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Progetto definitivo ed esecutivo per la riqualificazione della stazione di interscambio di piazzale Ciadini – Mestre Venezia
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RELAZIONE DI CALCOLO
IMPIANTI ELETTRICI
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1. CALCOLO DEI FABBISOGNI ENERGETICI
1.1 PREMESSA
Il presente documento illustrerà i criteri di dimensionamento delle sorgenti di alimentazione sulla base dei carichi reali dei
fabbisogni energetici dell’area interessata al progetto.
1.2 RELAZIONE DI CALCOLO
L'energia elettrica per l'alimentazione dell’area sarà fornita dall'ENEL su tre contatori differenti, ciascuno dedicato al singolo
immobile con le seguenti caratteristiche:
Uffici VELA
Potenza nominale 20kWe
Sistema Trifase con le seguenti caratteristiche:
Tensione nominale
400
[V]
Frequenza
50
[Hz]
Numero di Fasi
LLLN
Sistema di distribuzione
TT
Corrente di cortocircuito presunta (da verificare all’inizio dei lavori): 16 kA
Spazio Personale ACTV
Potenza nominale 3 kWe
Sistema Trifase con le seguenti caratteristiche:
Tensione nominale
230
[V]
Frequenza
50
[Hz]
Numero di Fasi
LN
Sistema di distribuzione
TT
Corrente di cortocircuito presunta (da verificare all’inizio dei lavori): 6 kA
Spazio Bar
Potenza nominale 20kWe
Sistema Trifase con le seguenti caratteristiche:
Tensione nominale
400
[V]
Frequenza
50
[Hz]
Numero di Fasi
LLLN
Sistema di distribuzione
TT
Corrente di cortocircuito presunta (da verificare all’inizio dei lavori): 16 kA
Il calcolo dei fabbisogni energetici, alla base del corretto dimensionamento della linea elettrica principale e delle linee di
distribuzione, è stato effettuato sulla base dei reali consumi dei componenti dell’impianto così come richiamato negli schemi
esecutivi dei QE.
1.3 DIMENSIONAMENTO DELLE SORGENTI
Richiesta Potenza Uffici VELA
Potenza attiva nominale 20 kWe
Fattore di riduzione complessivo 0,9
Fattore di potenza (cos phi) 0,9
Richiesta Potenza Spazio Personale ACTV
Potenza attiva nominale 3 kWe
Fattore di riduzione complessivo 0,9
Fattore di potenza (cos phi) 0,9
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Richiesta Potenza Spazio Bar
Potenza attiva nominale 20 kWe
Fattore di riduzione complessivo 0,9
Fattore di potenza (cos phi) 0,9
(Per i dettagli delle potenze, assorbimenti e sezione delle linee riferirsi allo schema dei quadri elettrici riportato nella
documentazione di progetto).
2. DIMENSIONAMENTO CAVI BT
2.0 Corrente di impiego e dimensionamento dei cavi
Il valore efficace della corrente di impiego può essere può essere calcolato conoscendo il valore efficace della tensione
nominale V del sistema espresso in volt, la potenza totale P dei carichi che la linea deve alimentare espressa in watt e il
fattore di potenza medio cos , attraverso la relazione:
Ib =
P ∗ Ku
[A]
k ∗ V ∗ cos ϕ
in cui k vale 1 nel caso di circuiti monofase oppure nel 1.73 caso di circuiti trifase e Ku è il coefficiente di utilizzazione per le
utenze terminali o uguale al fattore di contemporaneità per le utenze di distribuzione, cioè un fattore di correzione che tiene
conto di quanto effettivamente viene usato il carico rispetto alle sue potenzialità.
La potenza Pn, invece, è la potenza nominale del carico per utenze terminali, ovvero, la somma delle Pd delle utenze a valle.
La potenza reattiva delle utenze viene calcolata invece secondo la:
Qn = Pn tan φ
per le utenze terminali, mentre per le utenze di distribuzione viene calcolata come somma vettoriale delle potenze reattive
nominali a valle (_Qd a valle).
Il fattore di potenza per le utenze di distribuzione viene valutato, di conseguenza, con la:
Q
cos ϕ = cos(arctan( ))
P
Il criterio seguito per il dimensionamento dei cavi è tale da poter garantire la protezione dei conduttori alle correnti di
sovraccarico e di cortocircuito.
