovoltaico genera energia elettrica
soltanto nelle ore diurne, pertanto in un impianto del genere per poter utilizzare
l’energia in modo indipendente, questa deve essere accumulata in una batteria.In
questo caso il generatore è sovradimensionato per poter fornire energia anche in caso
di cattivo tempo o nei periodi invernali. Questo sistema viene così dimensionato in
base al fabbisogno energetico giornaliero dell’utenza, considerando però la
produzione di energia nel mese invernale con insolazione più bassa.
Questo comporta che in inverno il sistema è appena sufficiente per fornire energia
all’utenza, mentre d’estate con insolazione di circa tre volte più alta che d’inverno, si
ha un grosso esubero di energia che non viene utilizzata.
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In un sistema GRID CONNECTED l’energia elettrica prodotta viene dimensionata in
base all’effettivo fabbisogno energetico annuale dell’utenza; esso sarà in grado di
produrre nell’arco di un anno tanta energia quanta ne consuma l’utenza.
Questi impianti cedono all’utenza o alla rete pubblica tutta l’energia che producono,
aumentando notevolmente il rendimento e portando un effettivo risparmio energetico,
nonché un investimento facilmente ammortizzabile nel tempo.
Questi impianti sono completamente automatici e privi di manutenzione periodica e
non necessitano di alcuna preparazione specifica.
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IRRAGGIAMENTO SOLARE IN ITALIA
I moduli fotovoltaici così realizzati svolgono la funzione di generatori che sono montati
su una struttura meccanica in grado di sostenerli, orientata in modo da massimizzare
l’utilizzo
dell’irraggiamento solare.
La quantità di energia prodotta da un generatore fotovoltaico varia nel corso
dell’anno, in funzione del soleggia mento delle località e della latitudine.
Radiazione solare globale giornaliera media mensile su superficie inclinata
sul Piemonte
Media quinquennale 2003÷2008
citta’ di riferimento Grugliasco(To)
Dati di input:
- Latitudine: 45°3'49"; longitudine: 7°34'46"
- Azimut: 30
- Inclinazione rispetto al piano orizzontale: 60
- Modello per il calcolo della frazione della radiazione
diffusa rispetto alla globale: UNI 8477/1
- Coefficiente di riflessione del suolo: 0.50
- Unità di misura: kWh/m2
- Calcolo per tutti i mesi
Radiazione globale annua sulla superficie inclinata:
1612 kWh/m2
(anno convenzionale di 365.25 giorni)
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AREA DI PROGETTO:
IMPIANTO FOTOVOLTAICO A ISOLA
MONTATO SU CASA DOMOTICA
INTRODUZIONE:
Il nostro progetto rientra nel progetto più ampio della “ la mia casa sostenibile “
a cui partecipano altre cinque scuole della provincia di Torino.
Abbiamo preso come riferimento la citta’ di Grugliasco in cui pensiamo che questa
casa dovra’ essere costruita.
Abbiamo lavorato su due livelli:
Simulato: attraverso la costruzione di un plastico.
I calcoli teorici reali per il funzionamento di una casa di 100 mq da costruire
nell’area torinese.
Il nostro compito è quello di progettare un sistema fotovoltaico in grado di produrre
l’energia elettrica necessaria al funzionamento di tutti gli impianti previsti nella casa:
Sistema di allarme
Impianto elettrico
Impianto serrande
Immagine dell’antifurto
Immagine frontale della casa
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PROGETTO DI SIMULAZIONE
SCHEMA DI MONTAGGIO:
SCHEMA DI PRINCIPIO:
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COSTRUZIONE E FUNZIONAMENTO:
Attraverso il pannello solare,il sole irradia con i suoi raggi le celle fotovoltaiche che
forniscono in uscita una tensione massima di 18V.
La tensione di uscita va’ al regolatore di carica che ha la funzione di controllare il
caricamento e lo scaricamento della batteria da 12 V,permettendo così al sistema
fotovoltaico di essere sempre efficiente,allungando la vita media della batteria stessa
e preservandole da eventuali danneggiamenti;esso controlla anche l’uscita dei carichi
cioè viene automaticamente scollegata quando la batteria e’ scarica.
Quando la batteria e’ carica il regolatore fa passare la tensione sull’inverter, che da
12V la fa passare a 220V,per permettere all’utente di attaccare un carico non
superiore ai 50w (3 lampade a basso consumo).
