Impianti Fotovoltaici
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ELETTROTECNICA ED IMPIANTI ELETRICI La Produzione di Energia Elettrica Energia Dal Sole www.webalice.it/s.pollini 1 ENERGIA SOLARE 2 www.webalice.it/s.pollini ENERGIA SOLARE www.webalice.it/s.pollini 3 Tipi di Centrali Centrali a Caldaia: per grosse potenze Centrali Fotovoltaiche: per piccole e medie potenze www.webalice.it/s.pollini 4 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; - Funzionamento ad Isola; - Funzionamento per immissione in rete; www.webalice.it/s.pollini 5 IMPIANTI FOTOVOLTAICI 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. www.webalice.it/s.pollini 6 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Alimentazione ad Isola www.webalice.it/s.pollini 7 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Alimentazione ad Isola 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. www.webalice.it/s.pollini 8 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Alimentazione ad Isola Gli impianti fotovoltaici ad isola funzionano, come fa intuire già il nome, indipendentemente dalla rete elettrica pubblica. Questo tipo di impianto viene dunque impiegato principalmente per l’alimentazione di apparecchi in zone isolate, o nel caso sia richiesta grande mobilità. Per poter disporre di energia elettrica anche durante le ore notturne l’energia fornita durante il giorno dai moduli FV viene immagazzinata da accumulatori. 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. www.webalice.it/s.pollini 9 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Alimentazione ad Isola 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. 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. www.webalice.it/s.pollini 10 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Ad immissione in rete www.webalice.it/s.pollini 11 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Ad immissione in rete Funzionamento per immissione in rete: come nell’impianto ad isola il modulo solare alimenta le apparecchiature elettriche collegate. L’energia momentaneamente non utilizzata viene immessa nella rete pubblica. Il gestore di un impianto di questo tipo fornisce dunque l’energia eccedente a tutti gli altri utenti collegati alla rete elettrica, come una normale centrale elettrica. Nelle ore serali e di notte la corrente elettrica può essere nuovamente prelevata dalla rete pubblica. Naturalmente il gestore di un impianto fotovoltaico di questo tipo verrà pagato dall’impresa erogatrice di energia elettrica per l’energia immessa in rete. L’energia è ecologica ed aiuta ad ammortizzare gli investimenti in tempi relativamente brevi. Applicazioni: in qualsiasi posto che disponga di un allacciamento standard alla rete pubblica, come abitazioni, uffici, stabilimenti industriali, officine artigianali, banche, scuole, edifici pubblici, ecc. www.webalice.it/s.pollini 12 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Ad immissione in rete Negli impianti per immissione in rete l’energia viene convertita direttamente in corrente elettrica alternata che può alimentare le normali utenze oppure essere immessa nella rete, con la quale lavora in regime di interscambio. In quest’ultimo caso presso l’utente sono installati due contatori: uno che contabilizza l’energia elettrica fornita dall’impianto fotovoltaico alla rete ed uno che contabilizza l’energia elettrica che l’utente preleva dalla rete. Nell’ipotesi in cui le due tariffe coincidano, l’utente paga all’ente erogatore dell’energia elettrica solo la differenza tra l’energia consumata, prelevata dalla rete, e quella fornita alla rete. Un impianto fotovoltaico per immissione in rete é principalmente composto dai seguenti componenti: www.webalice.it/s.pollini 13 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Ad immissione in rete Cella solare: per la trasformazione di energia solare in energia elettrica. Per ricavare più potenza vengono collegate tra loro diverse celle. 