PROGETTO DI UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO GRID

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D.A. 18.4.02 – INTERVENTI DI QUALIFICAZIONE AMBIENTALE NEI COMUNI SEDI DI IMPIANTI
DI RAFFINAZIONE ESTRAZIONE E STOCCAGGIO DI PRODOTTI PETROLIFERI
COMUNE DI PRIOLO GARGALLO - PIANO DI INTERVENTO DI QUALIFICAZIONE AMBIENTALE
PIANO D’AZIONE: USO DI FONTI RINNOVABILI DI ENERGIA
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IMPIANTO FOTOVOLTAICO GRID-CONNECTED PER IL MUNICIPIO DI PRIOLO GARGALLO (SR)
PROGETTO ESECUTIVO
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PROGETTO DI UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO GRID-CONNECTED
PER IL MUNICIPIO DI PRIOLO GARGALLO (SR)
RELAZIONE TECNICA ILLUSTRATIVA
0
1
2
2.1
2.2
2.3
2.3.1
2.4
2.5
2.5.1
2.5.2
2.5.3
2.5.4
2.6
3
3.1
3.1.1
3.2
3.3
4
5
5.1
6
7
8
9
PREMESSA .............................................................................................. 2
IDENTIFICAZIONE DELLA TIPOLOGIA D’IMPIANTO ............................................... 3
COMPONENTI DELL’IMPIANTO ...................................................................... 3
MODULI FOTOVOLTAICI .............................................................................. 5
STRUTTURE DI SOSTEGNO DEI MODULI FOTOVOLTAICI.......................................... 7
CONVERTITORE STATICO DA CC IN CA ............................................................ 11
PROTEZIONE DI INTERFACCIA CON LA RETE ELETTRICA ....................................... 12
CAVI DI CABLAGGIO .................................................................................. 13
L’IMPIANTO ELETTRICO E I QUADRI ............................................................... 14
L’ARCHITETTURA DELL’IMPIANTO ................................................................ 14
IL QUADRO DI INVERTER ............................................................................ 16
IL QUADRO ELETTRICO GENERALE ................................................................ 16
IL QUADRO ELETTRICO DI ALLACCIO ALLA RETE ............................................... 17
IMPIANTO DI TERRA .................................................................................. 17
FATTORI CHE HANNO INFLUENZATO IL DIMENSIONAMENTO DEL SISTEMA ................. 18
VALUTAZIONE DELLA RISORSA SOLARE DISPONIBILE............................................ 19
RADIAZIONE SOLARE GIORNALIERA MEDIA MENSILE ........................................... 20
SUPERFICIE TOTALE DISPONIBILE .................................................................. 21
RISULTATO ESTETICO FINALE ...................................................................... 23
DIMENSIONAMENTO DEL GENERATORE PV ....................................................... 24
ANALISI DI PRODUCIBILITÀ ENERGETICA ......................................................... 25
RENDIMENTO ENERGETICO - PRODUCIBILITÀ .................................................... 25
IMPATTO AMBIENTALE .............................................................................. 27
CONSIDERAZIONI ECONOMICHE E FINANZIARIE ................................................. 29
QUADRO ECONOMICO RIASSUNTIVO .............................................................. 30
ELENCO ELABORATI, DISEGNI ED ALLEGATI ..................................................... 31
E. 1. - RELAZIONE TECNICA ILLUSTRATIVA
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PROGETTO ESECUTIVO
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0
- PREMESSA
La seguente relazione illustra il progetto relativo alla realizzazione di un
impianto fotovoltaico.
L’impianto per la produzione d’energia da fonte rinnovabile avrà sede nel
Palazzo Municipale del Comune di Priolo Gargallo e sarà integrato sul
prospetto rivolto a Sud e sulla copertura del fabbricato.
L’impianto sarà costituito da n. 108 moduli fotovoltaici da 175 Wp, suddivisi
in n. 9 stringhe formate ciascuna da n. 12 moduli collegati in serie; la potenza
complessiva del generatore PV è di 18.900 Watts.
L’impianto è costituito schematicamente da n. 3 sottocampi PV, ciascuno
composto dalla connessione in parallelo di tre stringhe ad un inverter,
dispositivo, questo, necessario per la conversione dell’energia elettrica
generata da continua ad alternata, condizione quest’ultima necessaria per
rendere possibile l’immissione nella rete pubblica di distribuzione.
Il dimensionamento del generatore PV è basato sul calcolo di ciascun
sottocampo PV.
La modularità di ciascuno di essi permetterà di estrapolare i dati dell’energia
generata per l’intero generatore PV.
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PROGETTO ESECUTIVO
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1
- IDENTIFICAZIONE DELLA TIPOLOGIA D’IMPIANTO
L’impianto della potenza totale di 18.9 kWp, come già detto, sarà collegato
alla rete di distribuzione dell’energia elettrica in bassa tensione della Società
Distributrice ENEL S.p.a., immettendo nella stessa l’energia elettrica prodotta,
nel rispetto della norma DK 5950.
Quest’impianto ha lo scopo anche di ridurre la spesa per la fornitura di energia
elettrica della struttura, mediante il conguaglio periodico tra l’energia
elettrica dissipata e quella prodotta dall’impianto PV.
2
- COMPONENTI DELL’IMPIANTO
I componenti dell’impianto PV, collegato alla rete, sono:






