Relazione su misure di induzione magnetica presso
impianti fotovoltaici nel territorio provinciale
A cura di
Andrea Caccoli
(Misure – Interpolazioni - Grafica)
Loris Geminiani (Relazione – Misure – Simulazioni)
Roberto Tinarelli (Misure – Grafica)
Arpa ER - Sezione Provinciale di Ravenna
Via Alberoni, 17/19 - 48121 Ravenna
Servizio Sistemi Ambientali
Area Monitoraggio e valutazione Aria Rumore
Unità NIR
Ravenna, 16 febbraio 2012
Indice
Premessa............................................................................................................................................. 5
Caratteristiche tecniche di massima dei pannelli fotovoltaici e degli impianti di connessione alla rete
nazionale.............................................................................................................................................. 6
Riferimenti normativi relativi alle emissioni per i CEM (ELF) ............................................................... 8
Strumentazione utilizzata durante i rilievi della B alternata ................................................................. 9
Strumentazione utilizzata durante i rilievi del campo magnetico statico.............................................. 9
Metodologia di misura........................................................................................................................ 10
Determinazione dei livelli di induzione magnetica (B) a bassa frequenza (ELF) ed a frequenza 0 hz
(statico) in corrispondenza degli apparati elettrici collegati ai pannelli fotovoltaici ............................ 11
Rilevazioni presso l’impianto su copertura (9 kWp) – consegna in bt ............................................... 12
PAR AM ETR I ID ENT IF IC AT IVI DEL L' INT ERVENTO ................................................................................12
DETERMINAZIONE DEI LIVELLI DI INDUZIONE MAGNETICA A BASSA FREQUENZA (ELF) ......12
COMMEN TO ................................................................................................................................................................13
Rilevazioni presso l’impianto al suolo da 99,84 kWp - consegna in bt ........................ 14
PAR AM ETR I ID ENT IF IC AT IVI DEL L' INT ERVENTO ................................................................................14
DETERMINAZIONE DEI LIVELLI DI INDUZIONE MAGNETICA A BASSA FREQUENZA (ELF) ......14
COMMEN TO ................................................................................................................................................................16
Rilevazioni presso l’impianto al suolo da 966 kWp con consegna in MT .................... 19
DETERMINAZIONE DEI LIVELLI DI INDUZIONE MAGNETICA A BASSA FREQUENZA (ELF) ......19
D ETER M INAZIONE DEI LIVELLI D ELL’INDUZION E MAGN ETIC A STATICA (0 H Z) .............28
Rilevazioni presso l’impianto al suolo - aut. fino a 2.421,9 kWp - consegna in MT. 29
DETERMINAZIONE DEI LIVELLI DI INDUZIONE MAGNETICA A BASSA FREQUENZA (ELF) ......30
Ringraziamenti ................................................................................................................................... 35
3
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Premessa
Nel territorio della provincia di Ravenna, negli ultimi tre anni, vi è stato un forte
incremento di procedimenti D.Lgs. 387/2003 relativi all’installazione di impianti
fotovoltaici (FTV), sia al suolo che sulle coperture degli edifici adibiti ad uso produttivo
ed abitativo. Tali procedimenti, tenuto conto delle modifiche normative intervenute nel
2010 e 2011, sono stati gestiti sia a livello comunale (soprattutto fino a settembre
2010) che a livello provinciale (soprattutto dal 2010 in poi).
I dati relativi alle installazioni degli impianti FTV in provincia di Ravenna, ricavabili dal
sito del GSE (Gestore Servizi Energetici) alla pagina: http://atlasole.gse.it/atlasole/,
sono i seguenti (dati aggiornati a fine novembre 2011):
n. complessivo di impianti sulle coperture ed al suolo
potenza complessiva
3.424
297,912 MW
n. complessivo di impianti sulle coperture ed al suolo con potenza fino a 100 kWp –
si ritengono allacciati alla rete nazionale in bt
3.130
potenza
43,776 MW
n. complessivo di impianti sulle coperture ed al suolo con potenza superiore a 100
kWp - si ritengono allacciati alla rete nazionale in MT o AT 292 + 1
potenza complessiva
254,136 MW
Dalla lista degli impianti, ricavata dal sito web del GSE, si è riscontrato che non sono
presenti alcuni impianti FTV molto potenti (connessi alla rete in AT): Alfonsine, loc.
Longastrino (31 + 27 = 58 MW); Ravenna, loc. Sant'Alberto (24,2 + 27,5 = 51,7 MW);
per un totale complessivo di 109,7 MW.
Ne segue che la stima degli impianti allacciati in MT o AT risulterebbe: 292 + 5
con una potenza pari a ≈ 364 MW.
La stima della potenza installata complessiva in Provincia di Ravenna è quindi:
[ ( 44 + 364) ≈ 408 MW ]
Questo dato, sia in valore assoluto che, a maggior ragione, in valore relativo
all’estensione territoriale della Provincia, risulta essere molto alto nel panorama
nazionale ed è certamente il più alto in Emilia – Romagna.
L’impatto sul territorio agricolo di questi impianti FTV è molto significativo. Dai dati
forniti da ENEL, risulta infatti che al suolo sono stati installati oltre 600 impianti FTV,
la maggior parte dei quali, circa 400, si connettono alla rete nazionale dell’energia
elettrica in bassa tensione (380 V - bt), in quanto sono di bassa potenza (fino a 100
kWp); altri 200 impianti FTV si connettono invece in media tensione (15.000 - MT), in
quanto sono di media – alta potenza (oltre i 100 kWp). Vi sono, infine, 5 impianti FTV
che, vista la grande potenza generata, sono stati connessi alla rete nazionale in alta
tensione (132.000 V - AT); questi ultimi impianti utilizzano una superficie di alcune
decine di ettari ciascuno. A tale proposito, dall’analisi di diversi progetti emerge che,
con le attuali tecnologie ed alle nostre latitudini, con circa due ettari di terreno
agricolo si riesce a produrre un MWp.
In seguito a questo gran numero di installazioni, diversi cittadini hanno chiesto ad
Arpa chiarimenti, sia sugli aspetti normativi e tecnici per l’installazione che su
eventuali rischi sanitari che si possono correre abitando in loro prossimità. Premesso
che le competenze sanitarie fanno capo alla AUSL, al fine di poter fornire una risposta
sulle possibili esposizioni dei cittadini ai campi elettromagnetici (CEM) prodotti, si
sono effettuate delle misure dei CEM presso questi impianti.
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Caratteristiche tecniche di massima dei pannelli fotovoltaici e degli
impianti di connessione alla rete nazionale
I pannelli fotovoltaici sono dispositivi costituiti da celle fotovoltaiche. Le celle sono
unità elementari di silicio “drogato” che hanno la capacità di convertire l'energia
elettromagnetica (per es. la luce del sole) in energia elettrica, sfruttando le
caratteristiche chimiche e fisiche del materiale di cui sono composte.
La cella fotovoltaica è un dispositivo costituito da un sottile strato di materiale
semiconduttore opportunamente trattato (l’uno drogato di tipo “p” e l’altro di tipo “n”),
dove avviene l’assorbimento della radiazione solare e la successiva trasformazione in
energia elettrica, tramite il salto degli elettroni dalla banda di valenza a quella di
conduzione. Quando un raggio di luce colpisce la cella, si genera una differenza di
potenziale in grado di produrre una corrente elettrica. Una cella con una superficie
pari a 1 cm 2 , nelle condizioni di buona insolazione (1 kW/m 2 di irraggiamento solare)
ed a temperatura ambientale di 25°C, produce 1,5 Watt di potenza (I = 3 A; V = 0,5
Volt). La produzione di energia elettrica di un pannello FTV è di tipo continuo (0 Hz).