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. Quadro elettrico: in esso avviene la distribuzione dell'energia. In caso di consumi elevati o in assenza di alimentazione da parte dei moduli fotovoltaici la corrente viene prelevata dalla rete pubblica. In caso contrario l’energia fotovoltaica eccedente viene di nuovo immessa in rete. Inoltre esso misura la quantità di energia fornita dall'impianto fotovoltaico alla rete. Rete: allacciamento alla rete pubblica dell'azienda elettrica. Utenze: apparecchi alimentati dall'impianto fotovoltaico. www.webalice.it/s.pollini 14 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Ad immissione in rete Gli impianti fotovoltaici per immissione in rete rappresentano dal punto di vista applicativo la soluzione ideale in quanto tutta l’energia generata dall’impianto viene comunque utilizzata: o direttamente dall’utente o immessa nella rete elettrica che costituisce quindi un sistema di accumulo infinito. La mancanza di un sistema di accumulo locale consente inoltre di ridurre sia i costi iniziali sia quelli di esercizio (le batterie di accumulo dopo un certo numero di anni devono infatti essere sostituite). Per comprendere meglio la logica con la quale funzionano gli impianti fotovoltaici per immissione in rete è utile fare riferimento al grafico che riporta il bilancio energetico di un impianto fotovoltaico per una tipica utenza residenziale. www.webalice.it/s.pollini 15 IMPIANTI FOTOVOLTAICI www.webalice.it/s.pollini 16 IMPIANTI FOTOVOLTAICI CRITERI DI DIMENSIONAMENTO www.webalice.it/s.pollini 17 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Criteri di dimensionamento Il dimensionamento ed i calcoli di un impianto fotovoltaico richiedono molto impegno. Entrano in gioco molteplici fattori, per esempio: - Posizione geografica dell’impianto (latitudine) - Irraggiamento solare (durata giornaliera, intensità) - Temperatura ambientale media (anche la temperatura influenza il rendimento di un impianto) - Superficie a disposizione. Se si dispone di uno spazio sufficientemente grande si possono impiegare dei moduli più convenienti a rendimento minore (che necessitano però di superfici maggiori). - Fabbisogno energetico degli apparecchi allacciati. È importante scegliere degli apparecchi a basso consumo energetico, come pompe e frigoriferi speciali, lampade a risparmio. Un fabbisogno energetico minore comporta un impianto FV più piccolo e quindi minor costo di acquisto. - Ciascuno dei tre tipi di impianti fotovoltaici ha esigenze diverse per quanto riguarda i moduli solari e l’elettronica. A causa della complessità, la progettazione di un impianto FV deve essere eseguita sempre da un esperto. www.webalice.it/s.pollini 18 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Criteri di dimensionamento Celle Fotovoltaiche www.webalice.it/s.pollini 19 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Criteri di dimensionamento Celle Fotovoltaiche Tecnologie disponibili più utilizzate www.webalice.it/s.pollini 20 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Criteri di dimensionamento Celle Fotovoltaiche www.webalice.it/s.pollini 21 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Criteri di dimensionamento Celle Fotovoltaiche Le celle fotovoltaiche consentono di trasformare direttamente la radiazione solare in energia elettrica, sfruttando il cosiddetto "effetto fotovoltaico" che si basa sulla proprietà di alcuni materiali conduttori opportunamente trattati (tra i quali il silicio, elemento molto diffuso in natura), di generare direttamente energia elettrica quando vengono colpiti dalla radiazione solare. Una cella fotovoltaica esposta alla radiazione solare si comporta come un generatore di corrente con una curva caratteristica tensione/corrente che dipende fondamentalmente dalla intensità della radiazione solare, dalla temperatura e dalla superficie. Essa è generalmente di forma quadrata con superficie di circa 100 cm2, si comporta come una minuscola batteria, producendo, nelle condizioni di soleggiamento tipiche italiane, una corrente di 3 A con una tensione di 0.5 V, quindi una potenza di 1.5 W. www.webalice.it/s.pollini 22 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Criteri di dimensionamento Celle Fotovoltaiche La cella fotovoltaica è un dispositivo capace di convertire l’energia luminosa, su di essa incidente, direttamente in energia elettrica. In generale la caratteristica di una cella fotovoltaica è funzione di tre variabili fondamentali: intensità della radiazione solare, temperatura e area della cella. www.webalice.it/s.pollini 23 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Criteri di dimensionamento 1,5 W per 100cmq 1,5 W per 1 dmq in ogni metro quadro ci sono 100 dmq per cui 1,5 x100 = 150 W per mq = 0,15 kW per mq www.webalice.it/s.pollini 24 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Criteri di dimensionamento Potenza massima erogabile dall'impianto in determinate condizioni (potenza di picco) Pp (kW)= 0,15 x Superficie (mq) www.webalice.it/s.pollini 25 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Criteri di dimensionamento Un impianto fotovoltaico è caratterizzato