Moduli fotovoltaici.
Strutture di sostegno dei moduli fotovoltaici.
Convertitore statico corrente continua in corrente alternata.
Sistemi di misura e controllo a distanza
Cavi di cablaggio.
L’impianto elettrico e i quadri.
Si riporta di seguito una vista del Municipio su cui dovrà essere installato
l’impianto PV.
ZONE
INTERESSATE
Fig.1 - Vista aerea del Municipio
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PARTI
INTERESSATE
Fig.2 - Pianta piano copertura del Municipio
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- MODULI FOTOVOLTAICI
I moduli PV previsti in questo progetto sono da 175 Wp, composti da celle in
silicio policrisatllino, con un’efficienza media del 15%, protette verso
l’esterno da un vetro temperato ad alta trasparenza resistente alla grandine e
da un foglio multistrato di tedlar/poliestere/tedlar, il tutto incapsulato
sottovuoto, ad alta temperatura, da due fogli di EVA (Ethylene/Vinyl/Acetate).
Fig.3 - Modulo fotovoltaico tipo “Kyocera”: struttura
Si riportano le specifiche tecniche che dovranno avere i moduli PV previsti per
l’impianto in oggetto.
PARAMETRI FISICI
Modulo tipo:
Celle (mm):
Dimensioni modulo LxPxH (mm):
Area modulo (m2):
Peso (kg)
vetro/tedlar
156x156
992 x 33 x 1507
1.495
17,8
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Fig.5 - Modulo fotovoltaico: caratteristiche geometriche
PARAMETRI ELETTRICI
Potenza di picco (Wp) ...................................... 175 (Watt)
Corrente in corto circuito (Isc) ........................... 8,09 (Amp)
Tensione a circuito aperto (Voc) ....................... 29,20 (Volts)
Tensione al punto di max potenza (VMPP) ............. 23,60 (Volts)
Corrente al punto di max potenza (IMPP) ................ 7,42 (Amp)
Tensione massima di sistema ........................... 1.000 (Volts)
Indice di tolleranza ............................................ +10/-5 %
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- STRUTTURE DI SOSTEGNO DEI MODULI FOTOVOLTAICI
Il Municipio è caratterizzato da un prospetto
SUD privo di aperture, che ben si presta ad
accogliere l’impianto oggetto del presente
progetto.
La soluzione che è stata adottata, relativa alle
strutture di supporto dei moduli PV per la
parete verticale è quella tipo Intersol, con
profilati metallici di seguito illustrati.
F
Fig.6 – Prospetto SUD del Municipio
Poiché si tratta di una struttura sostanzialmente semplice, il montaggio non è
particolarmente complesso.
Fig.7 – Sistema di montaggio dei supporti scelti
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Fig.8 – Particolare di moduli installati con il sistema adottato
Di seguito viene rappresentato uno schema della dislocazione dei moduli PV sul
prospetto Sud.
INVERTER N. 1
Fig.9– Schema di disposizione dei moduli sulla facciata verticale piana
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Nella figura sottostante, invece è riportata la distribuzione della parte
dell’impianto PV da installare sulla copertura dell’edificio.
SOTTOCAMPO N. 3
SOTTOCAMPO N. 1
SOTTOCAMPO N. 2
Fig.10 – Schema di disposizione dei moduli dei tre sottocampi disposti su superfici piane
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L’impianto fotovoltaico sarà distribuito sia sulla parete verticale con n. 36
moduli, sia sulla copertura orizzontale con n. 72 moduli.
La parte di impianto da installare sul prospetto verticale è formata da n. 1
sottocampo PV per una potenza di 6.300 Wp.
L’impianto sul tetto dell’edificio sarà composto allo stesso modo, cioè avrà n. 2
sottocampi PV per una potenza di 12.600 Wp.
Entrambi le zone, comunque, saranno rivolte a Sud (angolo di Azimuth= 0°).
Ciascun sottocampo, della potenza di 6300 Wp, sarà costituito, quindi, da
n. 3 stringhe da n. 12 moduli ciascuna.
Il sottocampo PV corrispondente all’unità modulare dell’impianto, sarà
collegato, per la trasformazione della corrente continua prodotta in alternata,
ad un inverter ed, infine, ad un sistema di telecontrollo.
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- CONVERTITORE STATICO DA CC IN CA
I convertitori statici, in generale, sono apparecchi elettronici in grado di
convertire le grandezze elettriche, come la tensione e la corrente, in valore e
forma, quelli, in grado di convertire la corrente continua in corrente alternata,
e che sono stati adottati per questo impianto sono gli inverter.
Negli impianti connessi alla rete elettrica di distribuzione, la tensione continua
da convertire in alternata è quella proveniente dal generatore PV.
Le principali funzioni in cui si può suddividere logicamente un inverter sono:





MPPT (Maximum Power Point Tracker)
Ponte di conversione
Trasformatore
Protezione di massima corrente
Protezione di interfaccia con la rete elettrica
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Nel nostro caso, saranno utilizzati N. 3 inverter, le cui caratteristiche tecniche
sono elencate nella seguente tabella.
Inverter Tipo
Valori d'ingresso
Range di tensione in CC
SMC 6000A
213 - 600 V
Tensione nominale d'esercizio
246 V
Corrente nominale
26 A
Num. max stringhe
4
Protezione contro l'inversione della polarita
Diodo di cortocircuito
Valori d'uscita
Potenza nominale CA
6000 W
Corrente d'uscita max
26 A
Tensione nominale CA
220 V- 240 V
Frequenza nominale CA
50 Hz - 60 Hz
Fattore di potenza (cosφ)
1
Rendiemento max
96,10%
Rendiemento Europeo
95,20%
Num. fasi alimentazione
1
Caratteristiche meccaniche
Peso
circa 63 Kg
Larghezza / Altezza / Profondita
468 / 613 / 242
Fig.11 - Caratteristiche elettriche degli inverter.
2.1.1 - PROTEZIONE DI INTERFACCIA CON LA RETE ELETTRICA
Il tipo di inverter che sarà utilizzato nell’impianto, sarà dotato di un dispositivo
di protezione in grado di disconnettersi automaticamente dalla stessa, quando
avviene un’interruzione della fornitura di energia elettrica nella rete.
Generalmente questa funzione interviene ogni volta che la tensione o la
frequenza di rete si discostano eccessivamente dai valori nominali.
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- CAVI DI CABLAGGIO
L’impianto PV sarà cablato nel luogo dove sarà installato, e collegato mediante
spezzoni di cavo tagliati a misura e dotati di capicorda idonei all’intestazione
della morsetteria di terminazione di ogni singolo modulo.
La posa dei cavi che vanno dal campo PV al dispositivo di controllo, sarà
effettuato in tubazioni in pvc di adeguate dimensioni.
I criteri di scelta per il cavo sono i seguenti:


Non propagante l’incendio.
Bassa emissione di gas tossici.
Il cavo per posa libera, deve essere scelto utilizzano i seguenti criteri:





Cavo con tensioni di esercizio almeno fino a 450/570 V.
Resistenza ai raggi UV.
Alta resistenza agli agenti atmosferici ed umidità
Range di temperatura di esercizio elevato.
Non propagante l’incendio.
La soluzione scelta per il collegamento elettrico dei componenti dell’impianto
PV, è quella di utilizzare cavi liberi con opportuna guaina di isolamento.
Tale scelta è determinata dalla particolarità delle strutture di sostegno
adottate.
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- L’IMPIANTO ELETTRICO E I QUADRI
L’impianto elettrico é stato progettato in conformità alla norma CEI 11-20,
relativa agli impianti di produzione di energia elettrica collegati a reti di I
categoria, all’interno della quale gli impianti fotovoltaici ricadono.
Si è fatto inoltre riferimento al documento di unificazione interno ENEL
DK 5940 all’interno del quale sono esposti i “Criteri di allacciamento di
impianti di produzione alla rete BT di distribuzione”.
L’impianto elettrico sarà descritto dettagliatamente, mediante:

L’architettura dell’impianto.