In base alla norma CEI 64-8/4 (par. 433.2), infatti, il dispositivo di protezione deve essere coordinato con la conduttura in
modo da verificare le condizioni:
a) I b ≤ I n ≤ I z
b) I f ≤ 1.45 ⋅ I z
Per la condizione a) è necessario dimensionare il cavo in base alla corrente nominale della protezione a monte. Dalla corrente
Ib, pertanto, viene determinata la corrente nominale della protezione (seguendo i valori normalizzati) e con questa si procede
alla determinazione della sezione.
Inoltre, in accordo con quanto stabilito dalla norma CEI64-8/4 (par. 435.1), qualora il dispositivo di protezione contro i
sovraccarichi assolva alle relazioni di cui sopra, ed abbia potere di interruzione non inferiore al valore della corrente di
cortocircuito presunta nel suo punto di installazione, si considera che esso assicuri anche la protezione contro le correnti di
cortocircuito della conduttura situata a valle di quel punto. Questo criterio è stato generalmente adottato per assicurare la
protezione dei conduttori alle correnti di cortocircuito.
Il programma di calcolo dei QE dimensiona i cavi in modo da rispettare anche i seguenti casi:
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condutture che sono derivate da una conduttura principale protetta contro i sovraccarichi con dispositivo idoneo ed in
grado di garantire la protezione anche delle condutture derivate;
conduttura che alimenta diverse derivazioni singolarmente protette contro i sovraccarichi, quando la somma delle correnti
nominali dei dispositivi di protezione delle derivazioni non supera la portata Iz della conduttura principale.
L'individuazione della sezione si effettua utilizzando la tabella assegnata alla utenza. Le cinque previste dal programma sono:
-
IEC 448;
IEC 365-5-523;
CEI-UNEL 35024/1;
CEI-UNEL 35024/2.
CEI-UNEL 35026.
Esse oltre a riportare la corrente ammissibile Iz in funzione del tipo di isolamento del cavo, del tipo di posa e del numero di
conduttori attivi, riportano anche la metodologia di valutazione dei coefficienti di declassamento.
La portata minima del cavo viene calcolata come:
I z min =
In
k
dove il coefficiente k ha lo scopo di declassare il cavo e tiene conto dei seguenti fattori:
tipo di materiale conduttore;
tipo di isolamento del cavo;
numero di conduttori in prossimità compresi eventuali paralleli;
eventuale declassamento deciso dall'utente.
La sezione viene scelta in modo che la sua portata (moltiplicata per il coefficiente k) sia superiore alla Iz min. Gli eventuali
paralleli vengono calcolati nell'ipotesi che essi abbiano tutti la stessa sezione, lunghezza e tipo di posa (vedi norma 64.8 par.
433.3), considerando la portata minima come risultante della somma delle singole portate (declassate per il numero di paralleli
dal coefficiente di declassamento per prossimità).
La condizione b) non necessita di verifica in quanto gli interruttori che rispondono alla norma CEI 23.3 hanno un rapporto tra
corrente convenzionale di funzionamento If e corrente nominale In minore di 1.45 ed è costante per tutte le tarature inferiori a
125 A. Per le apparecchiature industriali, invece, le norme CEI 17.5 e IEC 947 stabiliscono che tale rapporto può variare in
base alla corrente nominale, ma deve comunque rimanere minore o uguale a 1.45.
Risulta pertanto che, in base a tali normative, la condizione b) sarà sempre verificata.
Le condutture dimensionate con questo criterio sono, pertanto, protette contro le sovracorrenti.
2.1 Integrale di Joule
Dalla sezione dei conduttori del cavo deriva il calcolo dell'integrale di Joule, ossia la massima energia specifica ammessa dagli
stessi, tramite la:
I 2 ⋅t = K2 ⋅ S2
La costante K viene data dalla norma 64-8/4 (par. 434.3), per i conduttori di fase e neutro e, dal paragrafo 64-8/5 (par. 543.1),
per i conduttori di protezione in funzione al materiale conduttore e al materiale isolante. Per i cavi ad isolamento minerale le
norme attualmente sono allo studio, i paragrafi sopraccitati riportano però delle note che permettono, in attesa di disposizioni
diverse, la loro determinazione.
