Home

Progettare ed installare un impianto fotovoltaico

1. 522 Gli impianti collegati alla rete La generazione diffusa Fotovoltaico a concentrazione Il fotovoltaico e l architettura_ Banca dati IEA degli impianti fotovoltaici Il dimensionamento energetico degli impianti fotovoltaici 6 1 6 2 Dimensionamento energetico di impianti connessi alla rete 6 1 1 Dati di radiazione solare 6 1 2 Calcolo dell energia incidente sul piano dei moduli 6 1 3 Perdite termiche e ottiche 6 1 4 Perdite per ombreggiamento 6 1 5 Posizionamento del generatore fotovoltaico Dimensionamento energetico di un sistema isolato 6 2 1 Ca A 622 Posizionamento del generatore fotovoltaico 6 2 3 La scelta dell angolo di tilt 0 6 2 4 La configurazione dell impianto 6 2 5 Il bilancio energetico e la soluzione ottimale 6 2 6 Sistemi isolati particolari Capitolo Sette Componenti del sistema fotovoltaico Scelte e configurazioni Fal De 7 3 7 4 LO 7 6 Vl 7 8 17 Il modulo fotovoltaico e le stringhe UE Sile PARRA EA A Il sezionamento delle stringhe La gestione del generatore fotovoltaico oooo manto
2. CEI EN 60439 2 CEI 17 13 2 Pre scrizioni particolari per i condotti sbarre CEI EN 60439 3 CEI 17 13 3 Pre scrizioni particolari per apparecchia ture assiemate di protezione e di manovra destinate ad essere installa te in luoghi dove personale non adde strato ha accesso al loro uso Quadri di distribuzione ASD CEI EN 60445 CEl 16 2 Principi base e di sicurezza per l interfaccia uomo macchina marcatura e identifica zione Individuazione dei morsetti e degli apparecchi e delle estremit dei conduttori designati e regole generali per un sistema alfanumerico CEI EN 60529 CEI 70 1 Gradi di protezione degli involucri codice IP CEI EN 60099 1 CEl 37 1 Scaricatori Parte 1 Scaricatori a resistori non linea ri con spinterometri per sistemi a cor rente alternata CEI 20 19 Cavi isolati con gomma con tensione nominale non superiore a 450 750 V CEI 20 20 Cavi isolati con polivinilclo ruro con tensione nominale non supe riore a 450 750 V CEI EN 62305 CEI 81 10 Protezione contro i fulmini serie composta da CEI EN 62305 1 CEI 81 10 1 Principi generali CEI EN 62305 2 CEI 81 10 2 Valutazione del rischio CEI EN 62305 3 CEI 81 10 3 Danno materiale alle strutture e peri colo per le persone CEI EN 62305 4 CEI 81 10 4 Impianti elettrici ed elettronici interni alle strutture CEI 81 3 Valori medi del numero di ful mini a terra per anno e per chilometro quadrato
3. Il sistema fotovoltaico e 1 suol componenti principali Come abbiamo visto l effetto fotovoltai co consiste nella conversione diretta della radiazione solare in energia elettrica La tecnologia FV relativamente recente il suo sviluppo inizia negli anni cinquanta con la prima cella al silicio cristallino realiz zata presso i laboratori Bell Telephone Nel 1958 si ebbe la prima applicazione nello spazio Vanguard l mentre le applicazioni terrestri iniziarono verso la met degli anni settanta accompagnate da programmi di ricerca e sviluppo Da allora il costo pro gressivamente diminuito ma resta ancora elevato rispetto alle altre tecnologie Malgrado l elevato costo il fotovoltaico rappresenta fra le varie fonti rinnovabili proprio per le sue caratteristiche intrinse che l opzione pi attraente e prometten te nel medio e lungo termine sistemi fotovoltaici infatti m sono modulari e consentono quindi di dimensionare il sistema in base alle particolari necessit sfruttando il giusto numero di moduli m non richiedono l uso di combustibile n riparazioni complicate questa la caratteristica che rende il fotovoltaico una fonte molto interessante in parti colare per i Paesi in via di sviluppo in quanto la possibile alternativa rap presentata da generatori che richiedo no sia combustibile la cui fornitura spesso irregolare e a costi molto one rosi che interventi di manutenzione pi
4. quello di adottare la misura di protezione per interruzione automatica dell alimentazione di rete cos come nor malmente viene effettuato nel sistema di distribuzione in bassa tensione alternata Nel caso in cui sia presente il trasforma tore la sezione in continua dell impianto fotovoltaico risulta elettricamente indi pendente dalla rete elettrica In conformi t alla norma CEl 64 8 essa pu essere esercita in maniera indipendente In que rete di gestore 80 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico sto caso la protezione contro i contatti indiretti in accordo alla norma CEl 64 8 pu essere realizzata m mediante protezione attiva per interru zione automatica dell alimentazione m mediante protezione passiva con com ponenti elettrici di classe Il o con isola mento equivalente isolamento doppio o rinforzato m mediante protezione passiva per bas sissima tensione di sicurezza BTS 7 11 4 La contabilizzazione dell energia Riguardo al regime tariffario le condizioni impiantistiche possono essere tali che non si abbia immissione di energia in rete In questo caso si pratica un risparmio sui con sumi valutabile in circa 15 c kWh e non necessario installare alcun contatore Un altra tipica situazione pu riguardare la cessione di tutta l energia prodotta In questo secondo caso la delibera AEEG 34 2005 prevede un corrispettivo che va dai 9 5 ai 7 c kWh a seconda della Contabilizz
5. 30 5 32 500 kWh per ogni kW installato Dato che per ogni kWh elettrico al conta tore dell utente occorre bruciare circa 0 25 kg di combustibili fossili risulta che ogni kW di fotovoltaico installato produrr durante la sua vita quanto le centrali con venzionali producono bruciando 32 500 0 25 8 000 kg di combustibili fossili 5 1 3 Tempo di ritorno dell investimento energetico Accertata dal punto di vista economico la non immediata competitivita sul mer cato del fotovoltaico rispetto alle tradi zionali fonti non rinnovabili a meno di incentivi statali capitolo 8 e interessan te indagare su quanto si assottigli que sta differenza dal punto di vista del bilan cio energetico Si deve osservare infatti che i sistemi foto voltaici generano pi energia durante tutto il periodo di vita rispetto a quella necessaria alla produzione installazione e rimozione La valutazione energetica consiste nell ac cumulare tutti gli input energetici duran 36 Evidente distacco del tedlar Fessurazione del tedlar Ingiallimento dei moduli Ruggine sulla griglia di raccolta Progettare ed installare un impianto fotovoltaico te ogni fase di realizzazione dei materiali necessari alla esistenza e alla eliminazio ne dell impianto per rapportarli alla gene razione annuale di energia Espressione pi comune di questo bilancio il tempo di ritorno dell investimento energetico TRIE II TRIE
6. garantire m protezione dagli agenti atmosferici m isolamento elettrico m supporto strutturale protezione mecca nica Fra le caratteristiche dell incapsulante si evidenzia l importanza della Efficienza in relazione a differenti tecnologie di celle B tipica max moduli m max celle m stabilit ai raggi ultravioletti m tolleranza alle temperature m capacit di smaltire il calore m autopulizia Tipicamente i moduli commerciali al sili cio cristallino m Si p Si presentano le seguenti caratteristiche superficie 0 5 2 m peso 5 20 kg tensione 18 72 V potenza 50 250 W efficienza 12 16 configurazione celle 4 x 9 Al fine di minimizzare i costi di impianto area relati i moduli devono essere scel ti in modo da avere compatibilmente con i costi valori di efficienza pari a quelle dei migliori prodotti attualmente in commer cio Oltre ai valori di efficienza dei modu li al silicio cristallino riportati in preceden za si ricorda che i moduli al silicio amor fo sono caratterizzati da una efficienza pari a circa l 8 mentre quella degli altri film sottili si aggira attorno al 10 Nell optare fra il cristallino e i film sottili pu essere utile tener presente i pro e i contro delle due tecnologie In particolare il cristallino caratterizzato da una tecnologia matura e affidabile con una vita utile testata in campo maggiore di 25 anni valori dei rendimenti sono discreti e viene re
7. infine necessario impiegare SPD di caratteristiche idonee collocandoli nei punti corretti 7 7 2 Misure di protezione contro i fulmini per le strutture dotate di LPS In presenza di un LPS si deve verificare che l impianto fotovoltaico in ogni sua parte sia contenuto nel volume protetto dall LPS preesistente in alcuni casi sar necessa rio modificare l LPS installando captatori aggiuntivi per adeguarlo alla nuova situa zione L impianto in ogni sua parte Moduli cavi quadri dovr essere sufficientemente distanziato dai captatori e dalle calate per evitare la formazione di scariche laterali Le cornici metalliche dei moduli fotovol taici e le relative strutture di sostegno andranno collegate all LPS nei modi pre visti dalla normativa solo se non possi bile rispettare la distanza minima dai cap tatori e dalle calate In un impianto fotovoltaico vengono usati SPD in corrente continua di classe II posti nelle immediate vicinanze del generatore fotovoltaico Solitamente vengono posi zionati a ridosso delle stringhe dentro i quadri di subcampo 69 Largo accoppiamento facilitato Componenti del sistema fotovoltaico Scelte e configurazioni Collegamento di SPD a ridosso delle stringhe e del gruppo di conversione Stringa Stringa 2 Stringa N 1 A a E buona norma proteggere anche il grup po di conversione dalle sovratensioni mediante l utilizzo di SPD di classe Il o III sul lato co
8. per offri re un contributo veramente significativo alla produzione di energia elettrica tota le il fotovoltaico deve raggiungere volu mi di produzione enormemente superio ri agli attuali e assolutamente non com patibili con la dipendenza da un materia le prodotto da altre industrie e per altri scopi L industria fotovoltaica avr biso gno di materia prima per le celle a basso costo in gran quantit preparato espres samente per la fabbricazione delle celle 2 5 Le nuove tecnologie Gli sforzi della ricerca e delle industrie fotovoltaiche sono mirati alla riduzione Efficienza 2 o L effetto fotovoltaico la conversione dell energia solare La cella dei costi di produzione ed al migliora mento dell efficienza di conversione attra verso la realizzazione di celle innovative e lo studio e la sperimentazione di nuovi materiali In ordine alla fabbricazione di celle inno vative sono state messe a punto ad esempio procedimenti per il taglio delle fette di materiale semiconduttore di gran de area 400 cm e di piccolo spessore 0 15 mm che rendano minimi sia i quan titativi richiesti sia gli sprechi di materia prima Riguardo ai nuovi materiali si puntato a sviluppare varie tecnologie basate su diversi materiali semplici e composti Le pi rilevanti sono il silicio cristallino di grado solare i film sottili e i dispositivi di terza generazione In particolare nel silicio di g