Il quadro elettrico di inverter.

Il quadro elettrico di allaccio alla rete.
2.1.2 - L’ARCHITETTURA DELL’IMPIANTO
Lo
schema
della
tavola
allegata
al
progetto,
descrive
l’architettura
dell’impianto elettrico per l’allacciamento in parallelo alla rete di distribuzione
BT.
Le
stringhe,
opportunamente
dotate
di
sezionatori
e
scaricatori
di
sovratensione, confluiscono all’inverter di pertinenza, ubicato nelle vicinanze
dell’impianto PV.
Infine, le linee di uscita dei tre inverter formano un sistema trifase; il
collegamento ad un ultimo quadro vicino al punto di consegna dell’ente
fornitore, consente l’allacciamento alla rete di distribuzione BT.
I quadri sono tutti ubicati all’esterno e per questo devono avere grado di
protezione minimo IP 55 ed essere costruiti in materiale isolante.
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Di seguito si riporta un allacciamento tipico di un impianto fotovoltaico alle rete
di distribuzione.
Fig.12 – Collegamento di un impianto di produzione PV alla rete elettrica.
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2.1.3 - IL QUADRO DI INVERTER
All’interno dei quadri, contenente i singoli inverter, viene realizzata la prima
protezione prevista dalla normativa CEI 11-20.
Ciascun inverter è protetto da sovracorrenti e cortocircuiti mediante un
dispositivo di generatore (CEI 11-20 2.2.4) realizzato mediante interruttore
magnetotermico monofase opportunamente dimensionato.
L’inverter stesso, è dotato di gruppi di misura, in grado di dare informazioni
circa la tensione e potenza erogata.
Per evitare che sovratensioni, causate da fulminazioni indirette della
struttura, possano propagarsi sull’impianto, con conseguenti effetti dannosi per
lo stesso, due scaricatori bipolari, inseriti nel quadro, sono collegati
all’ingresso dei due inverter cui fa capo il quadro.
Sempre all’interno del quadro sono ubicati due interruttori di sezionamento con
fusibili per interrompere la linea in corrente continua all’ingresso dell’inverter.
2.1.4 - IL QUADRO ELETTRICO GENERALE
All’interno di questo quadro è realizzato il sistema di collegamento trifase a
partire dai diversi quadri di inverter.
Ciascun ingresso è caricato su una fase del sistema, con l’accorgimento di non
superare uno squilibrio complessivo di 6 kW ( DK 5940 - 5.2 ).
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2.1.5 - IL QUADRO ELETTRICO DI ALLACCIO ALLA RETE
Il quadro di allaccio alla rete funge da interfaccia fra il generatore PV e la
rete elettrica.
Questo quadro realizza la seconda protezione prevista dalla normativa
CEI 11-20.
Al suo interno si trova il dispositivo di interfaccia (CEI 11-20 2.2.3) realizzato
mediante un interruttore magnetotermico con sganciatore di apertura a
mancanza di tensione, opportunamente dimensionato.
Il dispositivo va inserito in parallelo al dispositivo generale fornito dall’Ente
distributore.
Le funzioni principali cui assolve il quadro sono:

Misura dell’energia prodotta, e quindi immessa in rete.

Protezione di interfaccia alla rete elettrica.
- IMPIANTO DI TERRA
Seguendo la normativa vigente ed in considerazione del fatto che la sicurezza
per evitare i possibili contatti indiretti è garantita intrinsecamente dal
basso livello di tensione di lavoro del sistema, sarà realizzata una opportuna
ed adeguata rete di terra di protezione, in grado si consentire il corretto
funzionamento degli scaricatori di sovratensione indotte presenti nel quadro di
inverter.
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3 - FATTORI CHE HANNO INFLUENZATO IL DIMENSIONAMENTO DEL SISTEMA
Per il corretto dimensionamento dell’impianto PV vengono valutati i seguenti
fattori:

Valutazione della risorsa solare disponibile in sito sul piano inclinato dei moduli.

Superficie totale disponibile.

Allacci elettrici alla rete esistente e coordinamento.