I valori di K riportati dalla norma sono per i conduttori di fase (par. 434.3):
Cavo in rame e isolato in PVC:
Cavo in rame e isolato in gomma G:
Cavo in rame e isolato in gomma etilenpropilenica G5-G7:
K = 115
K = 135
K = 143
I valori di K per i conduttori di protezione unipolari (par. 543.1) tab. 54B:
Cavo in rame e isolato in PVC:
Cavo in rame e isolato in gomma G:
Cavo in rame e isolato in gomma G5-G7:
K = 143
K = 166
K = 176
I valori di K per i conduttori di protezione in cavi multipolari (par. 543.1) tab. 54C:
Cavo in rame e isolato in PVC:
K = 115
Cavo in rame e isolato in gomma G:
K = 135
Cavo in rame e isolato in gomma G5-G7:
K = 143
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2.2 Cadute di tensione
La caduta di tensione delle linee principali è stata verificata sulla sorta della seguente relazione. Per ogni utenza si calcola la
caduta di tensione lungo ogni fase e lungo il conduttore di neutro (se distribuito). Tra le fasi si considera la caduta di tensione
maggiore che viene riportato in percentuale rispetto alla tensione nominale.
Il calcolo fornisce, quindi, il valore esatto della formula approssimata:
cdt ( I b ) = k cdt ⋅ I b ⋅
Lc
100
⋅ ( Rcavo ⋅ cosϕ + X cavo ⋅ sinϕ ) ⋅
1000
Vn
con:
kcdt=2 per sistemi monofase;
kcdt=1.73 per sistemi trifase.
I parametri Rcavo e Xcavo sono automaticamente ricavati dalla tabella UNEL in funzione al tipo di cavo (unipolare/multipolare)
ed alla sezione dei conduttori; di tali parametri il primo è riferito a 80°C, mentre il secondo è riferito a 50Hz, ferme restando le
unità di misura in km. La cdt(Ib) è la caduta di tensione alla corrente Ib e calcolata analogamente alla cdt(Ib).
2.3 Dimensionamento dei conduttori di neutro
La norma CEI 64-8 par. 524.2 e par. 524.3, prevede che la sezione del conduttore di neutro, nel caso di circuiti polifasi, può
avere una sezione inferiore a quella dei conduttori di fase se sono soddisfatte le seguenti condizioni:
il conduttore di fase abbia una sezione maggiore di 16 mm2;
la massima corrente che può percorrere il conduttore di neutro non sia superiore alla portata dello stesso;
la sezione del conduttore di neutro sia almeno uguale a 16mm2 se il conduttore è in rame e a 25 mm^2 se il conduttore è
in alluminio.
I criteri utilizzabili possono essere:
- determinazione in relazione alla sezione di fase;
- determinazione tramite rapporto tra le portate dei conduttori;
- determinazione in relazione alla portata del neutro.
In questa sede si è preso in considerazione solo il primo criterio che consiste nel determinare la sezione del conduttore in
questione secondo i seguenti vincoli dati dalla norma:
S f < 16mm 2 :
Sn = S f
16 ≤ S f ≤ 35mm : S n = 16mm 2
S f > 35mm 2 :
Sn = S f 2
2
3. DIMENSIONAMENTO IMPIANTO DI TERRA
Tensioni totali di terra
Sistema TT
Nei sistemi di tipo TT, ossia con collegamento a terra del centro stella di bassa tensione del trasformatore MT/BT e delle
masse degli utilizzatori con un impianto di terra diverso da quello del sistema elettrico, vale la seguente relazione :
U =I R
L
a
E
dove:
• Ia è la corrente minima che provoca il funzionamento automatico dei dispositivi di protezione coincidente con la corrente di
intervento entro 5 s (I5s), nel caso di impiego di dispositivi a caratteristica inversa, o con la corrente nominale di intervento (Idn),
nel caso di impiego di interruttori differenziali.
• UL è la tensione limite di sicurezza che vale 50 V per casi ordinari e 25V per casi particolari previsti dalla Norma CEI 64-8/7.
• RE è la resistenza totale dell’impianto di terra (ossia dell’anello di guasto) che, ritenendo trascurabile sia la resistenza di terra
del dispersore di cabina che quella del conduttore di protezione PE, si può ritenere coincidente con quella di terra;
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Nel caso in esame, considerando come tensione limite 50V, e supponendo di installare un interruttore differenziale in
corrispondenza del punto di consegna elettrico con Idn=0,3A, il valore massimo della resistenza di terra deve valere RE=166 
Calcolo del conduttore di protezione
Le norme CEI 64.8 par. 543.1 prevedono due metodi di dimensionamento dei conduttori di protezione:
- determinazione in relazione alla sezione di fase;
- determinazione mediante calcolo.