9. zione solare incidente su una superficie orizzontale 47 Il dimensionamento energetico degli impianti fotovoltaici Curve isoradiative Atlante europeo Questo valore tuttavia fortemente in fluenzato dalle variazioni delle condi zioni atmosferiche che hanno andamen to aleatorio per questo motivo si utiliz zano i dati storici dell irraggiamento solare rilevati nella localit prescelta o in localit con caratteristiche climatiche simili Che cosa il kW Un campo fotovoltaico di potenza pari ad 1 kW corrisponde ad un insieme di moduli FV disposti in serie in grado di generare energia elettrica di potenza pari ad 1 KW se sottoposti ad un irraggiamento solare di 1 000 W m alla temperatura di 25 C ed Air Mass 1 5 L energia prodotta dall impianto varia nel corso dell anno e soprattut to della giornata in funzione delle condizioni meteorologiche e del l altezza del sole sull orizzonte Il campo unitario tipo di cui prima generer una potenza via via crescente a partire dalle prime ore del mattino sino ad 1 KW quando il sole si trova allo zenit per poi decre scere gradualmente sino a portarsi allo zero quando il sole sara tra montato 1 kW installato in una localit con insolazione pari a quel la riscontrabile in una localit dell Italia centrale media annuale 4 7 kWh m giorno in grado di produrre almeno 1 300 kWh di energia elettrica utile all anno dati storici disponibili riguarda
10. 127 Figura A 18 Morfologia del costruito e percentuali di facciata idonea per installazioni fotovoltaiche Appendice A Fotovoltaico e architettura zione pari a 50 con un conseguente fattore di non ombreggiamento pari al 36 cal colato nell arco del giorno Nello schema di destra altezze simili si legge invece che la copertura dell edifico pi basso totalmente irradiata per una elevazione del sole appena superiore a 15 con un conseguente fattore di non ombreggiamento pari all 83 Morfologia del costruito Quando per effetto di una pianificazione urbanistica ed architettonica urbana si pre senti una condizione per la quale gli edifici hanno un altezza simile in una stessa area allora la morfologia del costruito diventa un elemento determinante ai fini dell idonei t degli edifici coperture e facciata ad accogliere sistemi fotovoltaici Lo schema in figura A 18 mostra i risultati di un analisi sulla relazione tra tipologia urbana e potenzialit di applicazione dei sistemi fotovoltaici Sono prese in esame quattro differenti tipologie del costruito a corte a padiglione a stecca in linea e per ognuna di esse viene fornita la percentuale di superfici poste in facciata e carat terizzate da una irradiazione annua uguale o superiore a 800 kWh m in relazione a sei differenti citt Plot ratio 1 7 annual irradiation gt 800 kWh m Athens 30 Pavilion Court Torino 17 Fribourg 6 Cambridge
11. 60 C 66 A Ciascuna stringa sar munita di fusibili sezionatore e diodi di blocco opportunamen te dimensionati fusibili proteggeranno contro le sovracorrenti mentre i sezionatori di tipo sotto carico consentiranno il sezionamento di tutte o di parte delle stringhe nel caso di manutenzione del generatore fotovoltaico Per ci che riguarda gli ombreggiamenti si verificheranno fenomeni di questo tipo solo parzialmente nelle prime ore delle giornate invernali figura D 7 le perdite energeti Figura D 7 Ombreggiamento del campo fotovoltaico alle ore 9 00 del 21 dicembre Impianto in silicio policristallino che conseguenti calcolate su base annua saranno comunque limitate come riportato nella figura D 8 Naturalmente le stringhe completamente ombreggiate non contribuiranno alla pro duzione energetica L entit della perdita di energia su base annua ampiamente sotto il 5 limite considerato in prima approssimazione accettabile Lo schema a blocchi dell impianto fotovoltaico riportato nella figura D 9 si scel to volutamente di utilizzare un unico inverter dotato al suo interno del dispositivo che svolge le funzioni di protezione di interfaccia in accordo alla normativa vigente 147 Figura D 8 Complemento a 1 del fattore di perdita per ombreggiamento Impianto in silicio policristallino Figura D 9 Schema dell impianto da 19 3 KW in silicio policristallino Appendice D Esempi di progetti rei i NN M
12. CEI 0 2 Guida per la definizione della documentazione di progetto per impianti elettrici CEI 0 3 Guida per la compilazione della dichiarazione di conformit e rela tivi allegati per la legge n 46 1990 UNI 10349 Riscaldamento e raffresca mento degli edifici Dati climatici CEI EN 61724 CEl 82 15 Rilievo delle prestazioni dei sistemi fotovoltai ci Linee guida per la misura lo scam bio e l analisi dei dati CEI 13 4 Sistemi di misura dell energia elettrica Composizione precisione e verifica CEI EN 62053 21 CEI 13 43 Apparati per la misura dell energia elet trica c a Prescrizioni particolari Parte 21 Contatori statici di energia attiva classe 1 e 2 EN 50470 1 ed EN 50470 3 in corso di recepimento nazionale presso CEI CEI EN 62053 23 CEI 13 45 Apparati per la misura dell energia elet trica c a Prescrizioni particolari Parte 23 Contatori statici di energia reattiva classe 2 e 3 CEI 64 8 parte 7 sezione 712 Sistemi fotovoltaici solari PV di alimentazione Nel caso di impianti fotovoltaici di poten za superiore a 3 kW e realizzati secondo le tipologie di interventi valide ai fini del 102 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico riconoscimento dell integrazione architet tonica articolo 2 comma 1 lettera b3 in deroga alle certificazioni sopra richieste sono ammessi moduli fotovoltaici non cer tificati secondo le norme CEI EN 61215
13. Sulla base dei dati acquisiti possibile determinare gli indici che caratterizzano il 82 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Ore equivalenti e tipico diagramma orario di irraggiamento solare guasto o assenza rete Soglia awir z 0 Manutenzione 2 lkWmq _ lt equivalenti gt lt Ore teoriche i _ ca bi i SR Ore diurne 24h Ore di servizio Jan 1993 TAT el apra SR RR aL AJA CENA Jan 1993 Jan 1994 a i F Jan a 1994 Jan 1995 comportamento dell impianto in condi zioni reali di esercizio m ore equivalenti Yr Gl giorni in effet ti Yr l energia teoricamente disponi bile per unit di potenza installata tale valore pu essere inteso in termini di Indici delle prestazioni 1997 1998 Jan Jan 2000 2001 Jan gt 1999 Jan 1998 Jan 1997 Jan 1996 numero di ore giornaliere di energia solare di picco m produzione in c c normalizzata Ya E y giorni P o energia giornaliera pro dotta dal generatore FV per unit di potenza installata m produzione in c a normalizzata Yf E giorni Prom energia giornaliera immessa in rete per unit di potenza installata m perdite del generatore fotovoltaico Lc Yr Ya m perdite di conversione Ls Ya Yf m efficienza di conversione nc Yf Ya pari al rapporto tra l energia immessa in rete e quella prodotta dal generato
14. Tabella 4 Facciate con PV superficie opaca superficie trasparente di rivestimento con PV integrato con PV integrato 123 Tabella 5 Frangisole Appendice A Fotovoltaico e architettura a fissi mobili a pannelli o lamelle a pannelli o lamelle Criteri per la progettazione architettonica Relativamente a questo fondamentale argomento per una soddisfacente integrazio ne dei sistemi fotovoltaici in architettura sono da prendere in esame alcuni parametri facendo riferimento ai criteri architettonici individuati nell ambito delle attivit della IEA PVPS Task 7 PV in the built environment 1 Naturally integrated sistemi fotovoltaici sono una parte naturale dell edificio Senza il fotovoltaico l edifi cio sembrerebbe mancare di qualcosa il sistema fotovoltaico completa l edificio 2 Architecturally pleasing sistema fotovoltaico impostato su un buon design aggiunge qualcosa al design com plessivo in termini di attrattiva visiva 3 Good composition Il colore e la texture del sistema fotovoltaico dovrebbero essere in armonia con gli altri materiali A tal fine uno specifico design del sistema fotovoltaico dovrebbe essere valu tato ad esempio moduli con o senza cornice 4 Grid harmony and composition Le dimensioni del sistema fotovoltaico dovrebbero essere compatibili con le dimen sioni e la maglia strutturale o di involucro dell edificio 124 Progettare ed installare un impianto fotovoltaic
15. a palo e per l integrazione o il retrofit In ogni caso devono essere progettate rea lizzate e collaudate in base ai principi generali delle normative vigenti m Legge 1086 71 norme per la disciplina delle opere di conglomerato cementi zio armato normale e precompresso ed a struttura metallica m Legge 64 74 provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche m DM 14 9 06 Norme tecniche per le costruzioni In particolare le strutture di sostegno devono essere calcolate per resistere alle seguenti sollecitazioni di carico perma nente costituite da m peso delle strutture che dipende dalle dimensioni e dai materiali costituenti i profilati e la bulloneria m peso delle zavorre che dipende dalle dimensioni e dal materiale costituente m peso dei moduli che viene general mente fornito dal costruttore e alle sollecitazioni dovute a sovraccarichi quali m carico da neve uniformemente distri buito che agisce in direzione verticale e dipendente da valore di riferimento del carico di neve al suolo zona altitudine coefficiente di forma tipo di struttu ra a una o pi falde cilindrica con discontinuit di quota con elementi piani verticali 70 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico m spinta del vento di regola orizzontale che esercita sulle strutture pressioni agenti normalmente alle superfici della struttura e dipendenti da pression