La cella può utilizzare solo una parte dell’energia della radiazione solare incidente
(max. teorico 40%). In generale, l’efficienza della conversione per una cella solare è
limitata da numerosi fattori, alcuni dei quali di tipo fisico, come quelli dovuti al
fenomeno fotoelettrico, altri, di tipo tecnologico, derivanti dal particolare processo
adottato per la fabbricazione del dispositivo.
Figura 1 Struttura di una cella fotovoltaica e circuito elettrico equivalente
In base alle tecnologie adottate per la costruzione delle celle FTV, risulta che la cella
costituita da silicio monocristallino ha un rendimento tipico di circa il 18%, se il silicio
è policristallino il rendimento risulta essere del 12 - 14% con una garanzia di vita di 25
- 30 anni, mentre con l’uso del silicio amorfo il rendimento è di circa il 7% per un
tempo di vita di circa 10 anni. Con il passare degli anni, i rendimenti sopra indicati
tendono a diminuire in modo significativo.
6
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Di seguito (figura 2) viene schematizzato il collegamento dei pannelli FTV alla rete
nazionale, nel caso di un impianto FTV a bassa potenza, con scambio di energia sul
posto.
La generazione dell’energia elettrica
delle celle FTV è di tipo continuo
(corrente e tensione continua CC - 0
Hz), pertanto, per allacciare l’impianto
FTV alla rete nazionale, è necessario
trasformare
la
corrente
elettrica
continua
CC
in
corrente
elettrica
alternata AC; per fare questo si usano
gli inverter.
Ne segue che a monte degli inverter
siamo in presenza di emissioni di campo
elettrico e magnetico di tipo continuo –
statico, mentre, a valle degli inverter
siamo in presenza di un campo elettrico
e magnetico di tipo sinusoidale alternato (frequenza 50 Hz).
L’induzione magnetica (B), misurata
vicino ai pannelli FTV (da 0,5 ad 1 m)
ed ai cavi che li collegano, è di solito
inferiore ala B terrestre che, alle nostre
latitudini, è ≈ 50 μT.
Figura 2
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Riferimenti normativi relativi alle emissioni per i CEM (ELF)
Raccomandazione del Consiglio del 12 luglio 1999 relativa alla limitazione
dell'esposizione della popolazione ai campi elettromagnetici da 0 Hz a 300 GHz.
In tale documento si riportano i livelli di riferimento per la popolazione (tabella 1).
Da tale tabella si evince che per le emissioni continue (0 Hz) il valore di riferimento
per l’induzione magnetica previsto per la popolazione è 40 milliTesla.
Intervallo di frequenza
Intensità di
campo E
(V/m)
Intensità di
campo H (A/m)
Campo B
(µT)
0 - 1 Hz
-
3,2 x 104
4 x 104
1 - 8 Hz
10.000
3,2 x 104/f2
4 x 104 / f2
8 - 25 Hz
10.000
4.000 / f
5.000 / f
0,025 - 0,8 kHz
250 / f
4/f
5/f
0,8 - 3 kHz
250 / f
5
6,25
3 - 150 kHz
87
5
6,25
0,15 - 1 MHz
87
0,73 / f
0,92 / f
0,73 / f
0,92 / f
1 - 10 MHz
1/2
87 / f
10 - 400 MHz
28
0,073
0,092
400 - 2.000 MHz
1,375 f1/2
0,0037 f1/2
0,0046 f1/2
2 - 3.000 GHz
61
0,16
0,20
Tabella 1 - Livelli di riferimento
Legge 36 del 22/02/2001. Legge quadro sulla protezione dalle esposizioni a campi
elettrici, magnetici ed elettromagnetici (pubblicato sulla G.U. n. 55 del 7 marzo 2001).
La legge fissa le competenze dello Stato e delle Regioni in materia di pianificazione,
autorizzazione e vigilanza, rimandando a futuri decreti del Presidente del Consiglio
dei Ministri con la definizione di nuovi limiti di esposizione, valori di attenzione ed
obiettivi di qualità per le onde elettromagnetiche di qualsiasi frequenza.
D.P.C.M. 08 luglio 2003
Si fissano i limiti di esposizione, dei valori di attenzione e degli obiettivi di qualità per
la protezione della popolazione dalle esposizioni ai campi elettrici e magnetici alla
frequenza di rete (50 Hz) generati da elettrodotti.
Tale Decreto fissa, per le
emissioni prodotte dagli elettrodotti, i seguenti valori efficaci generati alla frequenza
industriale nominale (50 Hz):
- limiti di esposizione (art. 3) al campo elettrico ed all’induzione magnetica
rispettivamente pari a 5 (kV/m) e 100 µT;
- valore di attenzione (art. 3): viene inoltre specificato che “a titolo di misura di
cautela per protezione da possibili effetti a lungo termine, nelle aree gioco per
l’infanzia, in ambienti abitativi, in ambienti scolastici e nei luoghi adibiti a
permanenza non inferiore a quattro ore giornaliere”, si assume per l’induzione
magnetica il valore di 10 µT, da intendersi come mediana dei valori nell’arco delle
24 ore nelle condizioni normali di esercizio;
- obiettivo di qualità (art. 4): nella progettazione di nuovi elettrodotti in
corrispondenza di aree gioco per l’infanzia, di ambienti abitativi, di ambienti
scolastici e di luoghi adibiti a permanenza non inferiore a quattro ore giornaliere, si
assume per l’induzione magnetica il valore di 3 µT, da intendersi come mediana dei
valori nell’arco delle 24 ore nelle normali condizioni di esercizio.
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Strumentazione utilizzata durante i rilievi della B alternata
Strumento portatile per misure puntuali a bassa frequenza per Induzione Magnetica
Analizzatore - Costruttore: Narda – Modello: PMM8053B – Serie: n. 262WL91027
Sonda – Costruttore: Narda – Modello: EHP-50C - Serie n. 352WN91020
Sensibilità sonda: 1 nT
Intervallo di frequenza utilizzato per la misura: 5 Hz – 100 kHz
Data ultima calibrazione analizzatore: 27/11/2009
Data ultima calibrazione sonda: 16/11/2009
Centralina per il rilevamento in continuo e sonda per Induzione Magnetica a bassa
frequenza
Marca: PMM - Modello: PMM 8055
Serial number: 1430J20707
Data ultima calibrazione centralina: 25/11/2010
Sonda per Induzione Magnetica – Costruttore: PMM – Modello: HP050
Serial number: 0000J10707
Sensibilità Sonda: 10 nT (0,01 µT)
Intervallo di frequenza utilizzato per la misura: 10 Hz – 5.000 Hz
Data ultima calibrazione sonda: 25/11/2010
Strumentazione utilizzata durante i rilievi del campo magnetico statico
Gaussmetro per la rilevazione del Campo Magnetico statico – continuo (0 Hz)
Marca: NAMICON - Modello: MPU-ST
N. identificazione: 51137
Sonda per Induzione Magnetica Tangenziale
Intervallo di misura (I° intervallo): 0 – 200 A/cm
lo strumento può fare switch fra due unità di misura: (A/cm) oppure Oersted (Oe)
Accuratezza: 2%
Intervallo di frequenza utilizzato per la misura: 0 Hz – 5.000 Hz
Data ultima calibrazione: 04/03/1998
Visto che 1 Oe = 0,79577 A/cm = 10 /(4 π) A/cm = 1.000 / (4 π) A/m = 79,577 A/m [H]
1 Gauss = 10 - 4 Tesla = 100 µTesla
e che:
poiché in aria µ = µ 0 * µ r = 4 π . 10 -7 = 1,257 * 10 - 6 (Henry/m) in quanto µ r = 1
tenuto conto che B = µ H risulta che:
1 Oe [H]
(corrisponde)
1 Gauss [B]
1 Oe [H] = 79,577 A/m [H]
ne segue
1 Oe [H] (visto che B = µ H) 1,257 *10-6 (Henry/m) [µ]* 79,577 (A/m)[H] = 100 T = 1 Gauss [B]
In considerazione a ciò, per le misure effettuate con il gaussmetro, per semplicità,
si è utilizzato l’Oersted come unità di misura, cui corrisponde, come induzione
magnetica B, il Gauss.