dalla potenza cosiddetta di picco, espressa in kW La potenza di picco rappresenta la potenza massima erogabile dall’impianto in determinate condizioni di riferimento. La potenza effettivamente erogata dall’impianto, invece, è inferiore alla potenza nominale per i seguenti motivi: Installazione del pannello: in funzione della inclinazione del pannello fotovoltaico si ottiene una maggiore o minore produzione di energia elettrica Condizioni atmosferiche Stato di manutenzione Decadimento delle prestazioni nel tempo www.webalice.it/s.pollini 26 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Criteri di dimensionamento www.webalice.it/s.pollini 27 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Criteri di dimensionamento www.webalice.it/s.pollini 28 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Criteri di dimensionamento Fattore di manutenzione ed efficienza riduzione del 1% - 5% annuo www.webalice.it/s.pollini 29 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Criteri di dimensionamento SUPERFICI NECESSARIE PER IMPIANTI FOTOVOLTAICI Silicio Mono e Poli cristallino: – Tetti a falda circa 8-10 mq. Per 1kW – Tetti piani e terreno libero 16-22 mq. Per 1 kW www.webalice.it/s.pollini 30 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Criteri di dimensionamento – CEI 11- 20 v1 Norme Principali – Impianti sino a 20 kWp (DK 5950) – Impianti sino a 50 kWp (DK 5940) – Impianti sino a 8MW (DK 5740) www.webalice.it/s.pollini 31 ENERGIA OTTENUTA DALL'IMPIANTO E = Pp x Kinc x Km x heq (Kwh) heq = ore equivalenti annue di potenza di picco www.webalice.it/s.pollini 32 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Criteri di dimensionamento www.webalice.it/s.pollini 33 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Criteri di dimensionamento www.webalice.it/s.pollini 34 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Modulo fotovoltaico www.webalice.it/s.pollini 35 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Modulo fotovoltaico Le celle fotovoltaiche vengono generalmente vendute già assemblate in gruppi. L’insieme delle celle e della struttura che contiene le celle prende il nome di modulo fotovoltaico. www.webalice.it/s.pollini 36 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Modulo fotovoltaico • celle fotovoltaiche collegate elettricamente; • complesso occorrente per l’incapsulamento ed il fissaggio delle celle FV; sulla parte anteriore del modulo viene utilizzato una lastra di vetro per garantire la completa penetrazione della radiazione solare; • cornice di contenimento; • cassetta di derivazione, che contiene le terminazioni elettriche; www.webalice.it/s.pollini 37 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Modulo fotovoltaico Collegamento in serie dei moduli fotovoltaici www.webalice.it/s.pollini 38 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Modulo fotovoltaico ATTENZIONE: poiché il modulo fotovoltaico può essere assimilato ad un generatore di tensione permanentemente alimentato dalla luce del giorno, per i cablaggi dei circuiti in c.c. occorre, ai fini della sicurezza, seguire la seguente procedura: eseguire tutti i collegamenti utilizzando appositi attrezzi di lavoro sotto tensione; collegare in serie i moduli FV lasciando aperta la stringa in un punto (es.: collegamento del modulo centrale); collegare successivamente gli estremi della stringa (polo positivo e polo negativo) al relativo sezionatore del quadro di sottocampo CC; avendo cura di lasciare aperto il sezionatore in oggetto, completare il collegamento del modulo lasciato scollegato precedentemente. www.webalice.it/s.pollini 39 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Tipologie costruttive e schemi elettrici www.webalice.it/s.pollini 40 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Descrizione dell'impianto elettrico L’impianto fotovoltaico è destinato a produrre energia elettrica in collegamento alla rete elettrica di distribuzione in bassa tensione in corrente alternata. L’impianto di generazione fotovoltaica sarà costituito da strutture di supporto in carpenteria metallica zincata, su cui saranno fissati i moduli fotovoltaici mediante bulloneria in acciaio inox. La parte elettrica dell’impianto fotovoltaico è costituita dai seguenti componenti principali: − campo fotovoltaico; − quadro di elettrico di sottocampo (CC); − inverter (CCA) ; − quadro elettrico di parallelo (QCA); − componentistica elettrica varia. www.webalice.it/s.pollini 41 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Descrizione dell'impianto elettrico Gli