HT18 - HT20 – HT22 MODULI
FOTOVOLTAICI
MODULI FOTOVOLTAICI DI PICCOLE DIMENSIONI
I moduli fotovoltaici HT18-20-22 sono stati progettati per elettrificazione
rurale, rilevamento dati, telecomunicazioni e applicazioni speciali.
Grazie alla versatilità che caratterizza tutti i moduli Helios Technology,
essi sono molto apprezzati e utilizzati sia nei paesi in via di sviluppo
che nei mercati europei. La recente adozione di innovative tecniche di
produzione delle celle (superficie texturizzata con trattamento
antiriflesso al nitruro di slicio) permette a questi moduli di ottenere, alla
tensione di lavoro tipica di batteria (12,5V), un notevole aumento della
corrente erogata (10-17%) rispetto i moduli tradizionali. Questa
importante caratteristica rende i moduli HT18-20-22 particolarmente
adatti in impianti con accumulatori. Costituiti da 36 celle ad alta
efficienza da 62,5 x 62,5 mm in silicio monocristallino, questi moduli
sono stati progettati per lavorare nelle più avverse condizioni ambientali
e operative.
I moduli hanno dato prova di lunga durata neltempo, con una vita media
tipica di oltre 30 anni. Ogni singola cella ed ogni modulo prodotti vengono sottoposti a molteplici
test e controlli diqualità in ogni fase del processo produttivo. Le interconnessioni tra moduli sono
semplici, pratiche e ottimizzate per tutte le configurazioni e voltaggi. Il design della cornice di
alluminio anodizzato rende questomodulo sicuro, semplice e veloce da installare in svariate
situazioni.
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CARATTERISTICHE FISICHE DEL MODULO
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SEZIONE DEL MODULO
Pannello fotovoltaico applicato sul tetto della casa.
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Funzione dell’inverter
Un inverter è un dispositivo elettronico in grado di convertire corrente
continua in corrente alternata eventualmente a tensioni diverse, oppure una
corrente alternata in un'altra di differente frequenza. Il tipo più semplice di
inverter consiste in un oscillatore che pilota un transistor, il quale aprendo e
chiudendo un circuito genera un'onda quadra. L'onda è quindi applicata ad un
trasformatore che fornisce all'uscita la tensione richiesta arrotondando in
qualche misura l'onda quadra.
Inverter più complessi utilizzano diversi approcci per produrre in uscita una
forma d'onda quanto più possibile sinusoidale. Si tratta di un tipo particolare
di inverter progettato espressamente per convertire l'energia elettrica sotto
forma di corrente continua prodotta da modulo fotovoltaico, in corrente
alternata da immettere direttamente nella rete elettrica. Un'altra caratteristica
importante di un inverter fotovoltaico, è l'interfaccia di rete.
Questa funzione, generalmente integrata nella macchina, deve rispondere ai
requisiti imposti dalle normative dei diversi enti di erogazione di energia
elettrica. In Italia, ENEL ha rilasciato una normativa , attualmente giunta
all'edizione 2.2. Questa normativa prevede una serie di misure di sicurezza
tali da evitare l'immissione di energia nella rete elettrica qualora i parametri di
questa, siano fuori dai limiti di accettabilità.
Inverter utilizzato nell’impianto.
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DC-AC POWER INVERTER 300W
CARATTERISTICHE:
Ingresso: 10-15 Vcc
Uscita: 220 V Ac
Potenza Continua: 300 W
Potenza Massima di Spunto: 1000 W
Allarme Batteria Scarica: 10,5V ± 0,5V
Tensione di Spegnimento: 10V ± 0,5V
Spegnimento per Sovratensione: 15,5V ± 0,5V
Frequenza: 50Hz ± 1%
Assorbimento a vuoto: < 0.3 A
Fusibile d'ingresso DC
Fusibile
Protezione Termica: 60° C ± 5°C
Protezione per il sovraccarico
Protezione per il cortocircuito
Presa d’uscita: N. 1 Scuko
Peso: Kg. 0,950
Dimensioni: 190 x 91 x 58 mm
Ventola di Raffreddamento
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Regolatore di carica Mod. C32 Smart
Nuovo Regolatore di Carica per impianti fotovoltaici con corrente fino di 15
A. La regolazione è di tipo a shunt;
Le commutazioni di potenza sono effettuate con componenti elettronici a
stato solido che garantiscono la massima precisione associata ad una
affidabilità elevatissima.
La commutazione PWM dello shunt consente una carica accurata seguendo la curva
corrente/tensione della batteria.