Risultato estetico finale.
Poiché si tratta di un impianto collegato alla rete elettrica di distribuzione
(grid-connected), si è attentamente valutata una stima dettagliata del numero
di ore di sole equivalenti (ore di sole equivalenti in STC) relative
all’insolazione media nell’anno nel Comune di Priolo Gargallo.
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3.1
- VALUTAZIONE DELLA RISORSA SOLARE DISPONIBILE
Un fattore di fondamentale importanza nel dimensionamento della potenza di
picco del generatore PV, al fine di non sovradimensionare lo stesso, è stato la
conoscenza dei dati relativi alla radiazione solare in corrispondenza del
Comune.
Non essendo Priolo Gargallo uno dei comuni cui si dispone di una sequenza di
dati storici di radiazione solare, fra quelli inseriti nella norma UNI 10349,
verranno utilizzati i dati rilevati presso la stazione meteo di Siracusa,
poiché
ha
caratteristiche
geografiche
simili
alla
località
considerata
(stessa Latitudine = 37°,04’, la differenza è di soli pochi centesimi di grado).
Si è valutato, a partire dalla radiazione incidente su una superficie orizzontale
(dato disponibile), la radiazione incidente su una superficie inclinata le cui
componenti sono: diretta (I), diffusa (D), riflessa (R).
Il metodo per il calcolo della radiazione su una superficie inclinata è stato
quello previsto nella norma UNI 10349 (Riscaldamento e raffrescamento degli
edifici – Dati climatici) e UNI 8477 (Energia solare – Calcolo degli apporti per
applicazioni in edilizia - Valutazione dell’energia raggiante ricevuta).
Il calcolo è stato basato sulla valutazione dell’apporto energetico medio
mensile dell’energia solare da utilizzare per applicazioni termiche negli edifici,
in relazione alle caratteristiche morfologiche e tecnologiche di questi ultimi.
Inoltre, sono state considerate le caratteristiche topografiche del sito e le
condizioni climatiche locali, in particolare riferimento ai valori giornalieri medi
mensili della radiazione solare.
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3.1.1 - RADIAZIONE SOLARE GIORNALIERA MEDIA MENSILE
I valori della radiazione solare giornaliera media mensile sul piano orizzontale
per i capoluoghi di provincia sono riportati in apposite tabelle (UNI10349), per
le località non comprese è possibile calcolare, come già accennato, una
radiazione corretta che tenga conto della diversa latitudine, rispetto al
capoluogo.
Nel caso del Comune di Priolo Gargallo, verranno utilizzati i dati, della
radiazione solare, relativi al Comune di Siracusa (i due siti si trovano, dal punto
di vista solare, praticamente, alla stessa latitudine).
Comune
Latitudine Nord
Longitudine Est
Quota m.s.l. (mean sea level):
Priolo Gargallo
37°,10’
15°,11’
30 m
Mentre i dati relativi alla radiazione globale giornaliera raccolta su di una
superficie al suolo del Comune di Siracusa sono:
Comune
Siracusa
Latitudine Nord
37°,04’
Longitudine Est
15°,17’
Quota m.s.l. (mean sea level)
17 m
IRRADIAZIONE SOLARE GIORNALIERA MEDIA MENSILE Hh [MJ/m²g]
Gennaio
7,2
Febbraio
10,8
Marzo
15,2
Aprile
20,3
Maggio
24,4
Giugno
27,3
Luglio
27,2
Agosto
24,6
Settembre
19,0
Ottobre
12,9
Novembre
8,9
Dicembre
6,6
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- SUPERFICIE TOTALE DISPONIBILE
Per posizionare l’impianto PV sulla copertura dell’edificio, ci sono due possibili
alternative:

Aumentare la posizione in altezza del piano inclinato, lasciando inalterata
quella massima disponibile orizzontalmente.