impianti fotovoltaici potranno avere le seguenti taglie nominali: − 1,5 kWp − 3 kWp − da 6 a 18 kWp attraverso la combinazione di rami da 3 kWp collegati in parallelo. Il Generatore Fotovoltaico è costituito da un determinato numero di stringhe di moduli FV che sono collegati in serie di 11 nell’impianto da 1,5 kWp ed in serie di 20 nelle rimanenti taglie. Le stringhe sono opportunamente collegate, a gruppi di 2 ad un singolo inverter. Ciascuna stringa è provvista di apposito sezionatore e diodo di blocco ed è protetta contro le sovratensioni per mezzo di scaricatori (uno per ogni polo) collegati a terra. Sezionatori, diodi di blocco e scaricatori sono allocati in un apposito quadro elettrico di sottocampo (CC). La potenza nominale del campo FV espressa in Wp è ottenuta come somma delle singole potenze nominali dei singoli moduli. La tensione a circuito aperto (Voc) del campo è ottenuta come somma delle singole tensioni di circuito aperto dei singoli moduli. www.webalice.it/s.pollini 42 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Descrizione dell'impianto elettrico www.webalice.it/s.pollini 43 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Descrizione dell'impianto elettrico Stringhe fotovoltaiche Interruttori di sezionamento e protezione Diodi di blocco Scaricatori di sovratensione Inverter DC/AC installati nel quadro www.webalice.it/s.pollini 44 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Descrizione dell'impianto elettrico Inverter collegati a stella Interruttori di sezionamento e protezione Scaricatori di sovratensione Dispositivo di fornitura dell'ente distributore in grado di sconnettere l'impianto per minima tensione (DV604) Interruttore generale di impianto (trifase) www.webalice.it/s.pollini 45 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Descrizione dell'impianto elettrico Interruttore generale di impianto (trifase) Quadro di distribuzione utente Unità di misura (a cura dell'ente distributore) in grado di misurare l'energia consumata e l'energia immessa in rete. www.webalice.it/s.pollini 46 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Schemi elettrici di collegamento Schema elettrico di un tipico impianto fotovoltaico da 1,5 kWp. www.webalice.it/s.pollini 47 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Schemi elettrici di collegamento Schema elettrico di un tipico impianto fotovoltaico da 18 kWp. www.webalice.it/s.pollini 48 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Schemi elettrici di collegamento Schema di collegamento e di protezione dei sistemi di produzione a commutazione naturale funzionanti in parallelo alla rete pubblica di I categoria. www.webalice.it/s.pollini 49 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Montaggio dei moduli fotovoltaici I moduli fotovoltaici prima di essere collegati elettricamente tra loro, devono essere montati su apposite strutture di sostegno. Tali strutture sono costruite tramite profilati in ferro zincato a caldo opportunamente assemblati. www.webalice.it/s.pollini 50 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Collegamento dei moduli fotovoltaici Collegamento in serie di moduli fotovoltaici. www.webalice.it/s.pollini 51 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Installazione dei moduli fotovoltaici www.webalice.it/s.pollini 52 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Installazione dei moduli fotovoltaici − Prima di effettuare il cablaggio di un modulo, occorre verificare: la corretta polarità dei morsetti; la tensione a vuoto orientando il modulo verso il sole; la corrente di cortocircuito orientando il modulo verso il sole; il corretto montaggio e la funzionalità dei diodi di by-pass. www.webalice.it/s.pollini 53 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Installazione dei moduli fotovoltaici Per formare le stringhe i moduli fotovoltaici devono essere collegati, in serie di 11 nell’impianto da 1,5 kWp ed in serie di 20 nelle rimanenti taglie, con spezzoni intestati di cavo flessibile unipolare in rame, da 2.5 mm2 del tipo HO7RN-F od in alternativa FG7OR. Le polarità estreme delle stringhe devono essere collegate ai rispettivi quadri di sottocampo CC, mediante cavi unipolari in rame da 2.5 mm2 del tipo HO7RN-F od in alternativa FG7OR. www.webalice.it/s.pollini 54 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Installazione dei moduli fotovoltaici Si consiglia che i cordoni di cavo elettrico usati per il collegamento modulo-modulo siano tagliati a misura e muniti di terminali in officina in modo da garantire una migliore