16. abbastanza radenti al modulo la potenza erogata dal modulo tende ad annullarsi In prima approssimazione la componen te diretta riflessa e diffusa della radiazio ne solare si possono considerare nulle quando provengono con angoli di inci denza superiori a un valore limite Qj che pu essere compreso tra 82 e 86 gradi mentre per angoli di incidenza inferiori al suddetto valore limite risultano attenuate di un fattore costante pari al coefficiente di trasmissione del vetro tg H 0 per Q gt Qhim H Lo per Q lt Qim diretta globale annuale 50 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Ha Hao to 1 cos f 90 Qi 2 H H a t 1 cos B 90 Qiim La dove a rappresenta la riflettanza dell area antistante il generatore fotovoltaico albedo In conclusione poich non viene sfrutta ta la radiazione solare proveniente da tutte le direzioni le perdite ottiche am montano tipicamente a circa il 4 Fenomeni di ombreggiamento 10 00 9 00 8 00 7 00 6 00 5 00 4 00 3 00 2 00 1 00 distribuzione oraria componente diretta Perdite per ombreggiamento 6 1 4 Perdite per ombreggiamento Le orbite solari permettono di determina re per una localit stabilita la posizione del sole elevazione e azimut al variare delle stagioni e dell ora del giorno In par ticolare l elevazione l angolo formato dai raggi del sole con la super
17. di impianti che utilizzano fonti rinno vabili Il provvedimento detta disposizioni per gli impianti di generazione la cui richiesta per la connessione sia successiva alla data di entrata in vigore della presente delibe ra 27 04 2007 Per gli impianti la cui produzione coinci de con la misura dell energia elettrica immessa in rete gli apparecchi di misura installati sono utilizzati anche per la misu ra dell energia elettrica prodotta Per gli impianti di potenza nominale non superio re a 20 KW il responsabile del servizio di misura individuato nella figura del gestore di rete Il soggetto responsabile produttore tenuto a corrispondere al gestore di rete un corrispettivo definito dall AEEG a copertura delle attivit svol te per le operazioni di misurazione Per gli impianti di potenza nominale superiore a 20 kW l AEEG lascia la possibilit al pro duttore di scegliere se ricoprire lui stesso questa funzione o delegarla al gestore di rete nel qual caso deve corrispondere un corrispettivo definito dal gestore medesi mo Fino al termine del periodo di rego lazione 2004 2007 il corrispettivo pari alla componente tariffaria MIS1 prevista per la bassa tensione tabella 18 prima colonna dell allegato 1 del Testo Inte grato deliberazione dell AEEG del 30 gennaio 2004 n 5 Per gli impianti di potenza nominale fino a 20kW le condizioni tecniche per l instal lazione e la manutenzione delle apparec chiatur
18. m piano orizzontale a terra lastrico solare Essendo in genere i moduli inclinati non possibile disporli per motivi di ingombro o estetici su un unico filare Pertanto si ricorre alla disposizione a file parallele filari opportunamente distanziate spazio necessario 2 P om Eff moduli In particolare con la configurazione a file parallele si ha piena libert nella scelta energia raccolta KWh m giorno ha E a cn m k 53 Il dimensionamento energetico degli impianti fotovoltaici degli angoli di tilt e azimut Inoltre per una migliore valutazione della distanza tra le file si giunge spesso ad un compromesso tra ombreggiamento reciproco tra file e eccessiva distanza Tipicamente si opta per avere assenza di ombre a mezzogiorno del solstizio inver nale che si traduce nel verificare la seguente condizione D A sinB tg 23 5 D cosf ove D la distanza fra le file A l altezza massima delle file mentre con e sono indicati rispettivamente il tilt e la latitudine Ovviamente anche qui come per il caso di impianti connessi alla rete con la dispo sizione a file parallele minore l energia solare incidente rispetto alla falda unica poich m i moduli fotovoltaici non raccolgono la radiazione riflessa dal suolo con l esclu sione della prima fila m parte della radiazione diretta non rag giunge i moduli se la distanza fra le file ridotta m i moduli raccolgono una parte ridot
19. per moduli in silicio cristallino o CEI EN 61646 per moduli a film sottile nel solo caso in cui non siano commercialmente disponibili dei prodotti certificati che con sentano di realizzare il tipo di integrazio ne progettato per lo specifico impianto In questo caso richiesta una dichiarazione del costruttore che il prodotto progetta to e realizzato per poter superare le prove richieste dalla norma CEI EN 61215 o CEI EN 61646 La dichiarazione dovr essere supportata da certificazioni rilasciate da un laborato rio accreditato ottenute su moduli simila ri ove disponibili oppure suffragata da una adeguata motivazione tecnica Tale laboratorio dovr essere accreditato EA European Accreditation Agreement o dovr aver stabilito con EA accordi di mutuo riconoscimento Si applicano inoltre per quanto compati bili con le norme sopra elencate i docu menti tecnici emanati dai gestori di rete riportanti disposizioni applicative per la connessione di impianti fotovoltaici colle gati alla rete elettrica Delibera AEEG n 88 07 dell 11 aprile 2007 pubblicata in Gazzetta Ufficiale n 97 s o n 107 del 27 04 07 Nel tentativo di fare chiarezza nel campo del settore dell energia elettrica l AEEG ha emanato la delibera su menzionata al fine di definire le responsabilit e le moda lit del servizio di misura dell elettri cit prodotta sia da impianti qualifica ti per il rilascio di certificati verdi sia
20. produzione fotovoltaica mondiale nel 2007 cresciuta del 50 rispetto al 2006 con 3 800 MWp prodotti La Germania leader delle installazioni con 1 260 MWp nel solo 2007 Una cifra che porta la cre scita annuale al 50 era stata di circa 2 520 MWp nel 2006 Alla fine del 2007 la capacit cumulata mondiale ha tocca to quota 12 400 MWp L istituto di ricerca valuta che i tassi medi annuali di crescita dal 2002 sono stati in media del 48 ogni due anni quindi la produzione fotovoltaica raddoppiata In forte espansione la produzione di celle in Cina passata da una quota mondiale dell 1 del 2003 al 18 nel 2007 La curva di apprendimento del settore ha portato ad un dimezzamento del prezzo del modulo fotovoltaico dal 1990 da 7 47 Wp a3 84 Wp dato 2006 con l aumento dell offerta di sili cio i prezzi potrebbero scendere a 2 dollari gi nel 2010 Nel medio e lungo periodo ci saranno diverse novit tec nologiche oggi nella fase post speri mentale che potrebbero comportare una riduzione ancora pi drastica dei prezzi Il Giappone resta il primo paese al mondo per produzione di fotovoltaico anche se negli ultimi anni in fatto di installazioni ha registrato un lieve rallen tamento dei tassi di crescita ma i valori sono pur sempre di un certo rilievo 350 MWop nel 2006 e una stima di 402 MWp per il 2007 Il governo nipponico ha per l obiettivo di impianti fotovoltaici sul 30 degli edifici entro il 2030
21. tuiti da due componenti principali il generatore fotovoltaico e il sistema di conversione Le stringhe in cui suddivi so il generatore fotovoltaico sono gene ralmente raccolte in parallelo all interno di un quadro elettrico Ciascuna stringa sin golarmente sezionabile provvista di diodo di blocco e idonei scaricatori di protezione Il modulo rappresenta il componente ele mentare di qualsiasi tipo di sistema foto voltaico Pi moduli assemblati meccanica mente e elettricamente fra loro formano un pannello ovvero una struttura rigida I componenti dell impianto fotovoltaico Sistema di conversione Inverter Interfacciamento alla rete Componenti del sistema fotovoltaico Scelte e configurazioni ancorabile al suolo o ad un edificio Un insieme di pannelli collegati elettricamen te in serie in modo da fornire la tensione richiesta costituisce una stringa Pi stringhe collegate generalmente in parallelo per fornire la potenza richiesta costituiscono il generatore fotovoltaico Un componente accessorio di moduli e pannelli rappresentato dalla struttura di sostegno Essa generalmente orientata verso sud sar progettata in modo da rispondere ad esigenze di basso costo ed alta affidabilit che ne garantiscano la durata Una caratteristica non meno importante quando le specifiche di progetto la richie dano soprattutto per gli impianti di medie grandi dimensioni quella rap presentata dalla po
22. un indicatore che usato di fre quente per valutare i bilanci di energia di sistemi di produzione energetici Spesso II TRIE semplicisticamente definita come l energia di fabbricazione del sistema divi so la sua produzione energetica annua Con maggiore esattezza la formulazione richiede un calcolo di tutti gli input ener getici considerandone il valore di energia primaria Tempo di ritorno dell investimento energetico Energia per la produzione trasporto installazione esercizio e rimozione Energia prodotta annuale 5 1 4 Il degrado dei moduli Sono state effettuate misure ENEA volte a verificare il decadimento delle prestazio ni di lotti di moduli fotovoltaici al silicio monocristallino esposti da oltre 25 anni alla radiazione solare Il tempo trascorso consente di fare consi derazioni sul tempo di vita dei moduli foto voltaici Questa stima solitamente viene effettuata in laboratorio mediante una serie di test che sottopongono i moduli a stress ambientali particolarmente gravosi tipicamente cicli termici accelerati in ambienti ad elevato grado di umidit estrapolando poi i risultati ottenuti al fine di prevedere il comportamento dei modu li nelle reali condizioni operative Il degrado in termini di efficienza riferita a quella misurata all accettazione dei moduli stato dell 8 4 negli ultimi 22 37 Le applicazioni degli impianti fotovoltaici anni Il tasso annuo di degradazione in pratica