Il primo criterio consiste nel determinare la sezione del conduttore di protezione seguendo vincoli analoghi a quelli introdotti
per il conduttore di neutro:
S f < 16mm2 :
S PE = S f
16 ≤ S f ≤ 35mm2 : S PE = 16mm2
S f > 35mm2 :
S PE = S f 2
Il secondo criterio determina tale valore con l'integrale di Joule, ovvero la sezione del conduttore di protezione non deve
essere inferiore al valore determinato con la seguente formula:
Sp =
I 2t
k
dove:
- Sp è la sezione del conduttore di protezione (mm²);
- I è il valore efficace della corrente di guasto che può percorrere il conduttore di protezione per un guasto di impedenza
trascurabile (A);
- t è il tempo di intervento del dispositivo di protezione (s);
- K è un fattore il cui valore dipende dal materiale del conduttore di protezione, dell'isolamento e di altre parti.
Se il risultato della formula non è una sezione unificata, viene presa una unificata immediatamente superiore.
In entrambi i casi si deve tener conto, per quanto riguarda la sezione minima, del paragrafo 543.1.3.
Esso afferma che la sezione di ogni conduttore di protezione che non faccia parte della conduttura di alimentazione non
deve essere, in ogni caso, inferiore a:
2,5 mm² se è prevista una protezione meccanica;
4 mm² se non è prevista una protezione meccanica;
E' possibile, altresì, determinare la sezione mediante il rapporto tra le portate del conduttore di fase e del conduttore di
protezione.
Nel caso specifico è stato utilizzato il primo criterio.
Calcolo del conduttore di terra e del sistema di dispersione.
Il conduttore di terra che collega il collettore principale di terra posto nel quadro generale ai dispersori, sia nel caso del
complesso relativo agli uffici Vela e ACTV, che per l’edificio che ospita il Bar verrà realizzato con un conduttore in tubo con
sezione pari a quella massima del PE, e dunque pari a 16 mm2.
Il sistema di dispersione è poi completato con 4 picchetti in acciaio zincato di lunghezza pari a 3 m collegati tra di loro da una
corda in rame da 35 mmq.
Calcolo e verifica della Resistenza di terra
La verifica dell’impianto di terra si deve eseguire effettuando il calcolo della resistenza di terra dell’impianto ipotizzato e
confrontandolo con i valori limite imposti da Normativa.
Per il calcolo è necessario ipotizzare il valore della resistività del terreno e considerare le formule per il tipo di dispersore
considerato.
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La resistenza di terra di un picchetto verticale vale:
R=
ρ  4L 
− 1
 ln
2πL  a

Valutando:
ρ= 100 Ωm
L= 3 m Lunghezza del picchetto
a=0.05 m raggio del picchetto
si ottiene:
R=25 Ω
Questo rappresenta il valore limite superiore della resistenza dell’impianto, che essendo dotato di almeno altri picchetti, oltre
alla corda in rame, avrà sicuramente un valore inferiore.
Infatti dal grafico seguente, valido per una corda in rame da 16 mm2 e resistività del terreno pari a 100 m, si può dedurre
quanto segue:
considerando il lato del quadrato pari ad almeno 8 m, picchetti di 3 m di profondità si otterrebbe una resistenza inferiore ai
8 Ω.
Dunque i valori calcolati per la resistenza di terra soddisfano abbondantemente i requisiti di sicurezza richiesti.
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4.
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VERIFICA PROTEZIONE SCARICHE ATMOSFERICHE
Gli edifici in relazione alle loro caratteristiche, alla zona in cui si trovano e alle linee elettriche di alimentazione e relative
protezione si definiscono auto protetti.
4.1 Densità annua di fulmini a terra
Come rilevabile dalla norma CEI 81-3, la densità annua di fulmini a terra per kilometro quadrato nel comune di VENEZIA in cui
è ubicata la struttura vale:
Nt = 4,0 fulmini/km² anno
4.2 Dati relativi alla struttura
La pianta della struttura è riportata nel disegno (Allegato Disegno della struttura).
La destinazione d'uso prevalente della struttura è: altro (uffici, zone di interscambio)
In relazione anche alla sua destinazione d’uso, la struttura può essere soggetta a:
- perdita di vite umane
- perdita economica
In accordo con la norma CEI EN 62305-2 per valutare la necessità della protezione contro il fulmine, deve pertanto
essere calcolato:
- rischio R1;
Le valutazioni di natura economica, volte ad accertare la convenienza dell’adozione delle misure di protezione, non sono state
condotte perché espressamente non richieste dal Committente.