qualità e rendere più rapide le operazioni di collegamento elettrico in sito. La disposizione dei cavi di collegamento dei moduli deve essere tale da evitare (a mezzo collo d’oca) il convogliamento dell’acqua piovana verso i pressacavi. www.webalice.it/s.pollini 55 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Installazione dei moduli fotovoltaici E’ necessario il collegamento equipotenziale di ognuna delle strutture di sostegno utilizzate così da minimizzare l’effetto di una eventuale dispersione verso la cornice di un modulo fotovoltaico. Tale dispersione sarà subito rilevata dall’inverter corrispondente tramite il rilevatore di guasto a terra. www.webalice.it/s.pollini 56 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Collegamento dei moduli fotovoltaici L’inclinazione della struttura di sostegno deve massimizzare l’energia raccolta e convertita nel corso dell’anno. L’orientamento a Sud rilevato attraverso l’uso di una bussola. Verifica della presenza ostacoli (montagne, edifici ecc.) che causano ombra sui pannelli. Se è necessario suddividere il campo fotovoltaico in più file parallele le relative strutture di sostegno saranno disposte nella direzione Est - Ovest e dovranno essere distanziate nella direzione Nord Sud in modo che non si ombreggino a vicenda. www.webalice.it/s.pollini 57 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Collegamento dei moduli fotovoltaici La superficie dei pannelli è soggetta all’azione del vento, sarà necessario quindi predisporre un sistema di zavorre . www.webalice.it/s.pollini 58 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Quadro di sottocampo (CC) Le stringhe di moduli FV a gruppi di due vengono collegate ad un quadro elettrico di sottocampo “CC”. Per un impianto da 1,5 kWp o 3 kWp occorre solo un quadro CC per impianto, mentre per un impianto da 18 kWp ad esempio ne occorrono 6. I quadri elettrici di sottocampo “CC” devono essere montati in prossimità del campo fotovoltaico ed opportunamente fissati alle strutture di sostegno dei moduli FV. www.webalice.it/s.pollini 59 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Quadro di sottocampo (CC) Il quadro “CC” utilizzato deve avere le seguenti caratteristiche: − doppio isolamento; − grado di protezione IP65; − dimensioni circa 400x300x200; − con porta piena; − con telaio componibile isolante 3(file)*10(moduli). www.webalice.it/s.pollini 60 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Quadro di sottocampo (CC) Ogni quadro CC contiene al proprio interno i seguenti componenti: − N° 2 Diodo catodo a prigioniero 16A, 800V; − N° 2 alette di raffreddamento per diodi catodo a prigioniero; − N° 4 Isolatori per il montaggio delle alette di raffreddamento; − N° 4 Scaricatori di sovratensione con tensione massima di esercizio 600Vdc per l’impianto da 3 kWp e 400Vdc per l’impianto da 1,5 kWp; corrente di scarica nominale impulsiva (8/20) Isn=15kA; attacco su guida DIN; − N° 2 Sezionatore con tensione di lavoro 440Vdc per l’impianto da 3 kWp e 250Vdc per l’impianto da 1,5 kWp; 6A; − N° 4 Morsetti passanti per cavo da 6mm2 attacco DIN; − N° 1 Piastra terminale per morsetti passanti da 6mm2 attacco DIN; − N° 1 Morsetto passante di terra per cavo da 16mm2 (giallo/verde) per attacco su guida Din; − N° 4 Passacavi PG9 (stringhe FV); − N° 1 Passacavi PG11 (Cavo di messa a terra); − N° 1 Passatubo da 32mm (collegamento con l’inverter). www.webalice.it/s.pollini 61 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Inverter Il convertitore CC/CA, Inverter www.webalice.it/s.pollini 62 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Inverter − Il convertitore CC/CA o inverter trasferisce la potenza in continua prodotta dal generatore alla rete in alternata, in conformità ai requisiti normativi, tecnici e di sicurezza applicabili. − Le caratteristiche generali dell’inverter adottato sono: caratteristiche elettriche adeguate; inclusione al proprio interno di dispositivi di protezione che altrimenti dovrebbero essere previsti separatamente con aggravio dei costi. possibilità di montaggio in esterno; alta affidabilità (dispositivo ampiamente collaudato); adeguato servizio di assistenza. www.webalice.it/s.pollini 63 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Inverter Le caratteristiche principali sono: •Grado di protezione adeguato all'ubicazione in prossimità del campo fotovoltaico (IP65). •Campo di tensione in ingresso adeguato alla tensione del generatore FV. •funzione MPPT (inseguimento della massima potenza). •Efficienza massima ≥ 90 % al 70% della potenza