Si fa presente che il campo magnetico terrestre, alle nostre latitudini, é circa 50 T,
che corrisponde a 0,5 Gauss.
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Metodologia di misura
Misure in Banda Larga a Bassa Frequenza (ELF)
Le misure sono state eseguite tenendo conto del D.M. 29 maggio 2008 –
“Approvazione delle procedure di misura e valutazione dell’induzione magnetica”,
che, nell’ambito della normativa per la protezione delle persone da esposizione ai
campi elettrici e magnetici a bassa frequenza, avendo come riferimento la Guida CEI
211-6, adotta varie tecniche e diversi strumenti di misura, in relazione al tipo di
campo, all’ambiente e alla scopo delle misure. La Guida CEI 211-6 prevede, in base
alla tipologia dell’ambiente sotto indagine, una distribuzione uniforme ed un numero
di punti di misura commisurato alla superficie in esame, nonché un monitoraggio in
continuo per una caratterizzazione temporale del campo elettromagnetico.
Centralina per la rilevazione in continuo dell’Induzione Magnetica
La centralina è stata posizionata all’esterno delle cabine su un palo auto portante in
modo che la sonda si trovasse a circa 0,3 m dal suolo. L’impostazione della
centralina prevede un rilevamento della media dell’induzione magnetica in un
intervallo di un minuto. Il valore riportato di B è il valore efficace complessivo
ricavato dalla misura delle tre componenti di B lungo i tre assi cartesiani (x, y, z).
10
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Determinazione dei livelli di induzione magnetica (B) a bassa
frequenza (ELF) ed a frequenza 0 hz (statico) in
corrispondenza degli apparati elettrici collegati ai pannelli
fotovoltaici
Misura del campo magnetico statico
Avendo a disposizione uno strumento per la misura dei campi statici (Gaussmetro),
che, in questo caso, risulta essere particolarmente indicato per la misura di campi
molto elevati (tipici dell’ambito sanitario ed industriale), visto che i campi magnetici
generati da questi impianti FTV sono di solito bassi e normalmente inferiori al valore
del campo magnetico terrestre, abbiamo focalizzato la nostra attenzione - e le misure in corrispondenza dei cavi percorsi dalle correnti continue (CC) più elevate che
alimentano gli inverter presenti nelle cabine elettriche.
Misura dell’Induzione Magnetica a bassa frequenza
Per quanto riguarda le parti degli apparati e linee elettriche che sono percorsi dalla
corrente alternata (CA) e che si trovano a valle degli inverter, si sono effettuate delle
misure, in particolare, in quei casi in cui le apparecchiature elettriche erano ubicate
all’interno delle cabine elettriche. A tale proposito, si fa presente che le tipologie
impiantistiche degli impianti FTV più potenti prevedono che nelle cabine siano inseriti
gli inverter ed i trasformatori da bassa tensione (bt) a media tensione (MT) mentre, nel
caso in cui gli impianti siano meno potenti (tip. < 200 kWp), spesso gli inverter sono
distribuiti nel campo FTV, collegando ogni stringa di pannelli (è un insieme di pannelli
uniti fisicamente da dei supporti metallici e distribuiti lungo una direttrice) al
corrispondente inverter di campo. In generale, le rilevazioni si sono effettuate
focalizzando l’attenzione sulle linee elettriche percorse dalla corrente alternata, per le
quali valgono i limiti previsti nel D.P.C.M. 08/07/2003.
Tipologie di impianti in cui si sono effettuate le rilevazioni strumentali
L’obiettivo che ci siamo dati è stato quello di effettuare le misure in almeno tre
tipologie di impianti:
- impianto FTV domestico su copertura (bassissima potenza < 20 kWp);
- impianto FTV al suolo con consegna in bassa tensione (bassa potenza <= 100 kWp);
- impianto FTV al suolo con consegna in media tensione – alta tensione (media – alta
potenza > 100 kWp).
Per il momento sono stati verificati i seguenti impianti:
- impianto su copertura (9 kWp) – consegna in bt a Savio di Ravenna;
- impianto al suolo (99,84 kWp) - consegna in bt a Faenza;
- impianto al suolo (966 kWp) - consegna in MT a Cotignola;
- impianto al suolo (2.421,9 kWp) - consegna in MT a Savio di Cervia.
Per motivi di riservatezza non si è entrati troppo nel dettaglio, sia delle localizzazioni
degli impianti che nei servizi fotografici riportati.
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Rilevazioni presso l’impianto su copertura (9 kWp) – consegna in bt
P ARAMETRI IDENTIFICATIVI DELL'INTERVENTO
- Oggetto delle misure
Misure dell’induzione ma gnetica in corrente alternata (frequenza della rete elettrica),
generata dall’impianto FTV a Savio di Ravenna.
- Generalità delle sorgenti
Impianto FTV sulla copert ura di un capannone da 9 kWp – consegna con linea
interrata in bt presso l’abitazione del proprietario – a circa 10 - 15 m dagli inverter vi
è la presenza di una linea aerea in MT (15 kV).
- Dettagli tecnici degli apparati
Inverter monofase della Solar Kin g – mod. SLK – 3000 (sono utilizzati tre inverter)
Pannello FTV della Torri Solare – modello TRS300M – silicio policristallino
Linea elettrica con cavo tripolare da 20 mm 2
- Data ed ora dei rilievi puntuali
Misure puntuali: 09/01/2012 - dalle ore 12,00 alle ore 12,30 – cielo terso temperatura nella media stagionale.
- Personale tecnico che ha effettuato le misure
Andrea Caccoli del Servizio Sistemi Ambientali d i Arpa ER Sezione di Ravenna.
D ETERMINAZIONE DEI LIVELLI DI INDUZIONE MAGNETICA A BASSA FREQUENZA (ELF)
L e misure si sono effettuate all’interno del capannone ove sono inseriti i tre inverter
monofase. Al fine di poter registrare i massimi valori dell’induzione magnetica in
corrispondenza degli inverter, la sonda è stata posizionata a circa 2 m di altezza, che
corrisponde alla posizione del baricentro dei tre inverter.
Di seguito è riportata la tabella 2 con i valori delle misure e la bozza della planimetria
dell’area relativa ai tre inverter, con indicati i punti di misura.