4.3 Dati relativi alle linee elettriche esterne
La struttura è servita dalle seguenti linee elettriche:
- Linea di energia: LINEA ENEL
- Linea di segnale: LINEA TELECOM
Le caratteristiche delle linee elettriche sono riportate nell'Appendice Caratteristiche delle linee elettriche.
4.4 Definizione e caratteristiche delle zone
Tenuto conto di:
- compartimenti antincendio esistenti e/o che sarebbe opportuno realizzare;
- eventuali locali già protetti (e/o che sarebbe opportuno proteggere specificamente) contro il LEMP (impulso
elettromagnetico);
- i tipi di superficie del suolo all'esterno della struttura, i tipi di pavimentazione interni ad essa e l'eventuale presenza di
persone;
- le altre caratteristiche della struttura e, in particolare il lay-out degli impianti interni e le misure di protezione esistenti;
sono state definite le seguenti zone:
Z1: INTERNA
Z2: ESTERNA
Le caratteristiche delle zone, i valori medi delle perdite, i tipi di rischio presenti e le relative componenti sono riportate
nell'Appendice Caratteristiche delle Zone.
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4.5 Calcolo delle aree di raccolta della struttura e delle linee elettriche esterne
L'area di raccolta AD dei fulmini diretti sulla struttura è stata valutata graficamente secondo il metodo indicato nella norma CEI
EN 62305-2, art. A.2, ed è riportata nel disegno (Allegato Grafico area di raccolta AD).
L'area di raccolta AM dei fulmini a terra vicino alla struttura, che ne possono danneggiare gli impianti interni per sovratensioni
indotte, è stata valutata graficamente secondo il metodo indicato nella norma CEI EN 62305-2, art. A.3, ed è riportata nel
disegno (Allegato Grafico area di raccolta AM).
Le aree di raccolta AL e AI di ciascuna linea elettrica esterna sono state valutate analiticamente come indicato nella norma
CEI EN 62305-2, art. A.4 e A.5.
I valori delle aree di raccolta (A) e i relativi numeri di eventi pericolosi all’anno (N) sono riportati nell'Appendice Aree di raccolta
e numero annuo di eventi pericolosi.
I valori delle probabilità di danno (P) per il calcolo delle varie componenti di rischio considerate sono riportate nell'Appendice
Valori delle probabilità P per la struttura non protetta.
4.6 Valutazione dei rischi
4.6.1 Rischio R1: perdita di vite umane
4.6.1.1 Calcolo del rischio R1
I valori delle componenti ed il valore del rischio R1 sono di seguito indicati.
Z1: INTERNA
RA: 1,19E-08
RB: 2,37E-09
RU(IMPIANTO ELETTRICO): 2,40E-12
RV(IMPIANTO ELETTRICO): 4,80E-13
Totale: 1,43E-08
Z2: ESTERNA
RA: 1,22E-07
Totale: 1,22E-07
Valore totale del rischio R1 per la struttura: 1,36E-07
4.6.1.2 Analisi del rischio R1
Il rischio complessivo R1 = 1,36E-07 è inferiore a quello tollerato RT = 1E-05
4.7 Scelta delle misure di protezione
Poiché il rischio complessivo R1 = 1,36E-07 è inferiore a quello tollerato RT = 1E-05 , non occorre adottare alcuna misura di
protezione per ridurlo.
4.8 Conclusioni
Rischi che non superano il valore tollerabile: R1
SECONDO LA NORMA CEI EN 62305-2 LA STRUTTURA E' PROTETTA CONTRO LE FULMINAZIONI.
5.
CALCOLI ILLUMINOTECNICI DI SICUREZZA
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I criteri di calcolo sono quelli riferiti alla verifica con il metodo del “Flusso totale” che utilizza come dati di partenza il livello di
illuminamento medio di sicurezza fissato in 5 lux, misurato all’altezza di un metro dal piano di calpestio, le dimensioni e
tipologie dei locali (indice del locale, coefficiente di riflessione delle pareti e del soffitto), le caratteristiche di emissione delle
armature illuminanti (flusso luminoso, luminanza), nonché i coefficienti di mantenimento presunti.