23. www auto rita energia it docs 07 090 07all pdf una sorta di scatola cinese che racchiude a sua volta 8 allegati denominati nel modo seguente Allegato A1 Allegato Alp Allegato A2 Allegato A2p Alleato A2p Allegato A3a Allegato A3b Allegato A4 e Allegato A4p Gli allegati A1 e Alp si 106 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico riferiscono allo schema di domanda per richiedere la tariffa incentivante a secon da che l impianto sia entrato in esercizio in data successiva all entrata in vigore della delibera 90 07 ossia 27 04 07 Allegato A1 o nel periodo compreso tra il 1 ottobre 2005 e la delibera 90 07 Allegato A1p Gli Allegati A2 e A2p sono le schede tecniche dell impianto fotovol taico per cui viene presentata la richiesta per la tariffa incentivante Rispettivamente Allegato A2 per gli impianti entrati in eser cizio successivamente al 27 aprile 2007 e Allegato A2p per gli impianti entrati in esercizio nel periodo 1 ottobre 2005 e 27 aprile 2007 Gli Allegati A3a e A3b si rife riscono allo schema per richiedere il pre mio Gli Allegati A4 e A4p sono lo sche ma per la dichiarazione sostitutiva dell at to di notoriet per l impianto fotovoltaico Quindi cercando di sintetizzare per poter richiedere la tariffa incentivante e se il caso anche il premio il soggetto responsabile una volta realizzato l impianto rispettan do le norme tecniche contenute nell alle gato 1 del decreto del 19 febbraio 20
24. 10 09 52 307 Sud tilt 30 campi 2 231 3 441 4 623 5 050 5 436 5 638 5 667 5 127 4 388 3 463 2 580 1 813 1509 5 Taranto TA 4028 17 15 15 orizzontale 2 015 2 888 3 957 5 090 6 022 6 620 6 639 5 723 4 518 3 280 2 104 1 719 15444 Taranto TA 40 28 17 15 15 Sud tilt 30 abitazioni 3 207 3 991 4 718 5 314 5 730 6 030 6 148 5 716 5 059 4 244 3 098 2 794 1711 1 165 Appendice E Dati della radiazione solare nelle localit italiane capoluogo di provincia Radiaz Orientamento Radiazione globale giornaliera media mensile kWh m S0bale Localit Prov Lat Long Alt etipo di suolo gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic kWh m Taranto TA 4028 17 15 15 Sudtilt 30 campi 3 227 4 020 4 758 5 365 5 791 6 097 6 215 5 774 5 104 4 277 3 119 2 811 1726 6 Tempio Pausania OT 40 54 09 06 566 orizzontale 2 085 2 785 4 064 5 046 6 117 6 660 6 684 5 790 4 445 3 211 2 123 1 699 1548 9 Tempio Pausania 4054 09 06 566 Sud tilt 30 abitazioni 3 405 3 847 4 893 5 280 5 834 6 078 6 204 5 802 4 987 4 164 3 170 2 795 1724 0 Tempio Pausania 4054 09 06 566 Sudtilt 30 campi 3 426 3 875 4 934 5 331 5 896 6 145 6 271 5 861 5 031 4 196 3 191 2 812 17396 Teramo TE 42 40 13 42 432 orizzontale 1 778 2 635 3 748 4 931 5 950 6 497 6 405 5 462 4 251 3 019 1 885 1 453 1466 2 Teramo TE 42 40 13 42 432 Sud tilt 30 abitazioni 2 924 3 722 4 544 5 212 5 725 5 984 6 001 5 514 4 818 3 973 2 854 2 420 1639 0 Teramo TE 42 40 13 42 432 Sudtilt 30 cam
25. 1554 3 Biella Bl 4534 0803 420 Sud tilt 30 campi 2 617 3 664 4 653 5 069 5 371 5 749 5 853 5 344 4 494 3 591 2 740 2 224 1568 0 Bologna BO 4430 11 21 54 orizzontale 1 995 2 463 3 760 4 862 5 899 6 431 6 465 5 398 4 225 2 790 1 750 1 237 1431 6 Bologna BO 4430 1121 54 Sud tilt 30 abitazioni 2 707 3 560 4 669 5 199 5 729 5 976 6 112 5 507 4 868 3 723 2 738 2 102 1614 6 Bologna BO 44 30 11 21 54 Sudtilt 30 campi 2 23 5595 4 07 524815788 60000 6177 S561 4911157751 2755 2115 1627 0 Bolzano BZ 46 30 11 21 262 orizzontale 1 523 2 413 3 654 4 632 5 541 5 958 6 025 4 997 3 891 2 611 1 609 1 147 1343 7 Bolzano BZ 46 30 11 21 262 Sud tilt 30 abitazioni 2 771 3 648 4 639 5 001 5 424 5 587 5 748 5 133 4 518 3 561 2 622 2 082 1548 7 Bolzano BZ 46 30 11 21 262 Sud tilt 30 campi 2 786 3 673 4 676 5 048 5 480 5 647 5 808 5 183 4 557 3 587 2 638 2 094 1562 2 Brescia BS 45 32 1013 149 orizzontale 1 569 2 415 3 718 4 729 5 662 6 233 6 285 5 298 4 060 2 669 1 684 1 180 13996 Brescia BS 45 32 1013 149 Sud tilt 30 abitazioni 2 764 3 560 4 672 5 082 5 520 5 820 5 971 5 431 4 699 3 592 2 692 2 065 1583 3 Brescia BS 45 32 1013 149 Sudtilt 30 campi 2 79 3 584 4 709 5 129 5 577 5 883 6 034 5 485 4 739 3 619 2 709 2 077 15975 Brindisi BR 4038 17 57 13 orizzontale 1 984 2 838 3 958 5 115 6 129 6 698 6 679 5 740 4 531 3 264 2 034 1 593 15441 Brindisi BR 4038 17 57 13 Sud tilt 30 abitazioni 3 160 3 918 4 729 5 349 5 837 6 104 6 190 5 740 5 084 4
26. 3 289 3 874 4 800 5 249 5 935 6 092 6 202 5 753 5 004 4 182 3 224 2 653 1717 6 Rovigo RO 45 04 11 48 7 orizzontale 1 475 2 395 3 791 4 863 5 879 6 458 6 466 5 439 4214 2 739 1 699 1 152 1422 2 Rovigo RO 4504 11 48 7 Sudtilt 30 abitazioni 2 492 3 482 4 752 5 222 5 725 6 017 6 130 5 570 4 882 3 676 2 681 1 959 1605 3 Rovigo RO 45042 11 48 7 Sudtilt 30 campi 2 507 3 506 4 790 5 271 5 784 6 081 6 195 5 625 4 924 3 704 2 698 1 970 1619 6 Salerno SA 40 41 14 46 4 orizzontale 2 022 2 743 3 772 4 849 5 898 6 587 6 524 5 669 4 367 3 161 2 142 1 645 1508 0 Salerno SA 40 41 14 46 4 Sudtilt 30 abitazioni 3 245 3 758 4 472 5 050 5 617 6 007 6 050 5 667 4 878 4 071 3 189 2 656 1668 8 Salerno SA 40 41 14 46 4 Sudtilt 30 campi 3 265 3 785 4 510 5 099 5 676 6 073 6 116 5 724 4 921 4 103 3 211 2 673 1683 9 Sanluri VS 39 34 08 54 135 orizzontale 2 268 3 013 4 198 5 212 6 173 6 763 6 691 5 902 4 606 3 411 2 348 1 919 1603 5 Sanluri 39934 0854 135 Sud tilt 30 abitazioni 3 649 4 136 5 005 5 418 5 847 6 128 6 167 5 872 5 130 4 390 3 487 3 139 1782 0 Sanluri 39934 0854 135 Sudtilt 30 campi 3 672 4 167 5 047 5 471 5 909 6 196 6 234 5 931 5 176 4 425 3 511 3 158 1798 1 Sassari SS 40 44 08 34 225 orizzontale 2 125 2 829 4 093 5 140 6 169 6 686 6 703 5 830 4 495 3 272 2 148 1 706 1563 6 Sassari SS 40 44 0834 225 Sud tilt 30 abitazioni 3 474 3 909 4 924 5 380 5 879 6 096 6 215 5 838 5 042 4 249 3 205 2 791 1740 5 Sassari SS 40 44 0834
27. 3 550 4 729 5 192 5 706 5 967 6 112 5 562 4 872 3 733 2 706 2 134 1618 8 Reggio nell Emilia RE 44 42 10 38 58 Sud tilt 30 campi 2 776 3 575 4 767 5 241 5 765 6 031 6 177 5 616 4 915 3 761 2 723 2 147 1633 1 Rieti RI 42224 12252 405 orizzontale 1 881 2 594 3 787 4 745 5 807 6 366 6 375 5 471 4 223 3 026 2 005 1 445 1457 6 Rieti RI 42224 12252 405 Sudtilt 30 abitazioni 3 123 3 628 4 584 4 990 5 578 5 858 5 964 5 515 4 769 3 968 3 068 2 379 1631 1 164 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Radiaz Orientamento Radiazione globale giornaliera media mensile kWh m ada Localit Prov Lat Long Alt etipo di suolo gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic kWh m Rieti RI 42224 12 52 405 Sudtilt 30 campi 3 142 3 654 4 622 5 037 5 636 5 922 6 028 5 570 4 811 3 998 3 089 2 394 1645 8 Rimini RN 44 04 1234 5 orizzontale 1 536 2 417 3 762 4 853 5 933 6 455 6 476 5 448 4 233 2 828 1 676 1 220 1430 5 Rimini RN 44 04 1234 5 Sudtilt 30 abitazioni 2 532 3 442 4 645 5 173 5 750 5 985 6 110 5 546 4 858 3 756 2 554 2 026 1599 0 Rimini RN 44 04 12234 5 Sudtilt 30 campi 2 547 3 466 4 683 5 222 5 809 6 050 6 175 5 600 4 900 3 784 2 571 2 038 1613 4 Roma RM 41 54 1229 20 orizzontale 1 971 2 740 3 931 4 944 6 126 6 568 6 576 5 657 4 389 3 160 2 095 1 583 1519 1 Roma RM 41 54 1229 20 Sudtilt 30 abitazioni 3 269 3 846 4 761 5 199 5 874 6 026 6 136 5 696 4 959 4 150 3 203 2 637 1702 3 Roma RM 41 54 12 29 20 Sudtilt 30 campi
28. 401 orizzontale 2 008 2 879 3 944 5 127 6 057 6 647 6 577 5 687 4 447 3 254 2 103 1 730 1540 9 Matera MT 4040 16 37 401 Sud tilt 30 abitazioni 3 214 3 992 4 711 5 363 5 770 6 060 6 098 5 686 4 978 4 215 3 112 2 838 1710 6 Matera MT 4040 16 37 401 Sud tilt 30 campi 3 234 4 021 4 750 5 414 5 831 6 127 6 164 5 743 5 023 4 248 3 133 2 855 1726 1 Messina ME 3812 15 33 3 orizzontale 2 075 2 979 4 063 5 113 6 170 6 608 6 583 5 749 4 506 3 434 2 192 1 785 15655 Messina ME 3812 15 33 3 Sudtilt 30 abitazioni 3 118 3 977 4 746 5 259 5 802 5 950 6 025 5 667 4 947 4 338 3 092 2 731 1699 0 Messina ME 3812 15 33 3 Sudtilt 30 campi 3 139 4 007 4 787 5 311 5 864 6 016 6 091 5 724 4 992 4 372 3 114 2 749 1714 7 Milano MI 45 28 09 11 122 orizzontale 1 532 2 383 3 753 4 865 5 769 6 373 6 365 5 434 4 062 2 623 1 672 1 203 1405 9 Milano MI 45 28 09 11 122 Sudtilt 30 abitazioni 2 666 3 494 4 721 5 240 5 626 5 948 6 045 5 579 4 699 3 511 2 662 2 113 1596 8 Milano MI 45 28 09 11 122 Sudtilt 30 campi 2 682 3 518 4 759 5 289 5 684 6 012 6 109 5 633 4 740 3 537 2 679 2 126 1610 9 Modena MO 44 39 10 55 34 orizzontale 1 612 2 450 3 784 4 863 5 867 6 436 6 464 5 439 4 230 2 790 1 720 1 237 1432 1 Modena MO 44 39 10 55 34 Sudtilt 30 abitazioni 2 762 3 549 4 715 5 207 5 701 5 985 6 116 5 556 4 882 3 733 2 689 2 115 1618 3 Modena MO 44 39 10 55 34 Sudtilt 30 campi 2 178 3 574 4 753 5 255 5 760 6 049 6 181 5 611 4 925 3 761 2 706 2 12
29. 654 4 502 5 068 5 617 5 876 5 916 5 465 4 771 3 936 2 874 2 326 1615 3 La Spezia SP 44 07 09 49 3 orizzontale 1 640 2 387 3 764 4 715 5 784 6 396 6 330 5 371 4 130 2 753 1 733 1 293 1414 0 La Spezia SP 44 07 09 49 3 Sudtilt 30 abitazioni 2 769 3 390 4 651 5 013 5 603 5 933 5 973 5 465 4 726 3 638 2 671 2 194 1588 5 La Spezia SP 44 07 09 49 3 Sudtilt 30 campi 2 186 3 414 4 688 5 061 5 661 5 997 6 036 5 519 4 767 3 666 2 689 2 207 1602 7 Lanusei OG 39 53 09 33 595 orizzontale 2 107 3 031 4 098 5 174 6 124 6 607 6 664 5 722 4 543 3 329 2 256 1 772 15705 Lanusei 3953 09 33 595 Sud tilt 30 abitazioni 3 342 4 193 4 882 5 387 5 810 6 000 6 152 5 695 5 065 4 282 3 338 2 851 1739 8 Lanusei 39 53 09 33 595 Sud tilt 30 campi 303 4 223 A TAO TA A LA 75506 Latina LT 4128 12254 21 orizzontale 1 957 2 726 3 862 4 905 5 962 6 535 6 567 5 676 4 338 3 102 2 064 1 618 1506 0 Latina LT 41 28 12254 21 Sudtilt 30 abitazioni 3 188 3 788 4 639 5 139 5 701 5 983 6 114 5 702 4 875 4 027 3 104 2 672 1677 2 Latina LT 41 28 12254 21 Sudtilt 30 campi 3 207 3 815 4 678 5 189 5 761 6 049 6 180 5 759 4 919 4 058 3 125 2 688 16925 Lecce LE 4021 18 10 49 orizzontale 2 013 2 940 4 011 5 171 6 179 6 714 6 665 5 759 4 562 3 300 2 111 1 666 1560 1 Lecce LE 4021 18 10 49 Sudtilt 30 abitazioni 3 191 4 073 4 787 5 401 5 877 6 109 6 168 5 750 5 110 4 268 3 103 2 669 17248 Lecce LE 4021 18 10 49 Sud tilt 30 campi 3 211 4 102 4 827 5 452 5 939 6 177