Punto di
misura
Valore di B
(T)
Descrizione del punto di misura
Misure all’interno del capa n n o n e o v e s o n o p r e s e n t i i t re in verter dell’impianto FTV
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
11,25
2,21
0,535
0,085
9,20
57,0
0,373
0,062
12,52
4,058
0,073
0,015
Sonda
Sonda
Sonda
Sonda
Sonda
Sonda
Sonda
Sonda
Sonda
Sonda
Sonda
Sonda
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
contatto con l’inverter centrale (di fronte)
0,25 m dall’inverter centrale
0,5 m dall’inverter centrale
1,0 m dall’inverter centrale
contatto con l’inverter di sinistra (di fronte)
contatto con l’inverter di sin. (lato esterno)
0,5 m dall’inverter di sinistra (lato esterno)
1,0 m dall’inverter di sinistra (lato esterno)
contatto con l’inverter di destra (di fronte)
contatto con l’inverter di destra (lato esterno)
0,5 m dall’inverter di destra (lato esterno)
1,0 m dall’inverter di destra (lato esterno)
T ab el la 2
12
di
35
F i gura 3 - Bozz a p lanime tria con i tre Inv er te r mo no fase ed i pu n ti d i mis ura
F i gura 4 - T re Inv er ter mon o fase
F ig ur a 5 - V i s t a c a p a n n o n e c o n p a n n e l l i F TV
C OMMENTO
L e misure si sono effettuate circa alle 12,00 solari nel periodo invernale (09/01/2012).
La potenza erogata da ogni singolo inverter durante il periodo di misura oscillava sui
1.200 W, per una potenza complessiva di 3.600 W generata dall’impianto. Considerato
che il reale valore massimo erogabile di potenza di tale impianto è di circa 8.000 W, si
può ritenere che, in tali condizioni, la massima induzione magnetica B rilevabile possa
essere quella misurata il 9 gennaio 2012, moltiplicata per un fattore 2,2.
N e segue che, anche in questa ipotesi cautelativa, a non meno di 1 m di distanza dagli
inverter, i valori massimi della B saranno inferiori a 0,2 T
(se d > 1 m B < 0,2 T);
mentre, a non meno di 0,5 m di distanza dagli appara ti sarà comunque rispettato
l’obiettivo di qualità di 3 T fissato nel DPCM 08/07/2003
(se d > 0,5 m B < 3 T).
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Rilevazioni presso l’impianto al suolo da 99,84 kWp - consegna in bt
PARAMETRI IDENTIFICATIVI DELL'INTERVENTO
- Oggetto delle misure
Misure dell’induzione magnetica in corrente alternata (frequenza della rete elettrica),
generata dall’impianto FTV nel comune di Faenza.
- Generalità delle sorgenti
mpianto FTV al suolo da 99,84 kWp – consegna con linea interrata in bt
- Dettagli tecnici degli apparati
15 Inverter monofase da campo della Santerno – mod. SunWay M Plus 7800
Pannelli FTV della Sharp – mod. NA - F128G5 – tecnologia con silicio amorfo
Due linee trifase +cavo per il neutro costituite da cavi unipolari da 150 mm 2
- Data ed ora dei rilievi puntuali
Misure puntuali: 16/06/2011 - dalle ore 11,00 alle ore 12,30 (ora legale) – cielo terso
- temperatura nella media stagionale
- Personale tecnico che ha effettuato le misure
Andrea Caccoli, Loris Geminiani, Roberto Tinarelli del Servizio Sistemi Ambientali di
Arpa ER Sezione di Ravenna
DETERMINAZIONE DEI LIVELLI DI INDUZIONE MAGNETICA A BASSA FREQUENZA (ELF)
Le misure si sono effettuate all’interno dell’impianto FTV ed in particolare nell’intorno
di un inverter da campo; è stata inoltre verificata la linea interrata esterna in bt che si
connette alla rete nazionale. La sonda per le misure dell’induzione magnetica (ELF) è
stata solitamente posizionata ad 1 m di distanza dal suolo se non diversamente
specificato. Di seguito è riportata la tabella 3 con i valori delle misure ed alcune
planimetrie dell’area relativa all’impianto FTV, con indicati i punti di misura.
Punto di
misura
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
B (1)
C
C (1)
D
D (1)
Valore di B
Descrizione del punto di misura
(T)
40,65
10,07
2,80
0,54
2,19
2,82
3,15
0,96
0,14
0,06
0,94
0,16
0,41
0,16
0,76
0,12
Misure all’interno dell’impianto FTV
Sonda a contatto con l’inverter di stringa nel campo FTV
Sonda a 0,5 m lato Nord inverter
Sonda a 1 m lato Nord inverter
Sonda a 2 m lato Nord inverter
Sonda a 1 m lato Est inverter
Sonda a 1 m lato Ovest inverter
Sonda a 1 m lato Sud inverter
Sonda a 1,5 m lato Sud inverter
Vicino al cancello dell’impianto – sopra la linea interrata in bt
Misure all’esterno dell’impianto FTV
Spigolo recinzione prossimità cancello
Sopra i cavi interrati in bt – sonda al suolo
Sopra i cavi interrati in bt – sonda ad 1 m dal suolo
Ad 1 m di distanza dai cavi interrati – sonda al suolo
Ad 1 m di distanza dai cavi interrati – sonda ad 1 m dal suolo
Sopra il pozzetto dei cavi interrati – sonda al suolo
Sopra il pozzetto dei cavi interrati – sonda ad 1 m dal suolo
T ab el la 3
14
di
35
Figura 6 - Planimetria parziale dell’impianto FTV con punti di misura interni
Figura 7 - Particolare della planimetria con punti di misura intorno all’inverter di campo
15
di
35
F i gura 8 - P l an i me tr ia p ar z ia le de l l ’i mp i an to FT V e l ine a i n bt est er na c on pu n ti di mi s u r a
Figura 9 - Pannelli FTV ed inverter di stringa
Figura 10 - Vista campo FTV dalla strada di accesso
COMMENTO
Grazie ai dati forniti dal gestore dell’impianto, nel periodo in cui si sono effettuate le
misure, si è potuto stimare una corrente media generata dall’inverter monofase
soggetto alla verifica strumentale, di circa 19,5 A (max della giornata 20,5 A).
Per ragioni tecniche, a posteriori, si è constatato che lo stesso inverter erogava una
potenza leggermente inferiore a quella degli altri 14 inverter.
Nello stesso intervallo di tempo utilizzato per le misure, la stima della potenza media
complessiva prodotta dall’impianto è stata circa 77 kW (max della giornata 81 kW), da
cui si ricava una corrente di fase media (nell’ipotesi di carico equilibrato per le tre fasi
R – S – T), pari a circa 104 A (max della giornata 110 A).
16
di
35
Di seguito, nella figura, è riportata la variazione giornaliera (data 16/06/2012) della
potenza complessiva dell’impianto FTV, di quella dell’inverter oggetto di indagine,
della corrente di fase complessiva in uscita dall’impianto FTV e di quella in uscita
dall’inverter oggetto di indagine.
Potenza (W) e corrente elettrica I (A)
giorno 16/06/2011
100000
150
P inverter
140
90000
130
80000
Potenza
Totale
120
I inverter
110
70000
I Totale
Fase
100
60000
90
80
(Watt) 50000
70
40000
(A)
60
50
30000
40
20000
30
20
10000
10
0
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
0
9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00
Ora solare
Figura 11 - Potenza erogata e corrente circolante - dati forniti dal gestore – giorno 16/06/2011
Utilizzando un semplice modello matematico, ipotizzando una implementazione
standard per una connessione alla rete nazionale in bt, che prevede l’uso di una sola
terna + neutro (invece delle due terne realmente utilizzate per questo impianto), si è
effettuata una simulazione che stima il valore di B quando la terna è percorsa dalla
corrente di fase massima nella giornata del 16/06/2011 ( I R - S - T – con ipotesi di carichi
trifase equilibrati 110 A).