I calcoli sono stati sviluppati sulla base delle caratteristiche costruttive tipo degli apparecchi illuminanti utilizzando la relazione
di calcolo:
N = En x S / φ x U x M
dove:
En = illuminamento medio mantenuto
S = superficie del locale
φ = flusso luminoso emesso dal singolo apparecchio di illuminazione
U = fattore di utilizzazione
M = fattore di manutenzione
I risultati dei calcoli sono stati riportati in un altro documento specialistico allegato alla presente, in cui si riportano anche i
calcoli dell’impianto di illuminazione di tipo ordinario.
6.
CALCOLI SCARICATORI DI SOVRATENSIONE
EDIFICIO/IMPIANTO VELA
Le caratteristiche principali dell'impianto sono le seguenti.
Quadro di primo livello
Corrente di cortocircuito: 16 kA
Il Quadro di primo livello alimenta i seguenti quadri:
Quadro di secondo livello
- Distanza: 10 m
- Conduttura: il PE fa parte dello stesso canale
- Tipo di alimentazione: trifase con neutro
Quadro di secondo livello
Il Quadro di secondo livello non alimenta altri quadri.
Criteri di protezione
Negli impianti elettrici degli edifici, gli SPD possono essere installati in pratica in tre punti:
• ad arrivo linea, nel quadro generale di distribuzione o immediatamente a valle del punto di consegna se esiste la
possibilità di installazione in un apposito involucro;
• nei quadri secondari di distribuzione, o quadri di piano;
• ai morsetti delle apparecchiature, al loro interno o nelle immediate vicinanze.
La distanza misurata lungo il circuito, entro cui un SPD riesce a proteggere un'apparecchiatura, è chiamata distanza di
protezione (lp). La valutazione della distanza di protezione dipende da una molteplicità di fattori, quali:
• il livello di protezione effettivo Uprot dell'SPD;
• la tensione di tenuta ad impulso Ui dell'apparecchiatura;
• il tipo di conduttura che collega l'SPD all'apparecchiautra.
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Scelta delle protezioni
Quadro di Consegna
Sul Quadro di primo livello, alimentato da una linea trifase con neutro, sono installati SPD all'ingresso del quadro, aventi le
seguenti caratteristiche:
classe: I
tipo: varistore
livello di protezione Up: 1600 V
lunghezza dei collegamenti: 0,2 m
livello di protezione effettivo Uprot: 1800 V
tensione massima continuativa: 440 V
corrente impulsiva di scarica Iimp: 10 kA
conforme alla norma IEC 61643-1: Sì
L'SPD installato protegge i circuiti terminali / apparecchiature alimentati dal quadro se di lunghezza inferiore a quelle indicate
in tabella (distanze espresse in metri):
Caratteristiche del circuito
Il PE non fa parte della conduttura
Il PE fa parte della conduttura
Tensioni di tenuta (V)
1500
2500
4000
30
20
45
30
***
***
6000
***
***
Il simbolo "***" indica che Uprot <= bUi / 2 e quindi l'apparecchiatura è protetta qualunque sia la distanza dall'SPD (distanza di
protezione).
Sezione di collegamento degli SPD
La sezione minima dei conduttori di collegamento degli SPD sarà:
• Classe I : 6 mm2
• Classe II : 4 mm2
• Classe III : 1,5 mm2
In ogni caso, per gli SPD di classe I la sezione dei conduttori (S) rispetterà le seguenti relazioni:
S >= Iimp / 8 per conduttori isolati in PVC
S >= Iimp / 10 per conduttori isolati in EPR
Riduzione del rischio
Gli SPD installati sull'impianto sono dimensionati con riferimento al massimo valore della corrente di fulmine (200 kA) previsto
dalle norme.
Gli SPD, inoltre, sono conformi ai requisiti richiesti dalla norma di prodotto e sono stati scelti e dimensionati a regola d'arte.
Sono state altresì fornite le indicazioni per un'installazione a regola d'arte. Ne segue che a tali dispositivi di protezione è
possibile attribuire un coefficiente di riduzione del rischio K5 (SPD ad arrivo linea) o K3 (SPD installati sugli impianti interni)
uguale a 0,01 (norma CEI 81-4).
Protezione degli SPD contro le sovracorrenti
Gli SPD installati sull'impianto devono essere protetti contro le sovracorrenti a 50 Hz. A tal fine è sufficiente che sia presente,
a monte dell'SPD, un interruttore magnetotermico BTDIN, curva C, In <= 32A con adeguato potere di interruzione, oppure un
fusibile tipo gG, avente In adeguata.