30. 798 5 293 5 683 5 964 6 052 5 507 4 671 3 540 2 772 2 240 1613 1 Asti AT 4454 08 12 123 Sudtilt 30 campi 2 152 3 609 4 836 5 343 5 742 6 028 6 116 5 562 4 712 3 566 2 789 2 253 16275 Avellino AV 40 55 14 48 348 orizzontale 1 910 2 684 3 707 4 943 5 935 6 584 6 505 5 641 4 315 3 114 2 071 1 626 1497 4 Avellino AV 40 55 14 48 348 Sudtilt 30 abitazioni 3 030 3 673 4 394 5 163 5 659 6 011 6 040 5 646 4 822 4 011 3 073 2 636 1653 4 Avellino AV 40 55 14 48 348 Sudtilt 30 campi 3 049 3 700 4 431 5 213 5 719 6 077 6 105 5 702 4 866 4 042 3 093 2 652 1668 5 Bari BA 41 08 16 52 5 orizzontale 1 945 2 787 3 899 5 093 6 083 6 682 6 615 5 720 4 476 3 243 2 044 1 622 1533 3 Bari BA 4108 1652 5 Sudtilt 30 abitazioni 3 126 3 869 4 672 5 341 5 809 6 105 6 148 5 737 5 036 4 230 3 038 2 648 1702 2 Bari BA 41 08 1652 5 Sudtilt 30 campi 3 146 3 897 4 711 5 392 5 870 6 172 6 215 5 794 5 081 4 263 3 059 2 664 1717 6 Barletta BT 41 19 16 17 15 orizzontale 1 899 2 769 3 876 5 062 6 096 6 684 6 597 5 718 4 459 3 215 2 030 1 600 1527 1 Barletta BA 4119 16 17 15 Sudtilt 30 abitazioni 3 047 3 852 4 650 5 313 5 827 6 112 6 137 5 741 5 022 4 198 3 026 2 618 1695 6 Barletta BA 4119 16 17 15 Sudtilt 30 campi 3 066 3 879 4 689 5 364 5 888 6 179 6 203 5 799 5 067 4 230 3 046 2 634 1711 0 157 Appendice E Dati della radiazione solare nelle localit italiane capoluogo di provincia Radiaz Orientamento Radiazione globale giornaliera me
31. 888 6 065 6 155 5 696 4 963 4 086 3 256 2 601 17005 167 Appendice E Dati della radiazione solare nelle localita italiane capoluogo di provincia grafici per alcune significative localita italiane Sono riportati i grafici con l andamento della radiazione globale giornaliera durante l anno per alcune localit italiane In particolare il grafico riporta l andamento della radiazione solare globale incidente m su di un piano orizzontale linea azzurra m su di un piano inclinato di 30 orientato a sud linea rossa m su di un piano inclinato di 30 orientato a sud ovest linea verde Si osserva come in tutti i casi il valore di radiazione nei mesi estivi assuma valori pi elevati che nei mesi invernali come lecito aspettarsi In tutte le localit indicate si nota come la radiazione globale che incide su di un piano orizzontale raggiunga dei valori di picco nei mesi estivi pi elevati della radiazione che incide su di un piano inclinato tuttavia negli altri mesi da gennaio ad aprile e da agosto a dicembre la radia zione globale su di un piano inclinato maggiore di quella sull orizzontale valori di picco raggiunti dalla radiazione solare su di un piano orizzontale variano tra le diverse localit riportate al variare della latitudine in particolare le localit pi a nord hanno valori di picco pi bassi 6 kW m per Bolzano 6 3 kW m per Milano e Venezia rispetto a quelle del centro 6 5 kW m per Roma e a qu
32. BT Torino TO Rimini RN Brindisi BR Verbania Verbano Cusio Ossola VB Foggia FG Vercelli VC Arezzo AR Lecce LE Carrara Massa Carrara MS Taranto TA Bergamo BG Firenze FI Trani Barletta Andria Bari BT Brescia BS Grosseto GR Como CO Livorno LI Matera MT Cremona CR Lucca LU Potenza PZ Lecco LC Massa Massa Carrara MS Lodi LO Pisa PI Catanzaro CZ Mantova MN Pistoia PT Cosenza CS Milano MI Prato PO Crotone KR Monza Monza e Brianza MB Siena SI Reggio di Calabria RC Pavia PV Vibo Valentia VV Sondrio SO Perugia Pe EXT Varese VA Terni TR Agrigento AG VEE _u Caltanissetta CL Bolzano BZ Ancona AN Catania CT Trento TN Ascoli Piceno AP Enna EN Fermo FM Messina ME Belluno BL Macerata MC Palermo PA Padova PD Pesaro Pesaro e Urbino PU Ragusa RG Rovigo RO Urbino Pesaro e Urbino PU Siracusa SR Treviso TV Trapani TP Venezia VE Frosinone FR Verona VR Latina LT Cagliari CA Vicenza VI Rieti RI Carbonia Carbonia lglesias Cl Roma RM Iglesias Carbonia Iglesias CI Gorizia GO Viterbo VT Lanusei Ogliasta OG Pordenone PN Nuoro NU Trieste TS Chieti CH Olbia Olbia Tempio OT Udine UD L Aquila AQ Oristano OR Pescara PE Sanluri Medio Campidano VS Genova GE Teramo TE Sassari 55 Imperia IM Molise Tempio Pausania Olbia Tempio OT La Spezia SP Campobasso CB Tortoli Ogliasta OG Savona SV Isernia IS Villacidro Medio Campidano VS 156 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Dati di radiazione solare Radiaz Orientamento Radi
33. Corse E PN pa III ua MINI mmm ee I AA A ANO ITU wo Il II IVA y on ag i i lll Il in mm Ia A ia Ill TT III NAW wii a WAWA z HA vii It mm S I i mima iii ig PTT TIM TUS gli i wi Uu W ANN AA 00 manu III mama O NO aaa 7 a wt 0 DIO T u i WU TIM ill AN A TAN ve WW um TOMI PO TN IU NII Pini qe ANUSA E WN WI a mas ANNI Vn WWW ale UN Teg nh Te N a I i ig TT fill a i III Il i n lll I I 1 m A 1 1 6 1 Dimensionamento energetico di impianti connessi alla rete Il dimensionamento di impianti connessi alla rete viene effettuato sulla base m della disponibilit economica tenendo presente che il costo dell impianto oscilla dai 5 W ai 7 W m della disponibilit di spazi sui quali installare il generatore fotovoltaico tenendo presente che per installare 1 kW occorrono circa 7 m nel caso di fal da unica oppure 15 m qualora si ricor ra alla configurazione a filari m della disponibilit della fonte solare tenendo presente che a seconda della localit in Italia varia dai 1 200 kWh m2 anno ai 1 900 kWh m anno m della riduzione negli impianti di auto produzione della spesa energetica desiderata pari all energia prodotta moltiplicata per il costo del kilowattora scambiato tipicamente 10 20 c m del guadagno energetico preventivato il caso degli impianti di produzione da
34. Frosinone FR 41 38 13 21 291 Sudtilt 30 campi 3 292 3 832 4 620 5 111 5 763 6 028 6 065 5 656 4 856 4 030 3 040 2 633 1677 0 Genova GE 44 24 08 56 19 orizzontale 1 630 2 318 3 773 4 679 5 561 6 331 6 253 5 307 4 045 2 618 1 725 1 226 1388 7 Genova GE 44 24 0856 19 Sudtilt 30 abitazioni 2 777 3 289 4 682 4 982 5 390 5 881 5 908 5 405 4 627 3 437 2 678 2 069 1560 9 Genova GE 44 24 08 56 19 Sudtilt 30 campi 2 194 3 312 4 720 5 029 5 446 5 945 5 971 5 458 4 667 3 463 2 695 2 081 15749 Gorizia GO 45 57 13 37 84 orizzontale 1 427 2 229 3 455 4 421 5 540 6 014 6 051 5 154 3 833 2 528 1 523 1 065 1320 8 Gorizia GO 45 57 1337 84 Sudtilt 30 abitazioni 2 473 3 245 4 304 4 733 5 409 5 627 5 757 5 287 4 417 3 385 2 391 1 835 14919 Gorizia GO 45 57 1337 84 Sud tilt 30 campi 2 487 3 268 4 338 4 778 5 465 5 687 5 818 5 339 4 455 3 410 2 407 1 845 1505 2 Grosseto GR 42 46 11 07 10 orizzontale 1 886 2 653 3 897 4 875 6 040 6 554 6 530 5 618 4 267 3 055 2 008 1 567 14951 Grosseto GR 42 46 11 07 10 Sudtilt 30 abitazioni 3 176 3 762 4 763 5 151 5 817 6 039 6 120 5 684 4 842 4 039 3 108 2 690 1685 2 Grosseto GR 42 46 11 07 10 Sudtilt 30 campi 3 195 3 789 4 803 5 200 5 877 6 105 6 186 5 741 4 885 4 069 3 128 2 706 1700 2 160 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Radiaz Orientamento 1 Radiazione globale giornaliera media mensile Win Rae Localit Prov Lat Long Alt etipo di suolo gen feb mar apr mag giu lug
35. IN AU 86 Sunpower PHIL 63 Isofoton ESP MM 61 First Solar USA 60 CEEG Nanjing PV CHINA MN 60 Ersol DEU 40 Elios ITA 5 Per ci che concerne gli inverter invece sul mercato internazionale sono attual mente presenti circa 300 modelli e taglie diverse L inverter non costituisce unica mente una componente che permette la conversione di corrente diretta in corren te alternata compatibile con la rete ma un dispositivo in grado di monitorare l inte ro sistema e la connessione in rete Quasi la met della produzione di inver ter avviene in Europa con la Germania che da sola produce il 48 del totale Altri produttori significativi a livello mondiale sono gli USA con il 12 del mercato il Giappone con il 9 e il Canada con il 7 In crescita anche in questo settore la pro duzione dei paesi emergenti del sud est asiatico Taiwan 2 In Italia l industria fotovoltaica risulta costi tuita da m 2 produttori di moduli fotovoltaici Enitecnologie ex Eurosolare che realizza celle e moduli fotovoltaici da wafer di m Si e p Si per una capaci t di 9 MW anno Helios Technology realizza celle e moduli fotovoltaici da wafer di m Si per una capacit di 8 MW anno m alcune compagnie che assemblano e incapsulano celle fotovoltaiche o che realizzano particolari moduli facciate finestre celle colorate per una capa cit totale 10 MW anno m 5 industrie elettroniche che realizzano
36. Pisa Pl 43 43 1024 4 Sudtilt 30 campi 2 990 3 550 4 741 5 036 5 791 6 080 6 170 5 685 4 880 3 803 2 858 2 416 1648 9 Pistoia PT 43 56 10 55 67 orizzontale 1 682 2 443 3 721 4 632 5 749 6 349 6 386 5 392 4 190 2 791 1 819 1 340 1420 Pistoia PT 43 56 10 55 67 Sud tilt 30 abitazioni 2 845 3 477 4 576 4 911 5 563 5 885 6 020 5 481 4 796 3 688 2 828 2 286 1598 6 Pistoia PI 43 56 10 55 67 Sudtilt 30 campi 2 862 3 501 4 614 4 958 5 621 5 949 6 085 5 536 4 838 3 716 2 846 2 300 1612 8 Pordenone PN 45 58 12 40 24 orizzontale SZ 35398 1 58 5000161422 0165 5271 0950 2556015986 11352 15576 Pordenone PN 45 58 12 40 24 Sudtilt 30 abitazioni 2 680 3 448 4 493 4929 5 470 5 747 5 887 5 417 4 572 3 433 2 549 2008 1545 8 Pordenone PN 45 58 12 40 24 Sudtilt 30 campi 2 696 3 472 4 529 4 975 5 526 5 809 5 949 5 470 4 612 3 459 2 565 2 019 1559 4 Potenza PZ 4038 15 48 819 orizzontale 1 892 2 724 3 771 4 964 6 000 6 614 6 480 5 583 4 282 3 172 2 069 1 680 1503 4 Potenza PZ 4038 15 48 819 Sudtilt 30 abitazioni 2 968 3 721 4 468 5 178 5 713 6 030 6 008 5 575 4 769 4 084 3 045 2 726 1657 3 Potenza PZ 4038 15 48 819 Sud tilt 30 campi 2 987 3 748 4 506 5 227 5 773 6 096 6 073 5 631 4 812 4 116 3 065 2 743 1672 4 Prato PO 4353 11 06 61 orizzontale 1 687 2 436 3 713 4 635 5 819 6 387 6 406 5 435 4 201 2 808 1 841 1 352 1427 0 Prato PO 4353 1106 61 Sudtilt 30 abitazioni 2 850 3 460 4 562 4 913 5 632 5 918 6 038 5 526 4 808 3 712 2 868 2 3
37. Stati Uniti e Spagna quest anno potreb be superare gli 800 MWp di installato totale annunciato installlare La Cina non ha invece ancora raggiunto grandi numeri per quanto concerne gli impianti in esercizio sia nel corso del 2006 che del 2007 Buona la posizione dell Italia che secon do quanto indicato dal GSE nel solo 2007 ha messo in esercizio poco piu di 50 MWp un incremento di 5 volte rispetto al 2006 La potenza installata degli impianti fotovoltaici incentivati dal Conto Energia ha raggiunto oltre 83 MW su tutto il territorio nazionale Tale poten za si riferisce a 8 030 impianti entrati in esercizio tra Vecchio e Nuovo Conto energia da quando attivo il meccani smo di incentivazione dell energia pro dotta da fotovoltaico gestito dal GSE Di questi impianti 3 911 sono relativi ai pic coli impianti compresi tra 1 e 3 kW Installed power MW y 8 Moduli prodotti MW gt 88 Potenza cumulata in Italia on grid distributed mon grid centralised moff grid domestic moff grid industrial m Module production IEA Production capacity IEA E Module production total 1991 1993 1995 1997 1999 2001 3 583 ai medi impianti compresi tra 3 e 20 kW e 536 ai grandi superiori a 20 kW Le regioni con una maggiore potenza installata sono Trentino Alto Adige 9 5 MW e Lombardia 8 9 MW mentre quel le con minore potenza installata il Molise 139 KW e la Valle D Aosta