La figura 12, riportata di seguito, rappresenta una stima di B su un piano verticale,
perpendicolare alla linea elettrica, per tre cavi unipolari rettilinei, lunghi 50 m, posati
al suolo (z = 0), disposti a bandiera, che distano 2 cm fra loro e che sono percorsi da
una corrente elettrica I = 110 A (ipotesi di carichi equilibrati I neutro = 0 A).
Dal risultato della simulazione, risulta che a 50 cm di distanza dai tre cavi unipolari si
stima una B di circa 3,0 T. A 100 cm di distanza si stima una B di circa 0,8 T,
mentre a 500 cm si stima una B di circa 0,03 T.
Visti i risultati delle rilevazioni strumentali e tenuto conto delle simulazioni effettuate,
si può ritenere che già a pochi metri (> 5 m) dalle linee elettriche di connessione alla
rete nazionale e dagli inverter di stringa, utilizzati in un campo FTV con queste
caratteristiche, i valori dell’induzione magnetica B saranno sempre paragonabili ai
valori di fondo della B che è possibile misurare all’interno delle abitazioni o in loro
prossimità delle stesse.
17
di
35
Figura 12
In generale, si può quindi concludere che per questi tipi di impianti FTV a bassa
potenza, fuori della recinzione dell’impianto FTV saranno sempre rispettati il limite di
esposizione (100 T), il valore di attenzione (10 µT) e l’obiettivo di qualità (3 µT)
fissati nel D.P.C.M. 8 luglio 2003.
18
di
35
Rilevazioni presso l’impianto al suolo da 966 kWp con consegna in MT
- Oggetto delle misure
Misure dell’induzione magnetica in corrente alternata (frequenza della rete elettrica),
generata dall’impianto FTV nel comune di Cotignola.
- Generalità delle sorgenti
Impianto FTV al suolo da 966 kWp – presenza di due cabine ad uso dell’utente (fra
loro adiacenti) per la conversione e la trasformazione e di due cabine (fra loro
adiacenti) per la consegna in MT alla rete nazionale; linea MT interrata di
collegamento fra la cabina utente contenente il trasformatore e la cabina di consegna
(senza trasformatore interno per la distribuzione in bt); presenza di una linea aerea
in MT che interseca l’area ove è presente l’impianto FTV e che passa vicino alle
cabine utente.
- Dettagli tecnici degli apparati
Cabina elettrica utente con quadri elettrici e due inverter da 500 kW.
In adiacenza è presente una seconda cabina elettrica utente al cui interno è ubicato
un trasformatore bt / MT avente le seguenti caratteristiche:
Potenza:1000 kVA (due secondari: 500 + 500 kVA)
Tensione BT: 0,2 kV - Tensione MT: 15 kV - Ucc%: 6%
Avvolgimenti: Dyy (due secondari) - Isolamento: resina
Cabina elettrica ad uso utente per consegna, adiacente alla cabina elettrica riservata
ad ENEL per la consegna, da cui parte una linea interrata in MT di connessione alla
rete nazionale.
- Data ed ora dei rilievi puntuali e di quelli in continuo:
Misure puntuali: 26/05/2011 - dalle ore 10,00 alle ore 12,30 – cielo terso temperatura nella media stagionale
Misure in continuo: dal 26/05/2011 al 09/06/2011.
- Personale tecnico che ha effettuato le misure
Andrea Caccoli, Loris Geminiani, Roberto Tinarelli del Servizio Sistemi Ambientali di
Arpa ER Sezione di Ravenna
DETERMINAZIONE DEI LIVELLI DI INDUZIONE MAGNETICA A BASSA FREQUENZA (ELF)
Le misure si sono effettuate all’interno dell’impianto FTV in prossimità delle due
cabine ad uso dell’utente (alcuni punti si sono effettuati anche all’interno della cabina
contenente gli inverter), lungo la linea aerea in MT e nell’intorno delle cabine ad uso
privato ed ENEL utilizzate per la consegna alla rete nazionale (tali cabine sono fra loro
adiacenti ed ubicate sul confine lato Nord dell’impianto FTV).
La sonda per le misure dell’induzione magnetica (ELF) è stata di solito posizionata ad
1 m di distanza dal suolo, se non diversamente specificato.
Vista la presenza di una linea aerea con fili nudi che taglia il campo FTV e che passa
relativamente vicino alla due cabine utente, al fine di valutare la possibile influenza
della stessa sul risultato delle rilevazioni intorno alle cabine utente, si sono effettuate
alcuni punti di misura sotto tale linea ed alla distanza minima stimata fra la proiezione
dell’asse della linea e la cabina utente più vicina (6 – 8 m). Le misure sotto la linea
aerea si sono effettuate dalle ore 12,10 alle ore 12,30 (ora legale).
19
di
35
Di seguito è riportata la tabella 4 con i valori delle misure ed una bozza planimetrica
dell’area con indicati i punti in cui si sono effettuate le misure.
Punto di
misura
1
2
3
4
Valore di B
Descrizione del punto di misura
(T)
0,82
0,65
0,55
0,51
Misure all’interno dell’impianto FTV
sotto la linea elettrica MT in prossimità delle cabine utente
sotto la linea elettrica MT in prossimità della recinzione
a circa 8 m dalla linea lato Sud
a circa 8 m dalla linea lato Nord
T ab el la 4
Dall’analisi dei valori rilevati si può ri tenere che l’influenza della linea aerea è
significativa, in particolare sul lato Sud delle due cabine utente.
Figura 13 - P l an i me tr ia p ar z ia le de l l ’i mp i an to FT V c o n c a bi ne e le tt r ich e u te nt e ( i n bas s o ) e
ca bine d i co nseg na ( in alto) - line a ae rea MT – linea MT in terra ta - p un ti d i mis ura
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di
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F i gura 14 - L in ea e le t tr ica aere a i n MT e c ab in e u te n te l a to Su d
F i gura 15 - C a bi ne u te n te c o n Inv e r t er e tr as for ma t ore b t / MT ( la to N or d)
Di seguito si riportano le interpolazioni con l’andamento grafico della B, nell’intorno
delle due cabine utente. Le misure sono state effettuate ad 1 m dal suolo intorno alle
cabine stesse.
21
di
35
Il programma utilizzato per le interpolazioni, con uso della metodologia “Kriging”
(minimizza l’errore quadratico medio a livello spaziale) è: “SURFER - ver. 10”.
F i gura 16 - CUC1 - I n te r po laz io ne iso l ine e d i B - C ab in e U ten t e C o t ig no la 1
Ca bina co n i du e inverter (sinis tra ) e ca bina co n il tras fo r ma tore (d es tra)
I n gr ig io s on o i nd ic a te l e li nee c he dis t ano mu l t i pl i d i 1 m d al le pa r e t i es ter n e de l le c ab in e
Analizzando la figura 16 (CUC1) si può constatare che le isolinee a 3 T arrivano poco
oltre i 3 m di distanza dalle pareti delle cabine (confine fra area verde ed azzurra
indicata con una linea nera molto marcata), in particolare, in corrispondenza della
cabina che contiene il trasformatore bt/MT (è quello a destra). Si osserva inoltre la
presenza di una anomalia delle isolinee nel lato Sud della cabina, che si ritiene dovuta
alla presenza della linea elettrica area ubicata a circa 8 m lato Sud, rispetto alle due
cabine utente.