Inoltre in caso di diminuzione della tensione di batteria sotto il livello minimo consentito,
C32SMART sconnette il carico e lo riconnette solo dopo una parziale ricarica della batteria.
C32-SMART è dotato di un esclusivo circuito di DESTRATIFICAZIONE dell’elettrolita che
interviene dopo ogni scarica profonda assicurando un’adeguata carica di equalizzazione.
Sul frontale del regolatore sono presenti 2 LED che indicano le condizioni di
funzionamento
dell’impianto.
LED ROSSO: Carico sconnesso dal circuito LVD
LED VERDE: Batteria carica; shunt PWM attivo.
C32-SMART è un prodotto particolarmente affidabile, progettato per installazioni in
ambienti ostili
con temperature fino a 50°C. e dotato di protezioni elettroniche contro:
- sovratensioni di origine atmosferica
- inversione di polarità della batteria e dei pannelli
- corto circuito sulle utenze
- distacco della batteria.
I collegamenti di uscita sono effettuati mediante connettori FAST-ON.
Il contenitore è in PVC di colore BLU. Su richiesta il regolatore C32-SMART può essere
fornito
montato all’interno di scatola plastica stagna IP65 190x240x90 mm. con coperchio
anteriore
trasparente.
Caratteristiche:
Tensione di funzionamento 12 V
Massima corrente del sistema fotovoltaici 10 A
Massima corrente alle utenze 10 A
Assorbimento 4 mA
Tensione di fine carica 13,8 V
Tensione di intervento LVD 10,0 V
Tensione finale del ciclo di gassing 14,2 V
Temperatura di funzionamento - 25 + 50 °C
Dimensioni 120x80x42 mm
Peso 180 g
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ACCUMULATORE ED UTILIZZATORI
INSTALLATI NEL SISTEMA FOTOVOLTAICO:
Batteria NI-CH da 12V e 7,2Ah.
.
.
Lampada da 11 W a 220V.
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Tabella dei costi dei dispositivi utilizzati nel
progetto
DISPOSITIVI
DESCRIZIONE
QUANTITA’
KIT
Il kit comprende il pannello
1 pannello
FOTOVOLTAICO
Fotovoltaico, lampade a basso
3 lampade
Consumo, batteria,
Inverter e regolatore.
1 batteria
COSTO
250 €
1 inverter
1 regolatore
INTERRUTTORE L’interruttore generale
3 led
3 led 1 €
GENERALE
Usato per alimentare
3 resistenze
3res. 0.4€
2 progetti supplementari
3 interruttori 3 int. 2 €
È costituito da
Fili
TOT 3.4 €
2 interruttori
1.50 €
1 presa
0.40 €
led verdi,resistenze e
interruttori.
INTERRUTTORE Gli interruttori vengono
Usati per aprire il circuito
e spegnerlo.
PRESA
La presa consente di
Collegare facilmente i
Dispositivi AC
Il costo totale del progetto è stato di 258.7 €
Tutti i soldi spesi nel progetto e ulteriori migliorie aggiunte sono
bastati nel budget di 600 € a disposizione della classe.
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Manutenzione
Gli impianti fotovoltaici richiedono una ridotta necessità di manutenzione.
Generalmente gran parte delle verifiche possono essere effettuate anche da
personale non esperto ma capace di operare su circuiti elettrici applicando ove
richieste tutte le norme sicurezza necessarie.
La gran parte degli impianti fotovoltaici funziona spesso senza particolari
problemi per anni e senza aver bisogno di nessun intervento.
Ciò nonostante se si vuole che l'impianto renda almeno per 20 anni, si consiglia
sempre la stipula di un contratto di manutenzione con un installatore
specializzato da affiancare all'attività di ispezione visiva dell'impianto da parte
dell'utente gestore.
L'utente
gestore
dell'impianto
può
effettuare
ove
presente
una
buona
accessibilità un ispezione visiva al fine di verificare l'eventuale presenza di:
- danneggiamenti dei moduli o delle strutture di sostegno;
- eventuali cavi strappati o rosicchiati che non devono essere toccati in quanto
la riparazione di queste parti deve essere affidata solo ad un tecnico
specializzato;
- accumulo di sporcizia sui moduli, come ad esempio foglie in autunno, neve
d'inverno, erba o escrementi di uccelli.