nominale. •Lato cc gestibile con poli non connessi a terra, quindi con sistema IT. •Commutazione forzata da rete con tecnica PWM (pulse-width modulation), senza clock e/o riferimenti interni di tensione o di corrente ("sistema non idoneo a sostenere la tensione e frequenza nel campo nominale”) in conformità a quanto prescritto per i sistemi di produzione dalla norma CEI 11-20. •Protezioni per la sconnessione dalla rete, per valori fuori soglia di tensione e frequenza di rete e per sovracorrente di guasto in conformità alle prescrizioni delle norme CEI 11-20 ed a quelle specificate dal distributore elettrico locale. •Rispondenza alle norme generali su EMC e limitazione delle emissioni RF: conformità norme CEI 110-1, CEI 110-6, CEI 110-8. •Reset automatico delle protezioni per predisposizione ad avviamento automatico. www.webalice.it/s.pollini 64 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Inverter − Per motivi di sicurezza, per il collegamento in parallelo alla rete pubblica l'impianto deve essere provvisto di protezioni particolari che ne impediscano il funzionamento in isola elettrica, così come previsto dalla norma CEI 11-20 e dalle specifiche del distributore locale; l’inverter adottato prevede tale interfaccia internamente. − il rilevamento del guasto dell’isolamento verso terra sul lato in cc; L’inverter adottato prevede inoltre: l’indicazione su display dell’energia in alternata prodotta dall’inverter; l’indicazione su display del numero di ore di funzionamento; l’indicazione su display della tensione di lavoro del campo FV; www.webalice.it/s.pollini 65 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Inverter Montaggio meccanico dell’inverter − L’inverter adottato possiede un grado di protezione adeguato all’installazione in esterno (IP65); l’Installatore potrà quindi scegliere la soluzione di montaggio che meglio si adatta al sito di installazione dell’impianto FV. − Sarà possibile installare l’inverter in esterno direttamente alla struttura di sostegno dei moduli od a parete. − Nel caso in cui l’inverter presenti il display per la visualizzazione dei parametri di funzionamento, occorrerà evitare che i raggi solari colpiscano direttamente lo stesso. − Sarà possibile installare l’inverter anche in interno date le contenute dimensioni dello stesso. www.webalice.it/s.pollini 66 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Inverter Montaggio meccanico dell' Inverter all'esterno www.webalice.it/s.pollini 67 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Inverter Montaggio meccanico dell' Inverter all'interno www.webalice.it/s.pollini 68 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Quadro QCA Quadro di parallelo alla rete QCA www.webalice.it/s.pollini 69 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Quadro QCA Il quadro di consegna dell’energia e parallelo rete (QCA) è preposto ad effettuare il collegamento in parallelo degli inverter alla rete elettrica di distribuzione in bassa tensione. All'interno di tale quadro sono contenuti i dispositivi di interruzione delle linee in uscita dagli inverter. Qualora il QCA contenga solamente un interruttore per la linea elettrica in uscita dall’inverter e l’esistente quadro di distribuzione utente lo consenta, tale interruttore potrà essere alloggiato all’interno dello stesso pur rimanendo invariato lo schema elettrico dell’impianto. Per tutti gli impianti (1,5 kWp, 3 kWp ecc.) occorre solo un quadro QCA che potrà essere montato, in base alle esigenze del caso, in esterno con grado di protezione adeguato (IP65) od in interno. www.webalice.it/s.pollini 70 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Quadro QCA − Il quadro QCA utilizzato deve avere le seguenti caratteristiche: doppio isolamento; grado di protezione adatto al sito di installazione; dimensioni adeguate al contenimento di tutti i componenti adoperati; con porta piena; con telaio componibile isolante. − Ogni quadro QCA contiene al proprio interno i seguenti componenti: N° di interruttori bipolari magnetotermici (2 moduli) in numero pari a quello di inverter presenti; 16A; 230 Vac; Curva di intervento C; Corrente di interruzione 4,5 kA. N° 1 Interruttore quadripolare magnetotermico (nel caso di impianti da 1,5 o 3kWp questo interruttore non si deve installare) ; 63A; 380 Vac; Curva di intervento C; Corrente di interruzione 6 kA. N° di passatubi da 32mm in numero pari a quello di inverter presenti per i cavi provenienti dagli stessi. N° 1 passatubo di diametro adeguato per il collegamento con il quadro di utente. N° 1 Morsetto