38. Sudtilt 30 abitazioni 2 509 3 439 4 625 5 138 5 740 6 020 6 104 5 585 4 870 3 772 2 570 2 029 1599 8 Pesaro PS 4355 12 55 11 Sudtilt 30 campi 2 924 3 463 4 663 5 186 5 799 6 085 6 169 5 640 4 913 3 800 2 587 2 041 1614 2 Pescara PE 4228 1413 4 orizzontale 1 814 2 658 3 805 4 971 6 008 6 589 6 473 5 560 4 343 3 035 1 858 1 482 1484 1 Pescara PE 4228 1413 4 Sud tilt 30 abitazioni 2 983 3 746 4 613 5 250 5 776 6 062 6 058 5 613 4 926 3 987 2 785 2 466 1656 6 Pescara PE 4228 1413 4 Sudtilt 30 campi 3 001 3 773 4 651 5 300 5 837 6 128 6 123 5 669 4 970 4 018 2 803 2 481 1671 5 Piacenza PC 45 03 0942 61 orizzontale 1 097 2 411 3 777 4 924 5 876 6 425 6 448 5 465 4 135 2 719 1 710 1 213 1425 1 Piacenza PC 45 03 0942 61 Sudtilt 30 abitazioni 2 680 3 511 4 729 5 294 5 721 5 986 6 112 5 598 4 776 3 642 2 702 2 098 1613 4 Piacenza PC 4503 0942 61 Sudtilt 30 campi 2 695 3 935 4 767 5 344 5 780 6 050 6 177 5 653 4 818 3 670 2 719 2 110 16276 163 Appendice E Dati della radiazione solare nelle localit italiane capoluogo di provincia Radiaz Orientamento 1 Radiazione globale giornaliera media mensile Wi OTS Localit Prov Lat Long Alt etipo di suolo gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic kWh m Pisa PI 4343 10 24 4 orizzontale 1 748 2 479 3 816 4 705 5 925 6 497 6 483 5 536 4 230 2 853 1 834 1 400 1451 1 Pisa Pl 4343 10 24 4 Sudtilt 30 abitazioni 2 972 3 525 4 703 4 989 5 731 6 015 6 105 5 630 4 837 3 775 2 839 2 402 1634 3
39. abitative e o d edifici Il beneficio riconosciuto ha una durata di 20 anni con valore costante a partire dall entrata in esercizio dell impianto Le tariffe sono individuate in base alla tipologie e alla potenza degli impianti Per aver diritto alle tariffe riportate nella tabella 8 1 necessario attenersi nella costruzione degli impianti fotovoltaici ai requisiti tec nici elencati nell allegato 1 del decreto MSE ed essere realizzati con componen ti di nuova costruzione o comunque non gi utilizzati in altri impianti rispettare la tempistica nell invio della documentazio ne richiesta e per la richiesta della tariffa incentivante come sar meglio descritto pi avanti A partire dal 1 gennaio 2009 i valori delle tariffe subiranno una riduzione del 2 per ogni anno successivo al 2008 Per gli anni successivi al 2010 le tariffe saranno ride finite con cadenza biennale ma in man canza di adeguamento legislativo saran no applicate quelle correnti Le scuole le strutture pubbliche gli edi 27 Tabella 8 1 Tariffe incentivanti Conto Energia Aspetti economici e sistemi di incentivazione Potenza nominale Impianto dell impianto non integrato kW 1 lt P lt 3 0 40 3 lt P 20 0 38 P gt 20 0 36 fici pubblici di comuni con meno di 5000 abitanti possono usufruire di una maggio razione del 5 delle tariffe incentivanti Anche gli impianti non integrati la cui produzione venga consumata per almeno il
40. ago set ott nov dic kWh m Iglesias Cl 39 19 08 32 200 orizzontale 2 239 2 924 4 174 5 145 6 162 6 759 6 698 5 883 4 609 3 373 2 333 1 891 15939 Iglesias 39 19 08 32 200 Sud tilt 30 abitazioni 3 558 3 965 4 957 5 334 5 829 6 116 6 165 5 844 5 122 4 313 3 437 3 050 1761 4 Iglesias 39 19 08 32 200 Sudtilt 30 campi 3 580 3 995 4 999 5 386 5 891 6 184 6 232 5 903 5 168 4 347 3 460 3 069 17774 Imperia IM 43 53 0801 10 orizzontale 1 739 2 488 3 834 4 778 5 820 6 410 6 358 5 410 4 222 2 789 1 828 1 323 14354 Imperia IM 4353 0801 10 Sudtilt 30 abitazioni 2 971 3 556 4 739 5 079 5 632 5 939 5 992 5 499 4 835 3 680 2 842 2 243 1618 3 Imperia IM 43 53 0801 10 Sudtilt 30 campi 2902 3959104778 5 127 5692196005 0605675555 457 5705 20660 22567 16227 Isernia S 41 36 14 14 423 orizzontale 1 890 2 705 3 721 4 897 5 928 6 539 6 417 5 548 4 282 3 054 2 013 1 600 14840 Isernia IS 41 36 14 14 423 Sud tilt 30 abitazioni 3 057 3 762 4 447 5 135 5 672 5 992 5 979 5 571 4 809 3 961 3 015 2 645 16499 Isernia S 41 36 14 14 423 Sud tilt 30 campi 3 076 3 789 4 485 5 185 5 732 6 057 6 044 5 627 4 852 3 991 3 036 2 661 1664 8 L Aquila AQ 42 21 1324 714 orizzontale 1 777 2 597 3 705 4 773 5 790 6 316 6 257 5 374 4 193 2 990 1 899 1 416 1438 0 L Aquila AQ 4221 13 24 714 Sudtilt 30 abitazioni 2 890 3 628 4 465 5 020 5 559 5 812 5 853 5 411 4 729 3 906 2 855 2 311 1600 8 L Aquila AQ 42 21 13 24 714 Sudtilt 30 campi 2 908 3
41. all altezza di un vicino edificio 14 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Plan Sections H W ratio x rt 1 1 2 1 5 mm G 76 _ i 53 68 73 A Li T a T 53 71 82 orientata in direzione nord est sud ovest con un rapporto tra altezza dei fronti e lar ghezza dell invaso di 1 2 Altezze degli edifici In sede di regolamentazione urbanistica ed edilizia preferibile privilegiare scelte che comportino la realizzazione di edifici di altezze simili visto che in questo caso le coper ture si presenterebbero scarsamente ombreggiate dagli edifici circostanti e quindi ido nee alla collocazione di sistemi fotovoltaici Nel caso di aree urbane caratterizzate da forti differenze in altezza degli edifici pro babile che la collocazione pi idonea dei sistemi fotovoltaici sia in corrispondenza delle facciate specialmente le parti alte piuttosto che sulle coperture La schematizzazione in figura A 17 mostra come per due edifici posti ad una distanza fissata altezze molto differenti degli stessi penalizzino quello pi basso in termini di accesso al sole e come invece la condizione di un altezza simile dei due edifici miglio ri notevolmente le cose Nello schema di sinistra forte differenza di altezza si legge come affinch la copertu ra dell edificio pi basso sia totalmente irradiata il sole debba raggiungere una eleva 50 horizon 36 of unshaded output 15 horizon 83 of unshaded output
42. architetti m elettrici devono essere in grado di poter sopportare una tensione di lavo ro di almeno 1000 V a cui va aggiunto il doppio della tensione massima di sistema Fra i componenti accessori dei moduli si evidenziano Tensione di funzionamento in corrente continua m cassetta di terminazione se presente deve avere un livello di protezione IP65 essere dotata di terminali elettrici di uscita con polarit opportunamente contrassegnate e avere coperchio con guarnizioni e viti nonch fori equipag giati con pressacavi per il cablaggio delle stringhe importante che il dia metro del passacavo sia adeguato a quello del cavo inoltre occorre tener presente eventuali vincoli sull installa zione riguardo alla posizione cassetta m cornice tipicamente in alluminio se presente oltre a facilitare le operazio ni di montaggio e a permettere una migliore distribuzione degli sforzi sui bordi del vetro costituisce una ulterio re barriera all infiltrazione di acqua in fase di progetto utile conoscere dimensioni e forature della cornice per ragioni estetiche possono essere utiliz zati moduli senza cornice da installare come normali vetri m diodi di by pass qualora il modulo sia provvisto di cassetta di terminazioni i diodi di by pass potranno essere allog giati nella cassetta stessa In caso con trario dovranno essere cablati all ester no del modulo e opportunamente pro tetti Le stringhe sono costituite
43. cativi per gli impianti di produzione di energia di origine fotovoltaica m il campo d applicazione riguarda sol tanto gli impianti di produzione di potenza superiore ad 1kW con il limite massimo di 5kW nel caso di allaccia mento monofase m i convertitori statici degli impianti di pro duzione trifase collegati a reti in bassa tensione devono essere necessariamen te provvisti di separazione metallica pre senza del trasformatore tra la sezione in corrente continua e la rete in corrente alternata questa condizione pu essere omessa negli impianti monofase su rete in bassa tensione soltanto se si installa lato rete una protezione elettromecca nica sensibile alla corrente continua m le funzioni dei dispositivi del generato re d interfaccia e generale possono essere svolte da un solo interruttore nel caso di un unico generatore per il quale non sia previsto il funzionamento in isola m deve essere verificata la selettivit del sistema di protezione anche con l inse rimento degli impianti di produzione m deve essere verificato che i profili di tensione e le correnti circolanti nelle 76 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico linee soddisfino i criteri di utilizzazione delle linee stesse e dei trasformatori e deve essere inoltre verificata la quali t della forma d onda immessa in rete con particolare riferimento alle variazio ni di tensione alle armoniche e flicker Per quanto riguarda il coordiname
44. che generatore di energia anche componente edile in generale gli impianti fotovoltaici di questo tipo sono connessi alla rete elettrica locale in quanto localizzati in centri urbani L immagine seguente figura A 1 schematizza la struttura in termini di componenti elet trici e di principi di funzionamento di un impianto fotovoltaico integrato in copertura e connesso in rete ed i suoi componenti elettrici A DO ANANS ANANS 1 moduli fotovoltaici integrati nella copertura 2 trasferimento dell energia elettrica prodotta in n corrente continua dal sistema fotovoltaico all inverter 3 inver x gt amp DAS OE ESA ter 4 trasferimento dell energia y ELEL elettrica prodotta dal sistema fotovoltaico e trasformata in cor rente alternata dall inverter al con tatore in uscita 5 contatore in entrata 6 trasferimento del l energia elettrica prelevata dalla rete ai carichi dell utenza 7 con tatore in uscita 8 trasferimento dell energia elettrica prodotta dal sistema fotovoltaico alla rete elet trica locale moduli fotovoltaici integrati nella copertura dell edificio e costituenti il campo foto voltaico esposti alla radiazione solare generano energia elettrica in corrente continua attraverso il meccanismo della conversione fotovoltaica Mediante un convertitore dc ac inverter l elettricit prodotta in corrente continua viene trasformata in alterna ta trasferita alla rete