Verificare anche l'eventuale accumulo di sporcizia negli angoli di telai dei
moduli
e
dei
profilati
di
fissaggio
che
potrebbero
essere
causa
di
ombreggiamenti parziali delle celle fotovoltaiche poste negli angoli.
L'installatore specializzato invece deve eseguire operazioni di manutenzione
con cadenza annuale.
Generalmente si effettuano nei mesi che precedono maggio, ossia nei mesi che
precedono il periodo di maggiore resa.
Durante un intervento di manutenzione ordinaria bisogna almeno effettuare i
seguenti controlli:
- registrare tutte le eventuali segnalazioni di guasti;
- verificare il corretto funzionamento dei dispositivi di sicurezza;
- verifica delle strutture di sostegno;
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CASA SOSTENIBILE
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TABELLA DEI CONSUMI IDEALI DEGLI UTILIZZATORI
cucina
potenza
KWh al giorno
illuminazione
forno
TV
lavastoviglie
70 W
2,8 KW
60 W
2,2 KW
0,49
4,2
0,48
3,3
KWh
KWh
KWh
KWh
100 W
25 W
18 W
13 W
50 W
30 W
0,2
0,4
0,036
0,026
0,4
0,03
KWh
KWh
KWh
KWh
KWh
KWh
70 W
200 W
1,5 W
0,28 KWh
0,8 KWh
0,036 KWh
soggiorno
illuminazione
acquario
videoregistratore
DVD
TV
stereo
studio
illuminazione
computer
telefono
bagno
illuminazione
lavatrice
phoon
50 W
2 KW
1,2K W
0,6 KWh
2 KWh
1,2 KWh
camera da letto 1
illuminazione
TV
telefono
50 W
50 W
1,5 W
0,05 KWh
0,05 KWh
0,036 KWh
illuminazione
50 W
0,05 KWh
TV
50 W
0,05 KWh
telefono
1,5 W
0,036 KWh
camera da letto 2
POTENZA MEDIA DI GIORNO = 2950 KW
POTENZA MEDIA DI SERA =
2441 KW
POTENZA MEDIA GIORNATA
COMPLETA. =
5391 KW
corridoio
24
illuminazione
70 W
0,35 KWh
serrande
motore 1
motore 2
motore 3
motore 4
motore 5
motore 6
98 W
98 W
98 W
98 W
98 W
98 W
antifurto
110 W
1,32 KWh
CASA IDEALE:
La casa ideale per autoalimentarsi da sola avrà l’ausilio di un impianto fotovoltaico.
Il tetto per problemi estetici non potrà accogliere l’impianto fotovoltaico che sarà
quindi installato su un'unica facciata della casa.
La facciata in questione sarà quella più esposta ai raggi solari durante la giornata.
Abbiamo scelto di installare pannelli monocristallini che assicurano alte prestazioni e
lunga durata rispetto a quelli policristallini.
Ogni pannello 1200mm x 500mm produce 75Wa pannello.
La casa ha un assorbimento di POTENZA MEDIA GIORNALIERA di 5391 KW.
CALCOLI:
Per soddisfare le esigenze energetiche giornaliere della casa abbiamo
bisogno di:
5.000 W / 75 W = 67 PANNELI
Sono quindi necessari per avere 5391 KW almeno 67 pannelli
monocristallino.
Ogni pannello è:
1.2 m / 0.5 m = 0.6 mq
Inizialmente secondo i progetti della casa la facciata disponibile era di 28 mq.
Ma con 28 mq possiamo disporre:
25
28 mq / 0.6 mq = 47 PANNELLI
Avanzano quindi 20 pannelli non previsti sulla facciata e quindi abbiamo
disposto i rimanenti pannelli sulle ringhiere adiacenti.
Con 20 pannelli aggiuntivi abbiamo:
20 x 0.6 mq = 12 mq
Abbiamo quindi bisogno di 12 mq in più che in totale
28 mq + 12 mq = 40 mq tot
La casa sarà quindi disposta
E su una facciata avrà 67 pannelli monocristallini.
Immagine della casa demotica con pannelli monocristallini
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Immagine laterale della casa demotica
Approssimativamente in una casa reale 1 KW costa 8000 € .
Quindi con i 5391 KW necessari nella casa costerebbe 43128 €.
LA CASA SOSTENIBILE AVRA 2 CONTATTORI UNO PROPRIO E UNO DELL’ENTE
DAPPARTENENZA LOCALE (ENEL).
TRAENDO UN MAGGIOR GUADAGNO ECONOMICO VENDENDO LA PROPRIA ENERGIA IN
ECCESSO IMMETTENDOLA IN RETE.