Le condizioni in cui si sono effettuate le misure non coincidono con quelle di
massima erogazione di potenza possibile dell’impianto; ne segue che, nelle
ipotesi di massima potenza erogata, si possa ritenere che una distanza di prima
approssimazione (DPA) di 4 m, possa contenere la reale fascia di rispetto a 3 T.
L’ipotesi cautelativa dei 4 m per la DPA delle cabine viene approfondita e confermata
nelle pagine successive.
22
di
35
Per quanto riguarda le cabine di consegna, si sono effettuati dei rilievi strumentali
intorno alle stesse i cui esiti sono riportati di seguito.
F i gura 17 - C a bi ne d i c o nseg na p er EN EL – Tor r az z a 6 – c od . 27 206 4 – la to N or d
F i gura 18 - CCC1 - I n te r po laz io ne iso l ine e d i B - C ab in e C ons egn a C o t ign ol a 1
Ca bina co n il v ano c on ta tor e (a s in is tra) adiace n te a l la c ab ina di co nseg na ( a des tr a) , d a cu i
p ar to no i c av i in MT pe r l ’a l l ac c io al la r e te n az i ona l e - l e c a bi ne s o no c o n ten u te in u n
r et t an go lo c h e d is ta 1m d a l le s ue par e ti
Dall’analisi della figura 18 (CCC1) risulta che una DPA della cabina di consegna pari
ad 1 m contiene, ampiamente, la reale fascia di rispetto a 3 T.
Nel caso che la cabina fosse utilizzata anche per la distribuzione in bt (in questo caso
dovrebbe essere inserito un trasformatore MT/bt al suo interno), tali considerazioni
dovrebbero essere riviste.
23
di
35
Monitoraggio in continuo dell’Induzione Magnetica B a bassa frequenza (ELF)
È stata, inoltre, effettuata una campagna di misure con una centralina per il
monitoraggio in continuo in prossimità della cabina utente che contiene il trasformatore
MT/bt, vicino al punto in cui si è rilevato il valore più elevato di B. Per motivi di
sicurezza si è abbassato il baricentro della centralina in modo tale che la sonda si
trovasse a circa 30 cm dal suolo.
Figura 19 - Punto di misura con centralina
Figura 20 - Misura nella cabina con inverter
L’andamento grafico della B, dal 26 maggio al 09 giugno 2011, è stato messo in
relazione con la potenza complessiva erogata e con la radiazione solare (i valori di
queste due grandezze sono state fornite dai sistemi di controllo in dotazione
all’impianto FTV).
Relazione fra Induzione Magnetica B e Potenza erogata
1000
25
Potenza erogata
900
Induzione Magnetica (B)
800
20
700
(kW)
15
500
400
10
300
200
5
100
0
0
26/5/11 27/5/11 28/5/11 29/5/11 30/5/11 31/5/11
1/6/11
2/6/11
3/6/11
4/6/11
5/6/11
6/6/11
7/6/11
8/6/11
9/6/11
10/6/11
F i gura 21 - M is u r a d i B p r es s o la c ab ina u te n te c o n i l t r as f or ma to r e e Po t enz a er oga ta
p er iod o 26 /5 / 201 1 – 09 / 06 /2 011 ( or a s o la r e)
24
di
35
(micro Tesla)
600
1000
25
Potenza erogata
Induzione Magnetica (B)
900
800
20
700
(kW)
15
500
400
10
(micro Tesla)
600
300
200
5
100
0
28/5/11
0.00
0
28/5/11
6.00
28/5/11
12.00
28/5/11
18.00
29/5/11
0.00
29/5/11
6.00
29/5/11
12.00
29/5/11
18.00
30/5/11
0.00
F i gura 22 - M is u r a d i B p r es s o le c ab ine u te n te c o n i l t r as f or ma to r e e Po t enz a er oga ta
Par tico la re d el per io do 28 /5 /2011 – 29 /05 /20 11 ( ora so la re)
Dall’analisi dell’andamento della potenza erogata si nota che nel giorno 26/05/2011
(giorno dei rilievi puntuali), si arriva ad un picco di 714 kW (ore 13,30 solari), mentre,
nel periodo di osservazione di circa due settimane, si è registrato il valore massimo di
877 kW (il 28/05/2011 - ore 12,00 solari); tale valore si ritiene molto vicino al massimo
valore possibile di potenza prodotta dall’impianto FTV; in questo caso si stima una
perdita di potenza rispetto al massimo teorico di 966 kWp pari a circa il 9%.
Dall’analisi dei dati di produzione della potenza si è stimata la media della potenza
erogata nel periodo in cui si sono effettuate le misure puntuali, intorno alle due cabine
utente e dalle ore 10,30 alle ore 12,00 (ora legale) del giorno 26/05/2011, ricavando
un valore medio di circa 650 kW. Si ritiene quindi ragionevole affermare che i massimi
valori misurabili di B, intorno alle due cabine utente, debbano essere quelli del giorno
26/5/2011, moltiplicati per un fattore medio pari a: (877 / 650) ≈ 1,35 (+ 35%).
Nell’ipotesi che tale fattore correttivo venga applicato ai valori rilevati il 26/05/2011, si
è proceduto ad effettuare una nuova simulazione di B (vedi la figura 23 - CUC2
riportata di seguito), che dovrebbe essere molto vicina alle massima possibile
esposizione ai c.e.m. prodotta dalle due cabine.
Confrontando le due interpolazioni delle figure 16 (CUC1) e 23 (CUC2), si nota che
l’incremento della massima distanza della isolinea a 3 T, dalle pareti della cabina,
risulta inferiore a 0,5 m: si conferma pertanto che una DPA di 4 m dovrebbe contenere
la reale fascia di rispetto, per queste tipo di cabine, anche nell’ipotesi di massima
generazione di potenza da parte dell’impianto FTV.
25
di
35
F i gura 23 - CUC2 - I n te r po laz io ne iso l ine e d i B - C ab in e U ten t e C o t ig no la 2
Ca bina co n i du e inverter (sinis tra ) e ca bina co n il tras fo r ma tore (d es tra)
I n gr ig io s on o i nd ic a te l e li nee c he dis t ano mu l t i pl i d i 1 m d al le pa r e t i es ter n e de l le c ab in e
Grazie ai dati ricevuti dall’azienda che gestisce l’impianto FTV (Delta S.r.l. ) , è
possibile
evidenziare
l’andamento
della
potenza
erogata
(kW)
e
2
dell’irraggiamento solare (W/m ).
In seguito, sono riportati gli andamenti
grandezze, nello stesso periodo in cui si sono effettuate le rilevazioni di B,
centralina per il monitoraggio in continuo, in possesso di ARPA.
inoltre
quella
di tali
con la
Com’era facile prevedere, il rapporto fra queste due grandezze (potenza erogata ed
irraggiamento) è molto stretto ed in particolare si nota che il giorno 28/05/2011 si è
erogata la massima potenza (877 kW) del periodo, in corrispondenza del massimo
irraggiamento (1.070 W/m 2 ) registrato nello stesso periodo di osservazione.
Naturalmente, la potenza erogata dipende anche da altri fattori, fra i quali, i più
significativi sono: l’orientamento del sole rispetto ai pannelli FTV che sono fissati al
suolo; la temperatura dei pannelli (se aumenta la temperatura diminuisce il rendimento
del pannello); la presenza di polvere sui pannelli FTV, l’invecchiamento dei pannelli.