Disporre il generatore su più file.
Data la particolarità della struttura si è deciso di posizionare il generatore PV sia
sulla superficie verticale (anche se a discapito della produzione) e sulla
copertura della struttura, mediante una opportuna suddivisione in tre gruppi di
generazione, completamente indipendenti fra loro.
Per quanto riguarda la struttura verticale, i moduli saranno montati uno accanto
all’altro, mentre, per il posizionamento dei moduli sulla copertura della
struttura necessita fare delle considerazioni circa il mutuo ombreggiamento.
Infatti, mettendo i moduli su più file si ha il vantaggio di avere un effetto di
schermatura dell’azione del vento e una riduzione dei costi per le strutture di
sostegno, per contro, invece, si introducono ombreggiamenti reciproci che
penalizzano la produzione di energia elettrica.
Fig.132- Ombreggiamento del piano dei moduli disposti su più file.
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La figura mostrata sopra, raffigura come esiste un angolo limite L, formato dal
raggio solare sul piano orizzontale, al di sotto del quale i moduli PV delle file
dietro la prima cominciano ad essere ombreggiate per effetto della fila che la
precede; tale ombreggiamento si manifesta all’interno dell’angolo azimutale
limite L.
Per quanto riguarda la superficie esposta sulla facciata verticale, non vi sono
fenomeni di ombreggiamento.
In seguito è riportato lo schema relativo al layout dell’impianto sulla copertura
dell’edificio.
N
SOTTOCAMPO N.3
3
SOTTOCAMPO N.1
N. 1
SOTTOCAMPO N.2
Fig.14- Layout dell’impianto sulla copertura dell’edificio.
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- RISULTATO ESTETICO FINALE
L’impianto PV così installato, continuerà a rendere possibile la fruizione della
copertura, anche se la stessa non è stata concepita accessibile al pubblico,
e sarà gradevolmente visibile dall’esterno, per potere svolgere l’importante
ruolo di divulgazione delle tecnologie solari, essendo questo in progetto il
primo esempio di facciata PV, che sarà realizzata nella Provincia di Siracusa.
Fig.15- Simulazione della vista del Palazzo Comunale dopo l’intervento.
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4 - DIMENSIONAMENTO DEL GENERATORE PV
Si espone qui di seguito la trattazione tecnica, con la descrizione delle
caratteristiche di un singolo sottocampo PV.
L’angolo corrispondente al massimo valore di energia producibile, come si è
visto, è di 30°; tale inclinazione permette di ottenere un numero di ore di sole
equivalenti Heq (in STC) pari a 5,6 kWh/m²giorno.
Le ore di sole equivalenti, riguardanti l’impianto installato sulla parete
verticale, risultano, invece, pari a 3,5 kWh/m²giorno.
Le n. 6 stringhe installate sulla copertura avranno una inclinazione di 30°,
mentre le n. 3 stringhe installate sulla parete verticale avranno una
inclinazione di 90°
Si determina la potenza di picco di ciascun sottocampo PV:
Ppicco  N pannelli * Punit  36 *175  6300Watt
dove Punit rappresenta la potenza di picco del singolo modulo PV.
Ogni sottocampo PV sarà formato, come detto da due stringhe, su ciascuna di
esse vi sarà una tensione di lavoro in corrispondenza del punto di massima
potenza (MPP)
VStringaVolt   VNo min . Volt * N Pannelli  26.18 *12  314Volt
Ciascun sottocampo PV un sarà costituito dalle seguenti parti:

N.36 moduli della potenza nominale di 175 Wp, collegati in tre serie da dodici.

Cavi elettrici di collegamento tra i moduli.

Telai di sostegno dei moduli (strutture di sostegno), dimensionati per posizionare gli
stessi ad un’inclinazione di 30°.

N.1 Inverter del tipo Sunny Mini Central 600 A, per la conversione dell’energia elettrica
generata (continua) dalla stringa, in energia elettrica alternata, compatibile con la rete
elettrica di fornitura.