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NUOVE FONTI
Impianto fotovoltaico, costi e risparmi
Il risparmio sulla bolletta e risparmio sulle emissioni di anidride carbonica. Un
investimento che promette un ritorno non solo in termini economici ma anche
ambientali. E' quanto può rappresentare per tutti noi la scelta di installare un
impianto fotovoltaico. Già, ma quanto costa “davvero” fare questa scelta e
qual'è il ritorno economico dell'investimento? Abbiamo fatto un po' di conti
con l'aiuto dell'Enea.
Il costo dei panelli - L'impianto tipo che abbiamo esaminato è in grado di
produrre 5 kW, ha una dimensione di metri quadri ed è tarato per i consumi
di una famiglia di quattro persone che possiede anche un condizionatore e un
ascensore . Si tratta, insomma di un impianto “medio” che ha un costo
massimo di 7.000 euro al kW più Iva al 10%=7800. In tutto, dunque, occorre
preventivare una spesa di 43128 euro.
Le variazioni zona per zona – Un costo uguale per tutti ma una produzione
che varia molto a seconda della zona e che è destinata ad incidere anche sui
tempi di ritorno dell'investimento che oscillano dai circa 10 anni del Nord fino
a scendere a poco più di 7 per il Sud. Ma può scendere ancora con un po' di
accortezza. Lo stesso impianto, infatti fornisce una quantità di energia
elettrica che varia in maniera significativa, dai 3.300 kWh all'anno per il Nord
ai 4.500 per gli impianti che si trovano al Sud.
Il calcolo del risparmio - Con questa produzione ‘ garantita' si arriva a
contabilizzare il risparmio sulla bolletta e quindi l'importo della somma che
verrà riconosciuta sotto forma di tariffa incentivante, ossia di rimborso spese
28
di produzione. Questo meccanismo è previsto dal nuovo decreto sul
fotovoltaico e la tariffa viene riconosciuta per 20 anni. Questa è calcolata in
misura pari a 0,44 euro per kWh prodotto considerando il nostro impianto
“medio” e parzialmente integrato, un impianto cioè, di tipo familiare e non
condominiale, panelli che possono essere messi sul tetto della villetta
piuttosto che sul terrazzo dell'attico. Su questa base sommando risparmio
sulla bolletta a tariffa incentivante, si ottiene un risultato che varia dai 2110
euro ai 2880 euro l'anno.
I finanziamenti locali – Riduzione ulteriore, poi, nel caso in cui si possa
approfittare di incentivi locali per l'installazione degli impianti.
Il decreto prevede la possibilità di cumulare le tariffe con il contributo ottenuto
fino ad un massimo del 20% del costo dell'impianto. In questo modo anche al
Nord già dopo soli 8 anni l'impianto è ripagato.
La detrazione fiscale – Le tariffe incentivanti, invece non sono cumulabili
con le detrazioni fiscali. Per i pannelli fotovoltaici l'agevolazione prevista è
pari ad una detrazione dalle imposte del 36% della spesa in 10 rate annuali di
pari importo. In questo modo, come si vede, ci vogliono da quasi 15 a oltre 20
anni per ammortizzare l'investimento.
BIBLIOGRAFIA:
INTERNET: WWW.WIKIPEDIA.IT
WWW. ENEL.IT
WWW.TERMOSOLAR.IT
WWW.ILPORTALEDELSOLE.IT
DOCUMENTAZIONE SCOLASTICA
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PIANIFICAZIONE ORARIO INERENTE ALL’AREA DI PROGETTO
DATA
Febbraio
ore
16
MATERIE
TDP
marzo
marzo
Aprile/maggio
Aprile maggio
9
4
2
6
Sistemi
TLC
Elettronica
TLC
Maggio
8
TDP
Maggio
9
Sistemi
ATTIVITA’
INIZIATO LE SPECIFICHE DEL
PROGETTO
REALIZZAZIONE DEL TETTO
INIZIO STESURA RELAZIONE
RICERCA MATERIALE DA APPLICARE
REALIZZAZIONE CIRCUITO GENERALE
DI ALIMENTAZIONE PER GLI ALTRI
IMPIANTI
INSTALLAZIONE TETTO SULLA CASA,E
VERIFICA FUNZIONALITA CON TITTI
GLI ALTRI IMPIANTI
CONTROLLO
E
CONSEGNA
RELAZIONE
30