26
di
35
Relazione fra Potenza erogata ed Irraggiamento solare
1100
1100
Irraggiamento
Potenza erogata
1000
900
900
800
800
700
700
600
600
500
500
400
400
300
300
200
200
100
100
0
(W/m2)
(kW)
1000
0
26/5/11 27/5/11 28/5/11 29/5/11 30/5/11 31/5/11
1/6/11
2/6/11
3/6/11
4/6/11
5/6/11
6/6/11
7/6/11
8/6/11
9/6/11
F i gura 24 - R e laz io ne f r a P o tenza ero ga ta e d Ir r a gg iame n t o
P er io do 2 6/ 5 / 201 1 – 09 / 06 /2 011 ( or a s o la r e)
1100
1100
Potenza erogata
1000
Irraggiamento
900
900
800
800
700
700
600
600
500
500
400
400
300
300
200
200
100
100
0
28/5/11
0.00
0
28/5/11
4.00
28/5/11
8.00
28/5/11
12.00
28/5/11
16.00
28/5/11
20.00
29/5/11
0.00
29/5/11
4.00
29/5/11
8.00
29/5/11
12.00
29/5/11
16.00
29/5/11
20.00
F i gura 25 - R e laz io ne f r a P o tenza ero ga ta e d Ir r a gg iame n t o
Par tico la re d el per io do 28 /5 /2011 –29 /05 /20 11 ( ora so la re)
27
di
35
(W/m2)
(kW)
1000
DETERMINAZIONE DEI LIVELLI DELL’INDUZIONE MAGNETICA STATICA (0 HZ)
All’esterno ed all’interno della cabina che contiene gli inverter, si sono effettuate
alcune misure di campo magnetico statico grazie all’uso del Gaussmetro MPU-ST.
Per effettuare le misure si sono utilizzate due tipi di sonda: una ad accoppiamento
assiale, l’altra ad accoppiamento trasversale. A tale proposito si segnala che con
entrambi i tipi di sonda si sono ottenuti risultati quantitativi vicini fra loro.
In diversi punti del campo FTV, da alcuni metri fino a poche decine di metri di distanza
dalla cabina contente gli inverter, i valori massimi rilevati del campo magnetico
variavano in un intervallo da 0,5 a 0,8 Gauss, secondo la posizione della sonda e del
suo orientamento.
Al centro della cabina contenente gli inverter, i valori massimi rilevati dell’induzione
magnetica variavano in un intervallo da 0,8 a 1,5 Gauss, secondo la posizione della
sonda sulla verticale del centro cabina e del suo orientamento sul piano orizzontale e
verticale.
All’interno della cabina, avvicinando la sonda a circa 1 – 2 cm dai cavi unipolari
percorsi dalla corrente elettrica continua (Icc), che arriva dai pannelli FTV e che
alimenta gli inverter, si è rilevato che i valori massimi dell’induzione magnetica B
variavano in un intervallo da 40 a 50 Gauss (4.000 – 5.000 Tesla).
In riferimento alle rilevazioni effettuate in corrispondenza dei cavi in CC, si è
constatato che nella cabina inverter vi sono quattro cavi percorsi da Icc che
alimentano due inverter. La Icc che percorreva i cavi durante il periodo di misura
oscillava intorno ai 400 A.
Visti i valori rilevati e tenuto conto che lo strumento utilizzato non è il più indicato per
misurare valori del campo magnetico prossimi a quelli del campo magnetico terrestre
(0,5 Gauss), in quanto viene di solito utilizzato in un ambito ospedaliero, ove sono
presenti induzioni magnetiche B molto superiori, si può comunque ritenere che già a
qualche metro di distanza dai fili percorsi da una Icc di una certa consistenza (300 –
600 A), i valori dell’induzione magnetica prodotta dai fili sarebbero inferiori a quelli del
fondo naturale (0,5 Gauss = 50 Tesla).
Utilizzando le due relazioni di seguito riportate, si è infine effettuata una valutazione
teorica di B, prodotta da un filo di lunghezza infinita, percorso da una Icc a distanze
variabili da 1 a 10 m dall’asse del filo.
H = I / (2 * π * d)
e
B=μ*H
Tabella 5
Stima Induzione Magnetica B ( Tesla)
Intensità della
per
un
filo di lunghezza infinita percorso da Icc
corrente continua Icc
(A)
1m
2 m 3 m 4 m 5 m 6 m 7 m 8 m 9 m 10 m
7,5
6,7
6,0
60,0 (*) 30,0 20,0 15,0 12,0 10,0 8,6
300
40,0 26,7 20,0 16,0 13,3 11,4 10,0 8,9
8,0
80,0
400
100,0
50,0 33,3 25,0 20,0 16,7 14,3 12,5 11,1 10,0
500
120,0
60,0 40,0 30,0 24,0 20,0 17,1 15,0 13,3 12,0
600
140,0
70,0 46,7 35,0 28,0 23,3 20,0 17,5 15,6 14,0
700
160,0
80,0 53,3 40,0 32,0 26,7 22,9 20,0 17,8 16,0
800
180,0
90,0 60,0 45,0 36,0 30,0 25,7 22,5 20,0 18,0
900
(*) in grassetto e corsivo i valori stimati che sono vicini o superiori al valore naturale di fondo di B
I risultati della stima della B, in funzione della distanza dall’asse del filo, sono
cautelativi, in quanto i fili reali sono di lunghezza finita e quindi i campi reali sono
sensibilmente inferiori, a mano a mano che ci allontaniamo dal filo; i valori ottenuti
dalla simulazione confermano comunque che anche in casi limite (900 A), a pochi metri
di distanza dal filo, la B stimata è inferiore al valore del fondo naturale (50 T).
28
di
35
Rilevazioni presso l’impianto al suolo - aut. fino a 2.421,9 kWp consegna in MT
- Oggetto delle misure
Misure dell’induzione magnetica in corrente alternata (frequenza della rete elettrica),
generata dall’impianto FTV a Savio di Cervia.
- Generalità delle sorgenti
Impianto FTV al suolo che genera una potenza di picco di 2.421,9 kWp; presenza di
tre gruppi di cabine utente (ogni gruppo è costituito da due cabine fra loro adiacenti)
per la conversione e la trasformazione dell’energia e di due cabine (fra loro
adiacenti), per la consegna in MT alla rete nazionale; linee in MT interrate di
collegamento fra le tre cabine utente con trasformatore e la coppia di cabine
predisposte per la consegna ad ENEL (senza trasformatore interno per la
distribuzione in bt); presenza di una linea aerea in MT che interseca l’impianto FTV e
passa in prossimità delle cabine utente. Dalla cabina di consegna ENEL parte una
linea interrata in MT che si collega alla rete nazionale.
- Dettagli tecnici degli apparati
Il gruppo con le due cabine utente in cui si sono effettuate le misure è costituito da
una cabina utente ove sono installati due inverter del tipo da 500kW e da una cabina
elettrica utente ove si trova un trasformatore bt / MT con le seguenti caratteristiche:
Potenza:1000 kVA (due secondari: 500 + 500 kVA)
Tensione BT: 0,2 kV - Tensione MT: 15 kV - Ucc%: 6%
Avvolgimenti: Dyy (due secondari) - Isolamento: resina
I pannelli FTV utilizzati nel campo FTV sono complessivamente: 10.530.
Tali pannelli sono stati collegati ai tre gruppi di due cabine ciascuna, con la seguente
distribuzione di potenza di picco:
1° gruppo lato Nord
2° gruppo centrale
3° gruppo lato sud
993,60 kWp (è stato oggetto delle misure);
993,60 kWp;
434,70 kWp;
per un totale complessivo di 2.421,9 kWp (risulta quindi che la potenza di picco
installata è più bassa rispetto a quella autorizzata).