Strumentazione di monitoraggio e contabilizzazione dell’energia generata.
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5 - ANALISI DI PRODUCIBILITÀ ENERGETICA
Si espone, nei paragrafi successivi, un’analisi energetica per valutare la
quantità d’energia elettrica che ciascun sottocampo PV produrrà e quindi
quella che produrrà l’intero generatore.
- RENDIMENTO ENERGETICO - PRODUCIBILITÀ
Note le caratteristiche tecniche dei componenti di ciascun sottocampo PV e le
condizioni geologiche del sito, è stato determinato il rendimento energetico di
conversione dell’energia solare in energia elettrica per ciascun sottocampo PV
e quindi dell’impianto completo.
Il rendimento complessivo dell’impianto costituito dai n. 3 sottocampi solari
dipende da dove sono stati installati, infatti, il sottocampo installato sulla
facciata verticale avrà un rendimento minore rispetto a quelli installati sulla
copertura del tetto.
In ogni caso l’energia elettrica prodotta globalmente sarà data dalla somma
dell’energia prodotta da ciascun sottocampo PV.
Il BOS (Balance of System) è costituito dall’insieme dei componenti elettrici
dell’impianto ad esclusione dei moduli PV, esso comprende dunque i cavi, il
convertitore
elettrico
cc/ca
(inverter)
e
tutti
i
dispositivi
elettrici
dell’impianto.
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3%
5%
Perdite per scostamento delle
condizioni di targa (temperatura)
1%
Perdite per riflessione
2%
Perdite per mismatching tra stringhe
(moduli)
8%
1%
Perdite in corrente continua
Perdite sul sistema di conversione
cc/cca
Perdite per polluzione sui moduli
80%
Rendimento del sistema
Fig.16- Descrizione delle perdite energetiche percentuali di conversione
L’integrale dell’energia elettrica prodotta da ciascun sottocampo PV
mensilmente, sia sulla copertura del tetto che sulla facciata verticale, permette
di determinare la quantità di energia elettrica generata annualmente
attraverso la conversione fotovoltaica:
12
ETot _ SottocampoSolare_ Tetto   Ei  18944 KWh
1
12
ETot _ SottocampoSolare_ Verticale   Ei  5972 KWh
1
Sommando il contributo annuo della produzione energetica di ciascun
sottocampo PV si ottiene il valore complessivo dell’energia elettrica generata
dall’intero generatore PV:
E(tot) = 18944 + 5972 = 24.916 kWh/a.
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6- IMPATTO AMBIENTALE
La produzione di energia elettrica mediante la conversione fotovoltaica
dell’energia solare non causa immissione di sostanze inquinanti nell’atmosfera.
E’ possibile, naturalmente, parlare di inquinamento “indiretto”, causato dai
processi di produzione dei componenti di un simile sistema (moduli, cavi,
strutture ed altro) ma d’altra parte la produzione di ogni manufatto
tecnologico, così come l’esplicazione di ogni attività umana, altera in certa
misura l’equilibrio ambientale.
Il confronto tra le emissioni inquinanti di centrali per la produzione di energia
elettrica a carbone, a gas e fotovoltaica rende immediatamente evidente che
queste ultime sono, da questo punto di vista, le più rispettose per l’ambiente.
Quanto detto non implica, ovviamente, che tali centrali siano installate
dappertutto senza un’attenta considerazione degli aspetti collaterali.
Anche se esse non contribuiscono all’effetto serra, alle patologie respiratorie,
alle piogge acide, anche se non sono fonte di inquinamento termico o acustico,
tuttavia esistono problemi legati all’impatto visivo ed all’occupazione del
territorio, che vanno attentamente considerati ai fini di una progettazione
attenta ai fattori ambientali.
Caratteristiche come modularità, manutenzione ridotta, semplicità d’utilizzo,
impatto ambientale molto basso, rendono la tecnologia fotovoltaica adatta
all’integrazione negli edifici in ambiente urbano.
Si valuta che i benefici ottenibili dall’adozione di sistemi PV sono direttamente
proporzionali alla quantità di energia prodotta, data per ipotesi che questa vada
a sostituire l’energia altrimenti fornita da fonti convenzionali.
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La seguente valutazione quantitativa mira ad evidenziare i benefici che si
hanno utilizzando la tecnologia fotovoltaica; infatti, per produrre 1 KWh