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EDIFICIO BAR
Le caratteristiche principali dell'impianto sono le seguenti.
Quadro di primo livello
Corrente di cortocircuito: 16 kA
Quadro di primo livello
Sul Quadro di primo livello, alimentato da una linea trifase con neutro, sono installati SPD all'ingresso del quadro, aventi le
seguenti caratteristiche:
classe: I
tipo: varistore
livello di protezione Up: 1600 V
lunghezza dei collegamenti: 0,2 m
livello di protezione effettivo Uprot: 1800 V
tensione massima continuativa: 440 V
corrente impulsiva di scarica Iimp: 10 kA
conforme alla norma IEC 61643-1: Sì
L'SPD installato protegge i circuiti terminali / apparecchiature alimentati dal quadro se di lunghezza inferiore a quelle indicate
in tabella (distanze espresse in metri):
Caratteristiche del circuito
Il PE non fa parte della conduttura
Il PE fa parte della conduttura
Tensioni di tenuta (V)
1500
2500
4000
30
20
45
30
***
***
6000
***
***
Il simbolo "***" indica che Uprot <= bUi / 2 e quindi l'apparecchiatura è protetta qualunque sia la distanza dall'SPD (distanza di
protezione).
Sezione di collegamento degli SPD
La sezione minima dei conduttori di collegamento degli SPD sarà:
• Classe I : 6 mm2
• Classe II : 4 mm2
• Classe III : 1,5 mm2
In ogni caso, per gli SPD di classe I la sezione dei conduttori (S) rispetterà le seguenti relazioni:
S >= Iimp / 8 per conduttori isolati in PVC
S >= Iimp / 10 per conduttori isolati in EPR
Riduzione del rischio
Gli SPD installati sull'impianto sono dimensionati con riferimento al massimo valore della corrente di fulmine (200 kA) previsto
dalle norme.
Gli SPD, inoltre, sono conformi ai requisiti richiesti dalla norma di prodotto e sono stati scelti e dimensionati a regola d'arte.
Sono state altresì fornite le indicazioni per un'installazione a regola d'arte. Ne segue che a tali dispositivi di protezione è
possibile attribuire un coefficiente di riduzione del rischio K5 (SPD ad arrivo linea) o K3 (SPD installati sugli impianti interni)
uguale a 0,01 (norma CEI 81-4).
Protezione degli SPD contro le sovracorrenti
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Gli SPD installati sull'impianto devono essere protetti contro le sovracorrenti a 50 Hz. A tal fine è sufficiente che sia presente,
a monte dell'SPD, un interruttore magnetotermico BTDIN, curva C, In <= 32A con adeguato potere di interruzione, oppure un
fusibile tipo gG, avente In adeguata.
7.
IMPIANTO DI ILLUMINAZIONE PUBBLICA
Il collegamento alla linea di illuminazione pubblica avviene in un punto di connessione alla rete concordato con i tecnici del
settore. Non è noto il carico già presente sulla linea a cui si andranno a collegare le utenze di Piazzale Cialdini. Esse sono di
tipo a led, a bassissimo consumo, con una potenza nominale di poco superiore ad 1 kW. Si ritiene pertanto di collegare le
lampade, alla linea trifase, con una conduttura di tipo unipolare FG7R da 16 mmq in cui il carico considerato genera una
caduta di tensione pari a:
∆V/V% =(1,73*L*Ib*(rcosf+xsenf)/1000)/400*100
Dove:
r è la resistenza della linea pari a 1,41 m Ω./m
X è la reattanza pari a 0,112 m Ω./m
Ib è la corrente nominale, pari a 1,81 A
Da cui: ∆V/V%= 0,14%.
In assenza di dati certi si ritiene che tale caduta aggiuntiva sia compatibile con gli assorbimenti già in essere, senza
ingenerare malfunzionamenti.
Per quanto riguarda invece l’illuminazione della pensilina del tram essa verrà eseguita con lampade a led. L’alimentazione
delle linee (una per ogni pensilina) verrà effettuata dal QE del tram (non oggetto di questo appalto.)
Lo schema tipo per il collegamento elettrico sarà del tipo:
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8.