passante di terra per cavo da 16mm2 (giallo/verde) per attacco su guida Din; www.webalice.it/s.pollini 71 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Collegamento alla rete Collegamento alla rete di distribuzione interfaccia e protezione www.webalice.it/s.pollini 72 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Collegamento alla rete − L’allacciamento dell’impianto fotovoltaico alla rete di distribuzione avviene in bassa tensione in un impianto utilizzatore già alimentato dalla rete; pertanto attraverso il punto di consegna, che costituisce il punto di separazione tra la rete e l’impianto del cliente, possono verificarsi alternativamente flussi di energia nei due sensi (da e verso la rete). − La norma CEI 11-20 indica la configurazione schematica di un sistema di produzione generico funzionante in parallelo alla rete e quello specifico per gli impianti di produzione che comprendono i fotovoltaici. www.webalice.it/s.pollini 73 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Collegamento alla rete Per l’ingresso al quadro di utente, se tecnicamente possibile, sarà impiegato un tubo di accesso sottotraccia già esistente; in caso contrario, sarà realizzato un nuovo accesso al quadro, mediante canalina in Pvc autoestinguente IP20 resistente agli urti, di sezione opportuna. www.webalice.it/s.pollini 74 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Protezione di impianto Per motivi di sicurezza, per il collegamento in parallelo alla rete pubblica l'impianto deve essere provvisto di protezioni particolari che ne impediscano il funzionamento in isola elettrica, così come previsto dalla norma CEI 11-20 e dalle specifiche del distributore locale. L’interfaccia può essere integrata nel gruppo di conversione. Le protezioni, devono essere corredate di una certificazione di tipo, emessa da un organismo accreditato. ENEL ha sviluppato un’interfaccia di protezione che assicura la sconnessione dalla rete e lo spegnimento dell'impianto per valori di tensione e frequenza di rete esterni ad un range prefissato (unificazione DV1606 per sistemi monofase e DV1604 per sistemi trifase). www.webalice.it/s.pollini 75 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Protezione di impianto I documenti di riferimento per l’utilizzo di interfacce esterne al gruppo di conversione sono: -ENEL DV 604 - Pannello semplificato per la protezione di interfaccia trifase per autoproduttori. -ENEL DV 606 - Pannello semplificato per la protezione di interfaccia monofase per autoproduttori. -ENEL DK 5940 - Criteri di allacciamento di impianti di autoproduzione alla rete BT di distribuzione. www.webalice.it/s.pollini 76 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Protezione di impianto Schema di principio e lo schema di collegamento di una interfaccia di collegamento alla rete per sistemi monofase. Il prodotto utilizzato è commercializzato dalla THYTRONIC. www.webalice.it/s.pollini 77 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Protezione di impianto www.webalice.it/s.pollini 78 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Protezione di impianto www.webalice.it/s.pollini 79 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Verifiche e collaudo finale Verifiche e collaudo finale messa in servizio www.webalice.it/s.pollini 80 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Verifiche e collaudo finale − Allo scopo di mettere in servizio l’impianto FV installato è preferibile effettuare preventivamente le seguenti operazioni: esame a vista del corretto montaggio e allineamento delle strutture e dei moduli, secondo quanto indicato nel progetto esecutivo. Verifica delle coppie di serraggio della bulloneria sia dei moduli che delle strutture. Verifica della corretta esecuzione dei cablaggi dei cavi. Verifica della buona esecuzione delle connessioni elettriche tra moduli e misura della tensione di circuito aperto. Verifica del grado di protezione dei componenti assiemati e del corretto serraggio dei pressacavi e raccordi. Verifica della corretta esecuzione dei collegamenti di messa a terra di tutte le parti metalliche non in tensione e degli scaricatori nei quadri. Prove di isolamento verso massa su tutti i circuiti elettrici realizzati in c.c. e in c.a. (incluse le morsettiere ed i terminali), conformemente a quanto prescritto nelle Norme. Verifica del funzionamento corretto dell’impianto fotovoltaico nelle diverse condizioni di potenza generata e nelle varie modalità previste dall’inverter. www.webalice.it/s.pollini 81 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Verifiche