elettrico vengono bruciati in media l’equivalente di 2,56 kWh sotto forma di
combustibili fossili e quindi emessi nell’aria 0,531 Kg di anidride carbonica.
Di seguito si riporta la tabella relativa alle emissioni di CO2 evitate dall’intero
impianto.
EMISSIONI DI CO2 EVITATE CON L'ISTALLAZIONE DELL’IMPIANTO FOTOVOLTAICO
SULL’EDIFICIO COMUNALE DI PRIOLO GARGALLO
Energia Elettrica
Emissioni evitate
Mese
Generata
[Kg CO2/KWh elett.]
ogni mese
[KWh/mese]
[Kg CO2]
Gennaio
1659.5
0.531
881.2
Febbraio
1716.3
0.531
911.4
Marzo
2179.6
0.531
1167.0
Aprile
2204.0
0.531
1170.4
Maggio
2329.3
0.531
1236.8
Giugno
2241.7
0.531
1190.3
Luglio
2393.1
0.531
1243.8
Agosto
2470.4
0.531
1311.8
Settembre
2249.3
0.531
1194.4
Ottobre
2123.7
0.531
1127.7
Novembre
1820.0
0.531
966.5
Dicembre
1512.1
0.531
802.9
Totale annuo
24917.1
13230.9
Come si evince dall’interpretazione delle precedenti tabelle, installando il
generatore PV nella struttura del Palazzo Comunale, si ottiene un risparmio
energetico di 24.917 KWh/anno con una conseguente riduzione di emissioni di
CO2 equivalenti pari a
10,059 t/a + 3,171 t/a. = 13,230 t/a
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7
- CONSIDERAZIONI ECONOMICHE E FINANZIARIE
La determinazione della quantità di energia prodotta annualmente dal
generatore fotovoltaico, nota la durata media di vita ed i costi di manutenzione
dello stesso, permette di effettuare un’analisi economica e finanziaria, utile a
verificare la fattibilità e convenienza del presente intervento.
Il valore aggiunto poi della struttura, ottenuto con l’installazione dell’impianto
solare fotovoltaico sul Palazzo Comunale, prescinde comunque dalla presente
analisi: la consistente riduzione di emissioni di anidride carbonica, in larga
parte responsabile dell’effetto serra e dei cambiamenti climatici che si
verificano sul Pianeta, già di per se costituisce da solo un valido motivo per
l’adozione delle fonti di energia rinnovabili su tutti gli edifici o, comunque ove
è possibile (art. 26, L. 10/91).
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8
- QUADRO ECONOMICO RIASSUNTIVO
L’importo complessivo del progetto risulta così suddiviso:
A) IMPORTO COMPLESSIVO DELLE OPERE:……………………………………..… € 155.082,70
Di cui € 4.664,00 per oneri di sicurezza, non soggetti a ribasso d’asta
e € 150.418,70, quale importo lavori soggetto a ribasso d’asta.
B) SOMME A DISPOSIZIONE DELL’AMMINISTRAZIONE:
1 – Per allacciamenti Enel e pratiche amministrative:… €
1.500,00
2 – Per spese tecniche:………………………………………………….. € 30.680,40
3 – Per compenso ex art. 18, l. 109/94:…………………….... €
408,00
4 – Per IVA sui Lavori ( 10 % di A):………………………………… € 15.508,27
5 – Per IVA sulle spese tecniche……………………………………. €
5.727,15
6 – Per premio di accelerazione:………………………………….. €
4.652,48
7 - Per imprevisti ed arrotondamenti:…………………………. €
1.441,00
SOMMANO:……………
€ 59.917,30
IMPORTO COMPLESSIVO DI PROGETTO:……………………………………………. € 215.000,00
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9
- ELENCO ELABORATI, DISEGNI ED ALLEGATI.
Il presente Progetto Esecutivo è costituito dalla seguente documentazione:
A) ELABORATI
1 – Relazione Tecnica Illustrativa;
2 – Studio di Fattibilità;
3 – Computo Metrico Estimativo;
4 – Quadro Economico Riassuntivo;
5 – Capitolato Speciale Prestazionale;
6 – Elenco Prezzi;
7 – Analisi Prezzi;
8 – Capitolato Speciale di Appalto;
9 – Schema Contratto di Appalto;
10 – Relazione Tecnica Specialistica.
B) DISEGNI / TAVOLE
1–
2–
3–
4–
5–
Planimetrie, Piante, Schemi posizionamento impianto;
Schemi elettrici Impianto Generale;
Schemi elettrici Quadri – Inverter;
Particolari costruttivi;
Quadri elettrici.
C) ALLEGATI
1 – Dichiarazione Progettista;
2 – Attestato di Conformità;
3 – Cronoprogramma dell’intervento;
4 – Schema Competenze Tecniche;
5 – Piano di Sicurezza;
6 – Fascicolo Tecnico;
7 – Programma di Manutenzione;
8 – Quadro incidenza manodopera;
9 – Verifica statica struttura;
10 – Specifiche Tecniche delle apparecchiature.
Priolo Gargallo, 28 Novembre 2008
IL PROGETTISTA
Visto: IL RESPONSABILE U.T.C.
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E. 1. - RELAZIONE TECNICA ILLUSTRATIVA
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- ING RENZO CAMMARANA - PRIOLO GARGALLO (SR) - VIA RENO, N° 27 - [email protected]