45. collaudabilit dell opera e sotto quali condizioni Si evidenzia che l emissione di tale certi ficato viene esplicitamente richiesta per gli impianti realizzati nell ambito del decreto 28 luglio 2005 7 16 I permessi Il DLgs 387 2003 dispone che gli impian ti alimentati da fonti rinnovabili sono di pubblica utilit indifferibili ed urgenti e che la costruzione soggetta ad una autorizzazione unica rilasciata dalla regione o altro soggetto delegato nel rispetto delle normative vigenti in mate ria di tutela dell ambiente di tutela del paesaggio e del patrimonio storico arti stico 85 Componenti del sistema fotovoltaico Scelte e configurazioni Fino all entrata in vigore dell autorizzazio ne unica per la realizzazione di impianti fotovoltaici basta la DIA ma nel caso in cui la zona di ubicazione sia soggetta a par ticolari vincoli storici paesaggistici ambientali occorre l autorizzazione della Sovrintendenza e del Comune Infine per quanto riguarda l allacciamen to dell impianto alla rete si ricorda che il DLgs 387 2003 stabilisce che i gestori di rete hanno l obbligo di fornire a chi richie de il collegamento soluzioni atte a favori re l accesso alla rete LIL IL Capitolo Otto Ma S Si 265 z de tt ia nia a Aspetti economici e sistemi di incentivazione 8 1 Diffusione della tecnologia Secondo stime presentate dal Earth Policy Institute www earth policy org la
46. con regolatori di tensione tarati in modo da evitare l eccessiva carica delle batterie L inverter consente di alimentare un uten za funzionante in corrente alternata oppu re di trasferire in rete la potenza erogata Al fine poi di assicurare un adattamento ottimale del generatore alla rete o alle esigenze elettriche del carico necessa rio corredare l inverter di opportuni dispo sitivi che adattino la tensione d uscita del l inverter a quella della rete trasformato re e controllino la qualit della potenza immessa in rete in modo che essa sia compatibile con gli standard richiesti dalla stessa sistema di filtraggio delle armoni che e di rifasamento Nel caso di una utenza isolata dalla rete di distribuzione dell energia elettrica poi ch la potenza richiesta dall utente non segue l intensit dell insolazione vale a dire il valore dell energia prodotta non coincide temporalmente con la richiesta dell utenza una parte dell energia pro dotta dal sistema deve essere immagaz zinata per riuscire a soddisfare il carico in condizioni di irraggiamento insufficiente il sistema fotovoltaico genera energia nelle ore centrali della giornata l utenza la richiede anche nelle ore notturne Si impiega quindi nel caso di utenze iso late un sistema di immagazzinamento dell energia elettrica costituito da un banco di accumulatori ricaricabili dimen sionato in modo tale da garantire un au tonomia di funzionamento di 4 5 gior
47. conseguen za la radiazione riflessa maggiore in inverno ad esempio per la presen za della neve ed minore in estate a causa dell effetto di assorbimento dell erba o del terreno L intensit della radiazione solare rac colta al suolo dunque funzione del l angolo formato dalla radiazione inci dente con la superficie al suolo Infatti i raggi solari devono attraversare uno spessore di atmosfera tanto pi grande quanto pi piccolo l angolo da essi formato con la superficie orizzontale di conseguenza tanto minore sar la radia zione che raggiunge la superficie La condizione ottimale si ha quando la superficie di raccolta orientata a sud angolo di azimut con un angolo di tilt prossimo alla latitudine del sito di installazione prescelto L orientamento verso sud consente di rendere massima la radiazione solare catturata dai moduli fotovoltaici duran te l intera giornata mentre l inclinazio ne prossima alla latitudine del sito per mette di minimizzare le variazioni del l energia solare raccolta dovute al l oscillazione di 23 45 della direzio ne dei raggi solari rispetto alla norma le alla superficie di raccolta In relazione alla localit considerata varia il rapporto tra la radiazione sola re diffusa e quella totale Pertanto dato che all aumentare dell inclinazione della 15 La conversione fotovoltaica superficie di captazione si modificano sia la componente diffusa che quella rifle
48. costante durante tutti i 22 anni e risulta pari a circa lo 0 4 per anno Per ci che concerne i difetti riscontrati sui moduli fotovoltaici alcuni di questi presen tano fessurazioni sul tedlar posteriore a copertura del back d alluminio altri appartenenti ad una serie diversa dello stesso modello di modulo hanno il foglio di tedlar quasi completamente distaccato Va comunque detto che i difetti sul te dlar non hanno prodotto conseguenze negative sulla prestazione dei moduli fotovoltaici infatti non stata notata alcu na significativa degradazione di efficien za essendo questa in linea con quella media misurata Lo stesso discorso vale per quei moduli che appaiono ingialliti o che mostrano le griglie di raccolta delle cariche parzial mente arrugginite Le scatole di giunzio ne sono apparse in ottime condizioni solo su una era entrata acqua probabilmente per un cattivo serraggio fatto in preceden za Dal campione di 59 moduli testati solo uno risultato interrotto tale modulo nel 1991 aveva comunque fornito un valore di efficienza inferiore alla media il tasso di mortalit dei moduli risultato pari a circa 1 7 5 1 5 L impatto sul territorio Per rendersi conto delle potenzialit ener getiche e dell impegno di territorio lega ti ad una centrale di potenza si conside ri che l area occupata da un sistema foto voltaico di potenza pari a 1 000 kW cio 1 MW che produce circa 1 300 MWh anno
49. dalla serie di singoli moduli fotovoltaici tutti della stes sa classe di corrente al fine di minimizza re le perdite per mismatch Il numero di moduli da collegare in serie per formare una stringa dipende dalla ten sione del modulo nota una volta indivi duato il tipo di prodotto e da quella del l intera stringa che viene scelta in base alle seguenti considerazioni Occorre innanzitutto precisare che la strin ga caratterizzata da m tensione massima pari alla somma delle Voc dei moduli collegati che corrispon 63 Componenti del sistema fotovoltaico Scelte e configurazioni de alla tensione a cui si porta la stringa quando scollegata dal carico m tensione di funzionamento pari alla tensione nel punto di massima poten za V della caratteristica della strin ga o dalla tensione nel punto di incontro della caratteristiche tensione tensione corrente della stringa e della batteria Ci premesso la scelta della tensione di stringa va effettuata in funzione dei m parametri che influenzano la tensione in particolare Vae e Vm variano in modo inverso con la temperatura dei moduli PV 22 2 mV C cella e in modo diret to e logaritmico con l irraggiamento incidente sui moduli fotovoltaici Tensione al variare dell irraggiamento e della temperatura Caratteristiche V a differenti intensit di irraggiamento 21 28 V Caratteristiche l V a differenti temperature m limiti di sicurezza al fin
50. dei processi di produzione si possono avere repentini miglioramenti La peculiarita di un impianto fotovoltaico consiste nel forte impegno di capitale ini ziale richiesto per la sua realizzazione e nelle basse spese di manutenzione In Italia il costo di investimento di un impianto chiavi in mano operante in parallelo alla rete si aggira intorno ai 6 000 7 000 kW considerando sinteti camente il costo totale composto dalle seguenti voci moduli inverter strutture di supporto dei moduli installazione e costi tecnici Nella maggior parte dei casi il costo del l energia prodotta 25 40 c kWh risul ta ancora superiore al costo dell energia elettrica prodotta con una centrale con venzionale di grande dimensione Per questo motivo sebbene i costi siano fortemente diminuiti nell ultimo decen nio a seguito della crescita del mercato e del miglioramento tecnologico la con venienza alla installazione di un impian to fotovoltaico sembra dipendere anco ra fortemente da eventuali forme di incentivi Nei costi del kWh prodotto da fotovoltai co non emergono per i fattori positivi che un tale impianto determina sull uten za minore dispersione nella rete di distri buzione indipendenza dal gestore di rete minore impatto sull ambiente Tutti que sti elementi fanno del fotovoltaico la solu zione pi praticabile per la generazione elettrica distribuita in ambiente urbano Appare quindi evidente come gli sviluppi di qu
51. di controllo filtro d uscita trasformatore dispositivi di interfaccia sui quali agiscono le protezioni Di seguito sono riportati gli schemi dei circuiti di potenza pi utilizzati per le applica zioni fotovoltaiche il primo rappresenta un inverter PWM a ponte intero il secondo un multistadio entrambi sono con trasformatore d uscita industriale a 50 Hz figure B 1 e B 2 NO UV Figura B 1 a Circuito di potenza ch lal l l a Ir qguaenza di un inverter PWM a ponte sia pada intero con trasformatore filtro capacitivo EE campo fotovoltaico Figura B 2 Circuito di potenza di un inverter PWM multistadio a ponte intero con trasformatore trasformatore a frequenza industriale campo fotovoltaico 152 Figura B 3 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Sul mercato sono presenti anche inverter senza trasformatore o con trasformatore ad alta frequenza Gli inverter per applicazioni fotovoltaiche grid connected si dividono inoltre in 4 gran di famiglie in particolare 1 inverter di tipo centralizzato o tradizionale 2 inverter di stringa 3 inverter multistringa 4 inverter di modulo figura B 3 Queste quattro famiglie di inverter sono disponibili sul mercato e presentano ognuna vantaggi e svantaggi il loro utilizzo dipende dalla capacit tecnica di trovare la solu zione pi opportuna al tipo di impianto che si intende realizzare in termini di p