e collaudo finale − Le operazioni di messa in servizio dell’impianto sono: chiusura dei sezionatori contenuti nei quadri CC (in tal modo le stringhe verranno collegate agli inverter); negli impianti da 1,5 e 3 kWp chiudere l’interruttore contenuto nel quadro QCA (in tal modo l’inverter verrà collegato alla rete dell’utente); negli impianti da 6 a 18 kWp chiudere l’interruttore quadripolare di uscita contenuto nel quadro QCA (in tal modo la linea in uscita dal quadro QCA verrà collegata elettricamente alla rete dell’utente); chiudere gli interruttori in ingresso contenuti nel quadro QCA (in tal modo gli inverter verranno collegati alla rete dell’utente); dopo un breve intervallo di tempo in cui verranno analizzate le caratteristiche della rete dell’utente gli inverter cominceranno ad immettere energia in rete; a questo punto saranno disponibili sul display dello stesso le misure di alcune grandezze significative quali: − potenza lato ac; − tensione lato cc; − energia prodotta dall’inverter complessivamente; − ore di funzionamento dell’inverter; − energia prodotta dall’inverter durante la giornata; − modalità di funzionamento (inseguimento della massima tensione, diagnosi rete elettrica, diagnostica generale ecc). www.webalice.it/s.pollini 82 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Verifiche e collaudo finale − Le operazioni di messa fuori servizio dell’impianto sono: negli impianti da 1,5 e 3 kWp aprire l’interruttore contenuto nel quadro QCA (in tal modo l’inverter verrà scollegato dalla rete dell’utente ed in virtù delle protezioni di interfaccia in esso contenute cesserà la produzione di energia); negli impianti da 6 a 18 kWp aprire gli interruttori in ingresso contenuti nel quadro QCA (in tal modo gli inverter verranno scollegati dalla rete dell’utente ed in virtù delle protezioni di interfaccia in esso contenute cesserà la produzione di energia); aprire l’interruttore quadripolare di uscita contenuto nel quadro QCA (in tal modo la linea in uscita dal quadro QCA verrà scollegata elettricamente dalla rete dell’utente); apertura dei sezionatori contenuti nei quadri CC (in tal modo le stringhe verranno scollegate dagli inverter); www.webalice.it/s.pollini 83 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Verifiche e collaudo finale Collaudo dell’impianto Documentazione delle prestazioni L’installatore dell’impianto, in possesso di tutti i requisiti previsti dalle leggi in materia, emetterà una dichiarazione (scheda di collaudo), firmata e siglata in ogni parte, che attesti l'esito delle verifiche e la data in cui le predette sono state effettuate. www.webalice.it/s.pollini 84 IMPIANTI FOTOVOLTAICI STRUTTURE ADOTTABILI E INTEGRAZIONE URBANISTICA www.webalice.it/s.pollini 85 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Strutture adottabili Diverse tipi di applicazione di tetti fotovoltaici: − tetto a falda − tetto piano − tetto a shed − frangisole − tettoia ombreggiante − facciata www.webalice.it/s.pollini 86 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Strutture adottabili Tipico esempio di impianto a facciata www.webalice.it/s.pollini 87 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Strutture adottabili www.webalice.it/s.pollini 88 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Strutture adottabili www.webalice.it/s.pollini 89 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Strutture adottabili www.webalice.it/s.pollini 90 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Strutture adottabili www.webalice.it/s.pollini 91 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Strutture adottabili www.webalice.it/s.pollini 92 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Strutture adottabili www.webalice.it/s.pollini 93 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Strutture adottabili www.webalice.it/s.pollini 94 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Strutture adottabili Masse (Germania) centro commerciale 1 MWp www.webalice.it/s.pollini 95 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Strutture adottabili Palermo - Pensiline www.webalice.it/s.pollini 96 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Strutture adottabili Austria - Autostrada www.webalice.it/s.pollini 97 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Strutture adottabili Amesford – Olanda – 500 kWp www.webalice.it/s.pollini 98 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Strutture adottabili www.webalice.it/s.pollini 99 IMPIANTI FOTOVOLTAICI Strutture adottabili www.webalice.it/s.pollini 100