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IMPIANTO FOTOVOLTAICO
E’ costituito dai seguenti componenti:
Numero moduli:
42
Potenza nominale
115 Wp
Celle:
Silicio policristallino, tecnologia a tripla
giunzione e diodi bypass
Tensione circuito aperto VOC
18,48 V
Corrente di corto circuito ISC
7,99 A
Tensione VMP
15,39 V
Corrente IMP
7,47 A
Grado di efficienza:
13,7%
Dimensioni:
1638 mm x 512 mm
La potenza complessiva da raggiungere è di 42 x 115 Wp = 4830 Wp.
I valori di tensione alle varie temperature di funzionamento (minima, massima e d’esercizio) rientrano nel range di accettabilità
ammesso dall’inverter.
Ogni serie di moduli è munita di diodo di blocco per isolare ogni stringa dalle altre in caso di accidentali ombreggiamenti,
guasti etc.
La linea elettrica proveniente dai moduli fotovoltaici è messa a terra mediante appositi scaricatori di sovratensione con
indicazione ottica di fuori servizio, al fine di garantire la protezione dalle scariche di origine atmosferica.
L’inverter sarà posizionato all’interno del locale tecnico e garantisce un funzionamento completamente automatico di tutto
l’impianto.
All’accensione, infatti verrà preliminarmente verificata la tensione presente in rete, misurandone il valore efficace e la
frequenza. Se tali parametri rientrano in una opportuna finestra di accettabilità, viene periodicamente testata la tensione fornita
dal campo fotovoltaico e, se sufficientemente elevata, inizia così il processo di conversione. Se la tensione nella sezione a
corrente continua raggiunge il valore nominale di riferimento, per una durata di circa dieci secondi, entra in funzione l’inverter.
L’inverter poi, dopo essersi collegato alla rete attraverso un teleruttore, inizia ad erogare potenza verso di essa. A questo
punto entra in funzione il sistema di controllo MPPT che, variando il punto di funzionamento del convertitore realizza la ricerca
del punto ottimo di funzionamento massimizzando la potenza attiva immessa in rete. Grazie allo speciale sistema di controllo
MPPT, il prelievo di potenza dei pannelli fotovoltaici avviene costantemente ottimizzando il punto di funzionamento in relazione
non solo alle caratteristiche dei pannelli, alle condizioni di irraggiamento e alla loro temperatura ma anche alle caratteristiche
del convertitore. La tecnica utilizzata, Maximum Power Point Tracker, massimizza infatti direttamente la potenza immessa in
rete tenendo conto anche dei rendimenti degli organi di conversione.
Le caratteristiche tecniche dell’inverter scelto sono le seguenti:
Ingresso Potenza max:
5100 Wp
Tensioni in ingresso consentite:
245 – 800 V
Corrente massima in ingresso:
10 A c.c
Potenza nominale in uscita
5000 W
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Tensione di rete/frequenza
230 /400V –50 Hz
Fattore di distorsione
< 3,5 %
Efficienza:
98 %
Peso:
37 kg
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8.1 PRODUCIBILITA’ DELL’IMPIANTO{ TC "DIMENSIONAMENTO DELL’IMPIANTO" \f C \l "1" }
In base alle norme UNI 8477-1 e UNI 10349, l’irraggiamento calcolato su moduli esposti a Sud ed inclinati rispetto
all’orizzontale di 1° risulta essere pari a 1473 kWh/m².
La potenza alle condizioni STC (irraggiamento dei moduli di 1000 W/m² a 25°C di temperatura) risulta essere:
PSTC = PMODULO x N°MODULI = 0,115x48 = 4830 Wp
L’energia massima, producibile su base annua, dal sistema fotovoltaico è data da:
E [kWh/anno) = (I x A x Kombre x RMODULI x Pdg)
In cui:
I = irraggiamento medio annuo sul piano dei pannelli = 1473 kWh/m²
A = superficie totale dei moduli = 35 m²
Kombre = Fattore di riduzione delle ombre = 100 %.
RMODULI = rendimento di conversione dei moduli (dati produttore)= 13.7 %
Pdg = Perdite del generatore, circuiti e inverter (stima) = 0.80%
Pertanto, applicando la formula abbiamo:
E= 5650 [kWh/anno]
8.2 SCHEDA RIASSUNTIVA DELL’IMPIANTO{ TC "DIMENSIONAMENTO DELL’IMPIANTO" \f C \l "1" }
A seguire si riportano el caratteristiche tecniche dei vari componenti l’impianto:
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