La configurazione elettrica delle cabine utente è identica per i primi due gruppi,
mentre, quella del terzo gruppo prevede una configurazione diversa e ridotta
(presenza di un solo inverter invece di due).
Sono infine presenti una cabina elettrica ad uso dell’utente per la consegna ad ENEL
dell’energia, che è adiacente ad una cabina elettrica riservata ad ENEL per la
consegna alla rete nazionale (sono state entrambe oggetto delle misure). Da tale
cabina di consegna ad ENEL parte una linea interrata in MT di connessione alla rete
elettrica nazionale.
- Data ed ora dei rilievi puntuali
Misure puntuali: 31/05/2011 - dalle ore 11,00 alle ore 13,00 – cielo a tratti velato da
foschia - temperatura nella media stagionale
- Personale tecnico che ha effettuato le misure
Andrea Caccoli, Loris Geminiani, Roberto Tinarelli del Servizio Sistemi Ambientali di
Arpa ER Sezione di Ravenna
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DETERMINAZIONE DEI LIVELLI DI INDUZIONE MAGNETICA A BASSA FREQUENZA (ELF)
Le misure si sono effettuate all’interno dell’impianto FTV in prossimità del 1° gruppo
di cabine ad uso dell’utente (alcuni punti si sono effettuati anche all’interno della
cabina contenente i due inverter), lungo la linea aerea in MT e nell’intorno delle due
cabine, una, ad uso dell’utente per la consegna ad ENEL, l’altra, riservata ad ENEL,
da cui parte una linea in MT interrata che si connette alla rete nazionale (tali cabine
sono ubicate sul confine lato Nord dell’impianto FTV).
La sonda per le misure dell’induzione magnetica (ELF) è stata solitamente posizionata
ad 1 m di distanza dal suolo se non diversamente specificato.
Vista la presenza di una linea aerea con fili nudi che taglia il campo FTV, e che passa
relativamente vicino alle due cabine dell’utente, al fine di valutarne la possibile
influenza sul risultato delle rilevazioni intorno alle cabine, sono state eseguite misure
in due punti: sotto tale linea ed alla distanza minima stimata fra la proiezione dell’asse
della linea al suolo e la cabina utente più vicina (7 – 8 m). Le misure sotto la linea
aerea si sono effettuate alle ore 11,00 ed alle ore 12,30 (ora legale), senza registrare
variazioni significative. Dall’analisi dei valori rilevati, si può ritenere che l’influenza
della linea aerea, non è particolarmente significativa sui valori misurati presso le
cabine utente.
Di seguito è riportata la tabella 6 con le misure ed una bozza planimetrica dell’area
con indicati i punti di misura.
Punto di
misura
1
2
Valore di B
Descrizione del punto di misura
(T)
Misure all’esterno dell’impianto FTV
0,07
Sotto la linea elettrica MT in prossimità della cabina utente
0,06
Sotto la linea MT in prossimità della recinzione lato Nord
T ab el la 6
F i gura 26 - Plan ime tr ia parz ia le d ell ’i mp ia nto FT V co n linea aer ea 15 k V e mis ure a des tr a in b asso ca bine u ten te I° grup po
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Figura 27 - Vista verso Nord - linea aerea MT Figura 28 - Vista verso Sud - linea MT e cabine utente
Figura 29 - Planimetria parziale imp. FTV - cabine utente I° gr. e cabine di consegna ad ENEL (in alto)
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F i gura 30 - Ca bine u te n te la to Su d
F i gura 31 - C a bi ne u te n te la to N o r d
Figura 32
Figura 33
M is ur e a l l ’i n t er n o de l la c ab ina u te n te c o n i d ue inv e r ter
Le rilevazioni della B intorno alle due cabine utente ed a quelle di consegna, effettuate
durante la tarda mattinata, sono state influenzate da una significativa variazione della
radiazione solare, sia perché il periodo di rilevazione è durato circa due ore, ma
soprattutto perché, a tratti, il sole era velato da una leggera foschia.
Come conseguenza alla variazione di radiazione solare si è avuta una analoga
variazione della B; per esempio, in uno dei punti in cui si è rilevato un valore elevato
di B, presso la cabina di consegna, alle ore 11,20 (ora legale) si misurava 7,07 T,
mentre alle ore 12,15 si misurava 9,10 T con una variazione di circa il +22%.
Ne segue che le interpolazioni con le isolinee di seguito riportate presentano un
significativo margine di incertezza, oltre a quello strumentale ed a quello dovuto al
software che produce l’interpolazione.
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I valori delle rilevazioni effettuate sono comunque di poco inferiori rispetto a quelle
misurate a Cotignola, presso le due cabine utente, aventi le stesse configurazioni
elettriche e con una potenzialità produttiva complessiva simile: Cotignola 966 kWp;
Savio 1° gruppo lato Nord 993 kWp. Anche la forma delle isolinee fra i due casi
studiati (Cotignola - Savio di Cervia) è simile.
F i gura 34 - CU1°SdC - In terp olaz ion e is olin ee d i B - Ca bine U ten te I°gr up po a Sav io di Cerv ia
Ca bina co n i du e inverter (sinis tra ) e ca bina co n il tras fo r ma tore (d es tra)
I n gr ig io s on o i nd ic a te l e li nee c he dis t ano mu l t i pl i d i 1 m d al le pa r e t i es ter n e de l le c ab in e
Analizzando la figura 34 (CU1°SdC) si nota che le isolinee a 3 T, in particolare sul
lato Nord della cabina che contiene il trasformatore bt/MT, arrivano fino a quasi 3
metri di distanza dalle pareti delle cabine (confine fra area verde ed azzurra indicata
con una linea nera).
Si ricorda che nel caso di Cotignola, la massima distanza delle isolinee a 3 T, dalle
pareti delle cabine, superava di poco i 3 metri.
Visto che le condizioni in cui si sono effettuate le misure non coincidono con
quelle di massima possibile erogazione di potenza dell’impianto, anche in questo
caso, come per l’impianto di Cotignola, é ragionevole ritenere che nelle ipotesi di
potenza erogata massima, una DPA di 4 m intorno al perimetro esterno delle
cabine possa contenere la reale fascia di rispetto a 3 T.
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Ca bine d i co nseg na pe r EN EL – Ra gazze na F T V – co d. 8 720 76
F i gura 35 - Vis ta lato Nord
F i gura 3 6 - V is t a l a to S u d
F i gura 37 - CC SdC - In terp olazion e is olin ee d i B - C a bi ne C onse gn a Sav io d i C e r v i a
Ca bina co n il v ano c on ta tor e (a s in is tra) - ca bina d i co nseg na ( a d es tra) da cu i p ar to no i cav i
i n MT p er l’a l l a c c i o a l la r e te n az io na le - le d ue c a bi ne s o no c o n te nu te in un r e t t ang o lo c h e
d is ta 1 m da l le s u e par eti
Dall’analisi della figura 37 risulta che una DPA della cabina di consegna pari ad 1 m
contiene, ampiamente, la reale fascia di rispetto a 3 T.
Nel caso che la cabina fosse utilizzata anche per la distribuzione in bt (in questo caso
dovrebbe essere inserito un trasformatore MT/bt al suo interno), tali considerazioni
dovrebbero essere riviste.
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Ringraziamenti
Si ringraziano per la loro indispensabile collaborazione:
- Società agricola Vespignani Matteo e Luigi
- Ing. Enrico Meggiolaro (DEA Engineering S.r.l.)
- Delta S.r.l.
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