52. di impianto con integrazione architettonica Spagna Barcellona Libreria oggetto e il 31 dicembre 2008 si vedr corrispondere un importo pari al prodot to della tariffa riconosciuta per la quanti t d energia elettrica prodotta L energia prodotta dall impianto fotovol taico convertita dall inverter e immessa nella rete locale a bassa tensione Il primo contatore posto dal gestore GSE a valle dell inverter conteggia tutta l ener gia prodotta dall impianto e riconosce al produttore per 20 anni a seconda della classe d appartenenza definita in base alla potenza delle tariffe incentivanti che variano al variare della tipologia d impian to e della potenza in particolare il decre to del 19 febbraio 2007 distingue le seguenti tipologie d impianto m impianti non integrati possono esse re elementi a se stanti distanti da even tuali corpi di fabbrica poggiati sul ter reno oppure essere fissati in modo non complanare alle superfici dei tetti o facciate di edifici m negli impianti parzialmente integrati i moduli non sostituiscono le superfici d appoggio sui quali sono installati essi possono essere posizionati in modo complanare ai tetti a falda alle coper ture alle facciate alle balaustre e ai parapetti ed essere complanari ad ele menti d arredo urbano e viario m gli impianti fotovoltaici con integra zione architettonica sostituiscono completamente i materiali di rivesti mento di tetti di coperture di fac
53. di qena e coysssnstnssor aseado seas Protezione dell impianto fotovoltaico dalle scariche atmosferiche 7 1 Misure di protezione contro i fulmini per le strutture Seize Loro sro eee dieta 7 7 2 Misure di protezione contro i fulmini per le strutture cor A EAT 7 123 Misure di protezione contro la fulminazione indiretta Strutture di Sostegno i l accumulo elettrico AO Lene i a cas 2 4 uu ui See Re ee a saa he ee 3 38 39 40 40 42 42 44 45 46 4 49 50 50 9 52 Z D 54 9 56 58 60 64 65 66 66 6 6 68 68 69 70 71 12 9 Indice 7 11 L interfacciamento alla rete 74 7 11 1 Criteri di collegamento alla rete elettrica Norma CEI 11 20 75 7 11 2 Criteri di esercizio e di sicurezza 77 7 11 3 Aspetti di sicurezza 19 7 11 4 La contabilizzazione dell energia 80 7 12 Il monitoraggio degli impianti 81 7 13 La manutenzione ordinaria 82 7 14 Documentazione di progetto degli impianti 83 A A AEE E ens 84 PMO e 4503 iced greanna IA 85 Capitolo Otto Aspetti economici e sistemi di incentivazione 86 81 Diffusione della tecnologia 87 OZ o A OE E PET 88 O COS ns PD sss sa 90 O Il costo degli impianti fotovoltaici 91 032 le eestogellWh u ue inei E a nes 91 8 4 Il valo
54. dimostrata Il premio non pu in ogni caso eccedere il 30 della tariffa incentivante riconosciuta In caso di vendita dell im mobile il compratore acquista anche l im pianto fotovoltaico e beneficer sia della tariffa incentivante sia del premio Nel caso in cui non sia prevista nessuna autorizzazione autorizzazioni paesaggisti che autorizzazioni di enti di bacino ecc sufficiente produrre la sola Denuncia d Inizio Attivit D I A se invece richie sto un solo provvedimento autorizzativo esso sostituir l Autorizzazione Unica Gli impianti di potenza nominale inferiore a 20 kW non sono considerati impianti industriali e quindi non sono soggetti a verifica ambientale a meno che non si trovino in aree protette inoltre per gli impianti fotovoltaici installati in aree agri cole non richiesta la variazione di desti nazione d uso del sito Il soggetto che intenda realizzare un impianto fotovoltaico soggetto responsa bile inoltra al gestore di rete il distribu tore locale di energia elettrica il proget to preliminare dell impianto richiedendo la connessione alla rete Per gli impianti di potenza compresa tra 1 e 20 kWp occor re precisare se ci si vuole avvalere del ser vizio di scambio sul posto per l energia elettrica prodotta L AEEG con il provve 98 Quadro sinottico dei dati pi significativi del Conto Energia Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Soggetti ammessi agli inc
55. distanza e il diametro del Sole 3 10 km la radiazione solare vista dalla Terra appare come un fascio ben collimato con una dispersione angolare di circa mezzo grado Essa copre un ampio campo di lunghezze d onda e quindi di energie con una distribuzione spettrale dall ultravioletto UV all infrarosso IR in un intervallo di lunghezze d onda compreso tra 0 2 e 2 5 um con un punto di massimo nel campo del visibile da 0 38 a 0 78 um intorno a 0 5 um La sua penetrazione attraverso l atmosfera molto selettiva ed in prati ca giungono sulla superficie terrestre soltanto le radiazioni del campo visibile infatti le radiazioni ultraviolette sotto 0 3 um che sono letali vengono arrestate ad una altezza di 25 km dalla fascia di ozono atmosferico mentre le radiazioni infrarosse sono bloccate dal vapore d ac qua e dall anidride carbonica Tenuto conto anche della riflessione nello spazio da parte dell atmosfera e delle nubi lla radiazione solare che arri va sulla superficie terrestre pari a circa il 47 di quella potenzialmente dispo nibile E opportuno osservare che l intensit dell irraggiamento disponibile al suolo e la sua distribuzione spettrale dipen dono oltre ambientali anche dalla massa d aria AM Air Mass attraversata dalla radia zione solare che dalle condizioni L energia che incide nell unit di tempo su di una superficie unitaria normale alla radiazione solare radianza fuori dall at mosfera
56. dovr essere in possesso di tutti i requisiti previsti dalle leggi in materia e dovr emettere una dichiarazione secondo il fac simile riportato nel bando di concorso firmata e siglata in ogni parte che attesti l esito delle verifiche e la data in cui le predette sono state effettuate Figura C 1 136 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Come eseguire una buona verifica tecnico funzionale La verifica tecnico funzionale consiste nell esecuzione da parte dell installatore di una serie di controlli e di misure Prima di eseguire le misure si consigliano i seguenti controlli m verificare che ci siano condizioni di irraggiamento stabili e che non ci siano nuvole bianche in un cono di 60 di apertura intorno al sole che possano rendere instabili le misure di radiazione solare m evitare di fare verifiche tecniche funzionali nelle ore pi calde in estate i moduli foto voltaici possono raggiungere i 60 C e di conseguenza lavorare ad efficienza pi bassa m evitare di fare verifiche tecniche funzionali nelle giornate afose al crescere del contenuto di umidit nell aria aumenta la componente di radiazione diffusa e di conseguenza il rendimento del campo fotovoltaico pi basso un semplice espediente per capire se si in presenza di umidit eccessiva nell aria quello di osservare la colorazione del cielo se questo di un bel blu la radiazione dif fusa molto bassa pi il colore del cielo tende al bian
57. durante i mesi estivi Per l Italia si hanno regimi solari medio alti e con forti variabilit tra regioni con tinentali e meridionali Ad esempio su base annua l insolazione media giorna liera su di una superficie con una inclina zione pari alla latitudine dell ordine di 3 6 kWh m per giorno nella pianura padana sale 4 7 nel Centro Sud ed arri va a 5 4 kWh m in Sicilia kWh m giorno gt n 54 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Producibilit per differenti angoli di tilt e richiesta apr mag giu lug ago set ott nov dic 6 2 4 La configurazione dell impianto La confiourazione dell impianto determi nata essenzialmente dall uso finale del l energia prodotta ed generalmente costituita oltre che dal generatore fotovol taico e dal carico dal dispositivo di inse guimento del punto di massima potenza o convertitore DC DC dall inverter dal sistema di accumulo e dal generatore ausiliario Il convertitore DC DC consente di ottenere dal generatore fotovoltaico il Configurazione sistema fotovoltaico carico DC rete massimo di energia utilizzabile in funzione delle condizioni di funzionamento dei mo duli e delle caratteristiche degli apparecchi utilizzatori Tale dispositivo opportunamen te pilotato pu assolvere anche alla funzio ne di controllo di carica delle batterie In impianti di piccola taglia il convertitore DC DC viene sostituito per motivi di costo
58. e da un costo A seconda delle situazioni possibile sce gliere fra m motore DC pompa centrifuga efficienza sistema 45 range potenza ingresso limitato piccoli impianti semplice m inverter a frequenza variabile motore AC pompa centrifuga efficienza sistema 55 range potenza ingresso ampio piccola e media taglia ancora costo SO m inverter a frequenza variabile motore AC pompa alternativa efficienza sistema 65 range potenza ingresso molto ampio grande taglia costo elevato e com plessit della pompa DI Protezione catodica e d e P W 200 100 10 20 d km Il dimensionamento energetico degli impianti fotovoltaici Protezione catodica Ha lo scopo di proteggere grandi struttu re metalliche oleodotti ponti dalla corro sione dovuta alla corrente che fluisce dal metallo al terreno Tale corrente dipen dente dalla tensione elettrochimica fra il metallo e l elettrolita terreno La protezio ne viene esplicata invertendo il flusso di corrente applicando una tensione negati va erogata da moduli fotovoltaici La potenza dei generatori fotovoltaici dislocati lungo la struttura metallica dipende da distanza fra i generatori d m caratteristiche elettriche del pipeline Resistenza serie Rs m resistenza di terra del dispersore Rt ooo itolo SEtt lt Gli impianti collegati alla rete sono costi
59. etipo di suolo gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic kWh m Carbonia Cl 39 10 08 31 111 orizzontale 2 283 2 972 4 192 5 196 6 140 6 758 6 707 5 862 4 640 3 406 2 345 1 880 1599 6 Carbonia 39 10 08 31 111 Sudtilt 30 abitazioni 3 634 4 034 4 974 5 385 5 803 6 110 6 168 5 816 5 155 4 355 3 448 3 014 1767 6 Carbonia 39 10 08 31 111 Sudtilt 30 campi 3 657 4 064 5 016 5 438 5 865 6 178 6 235 5 875 5 201 4 389 3 472 3 032 1783 7 Carrara MS 44 05 10 06 100 orizzontale 1 642 2 364 3 718 4 649 5 672 6 254 6 296 5 321 4 060 2 740 1 729 1 300 1397 3 Carrara MS 44 05 10 06 100 Sudtilt 30 abitazioni 2 770 3 348 4 581 4 937 5 491 5 802 5 939 5 409 4 632 3 615 2 660 2 208 1569 2 Carrara MS 44 05 10 06 100 Sud tilt 30 campi 2 787 3 371 4 618 4 983 5 548 5 864 6 003 5 462 4 673 3 643 2 677 2 221 1583 3 Caserta CE 41 04 14 20 68 orizzontale 1 990 2 774 3 868 4 938 6 006 6 620 6 554 5 721 4 380 3 169 2 109 1 712 15222 Caserta CE 41 04 14 20 68 Sudtilt 30 abitazioni 3 216 3 840 4 625 5 164 5 733 6 048 6 090 5 736 4 911 4 107 3 158 2 840 1693 5 Caserta CE 41 04 14 20 68 Sudtilt 30 campi 3 236 3 868 4 664 5 213 5 793 6 114 6 156 5 793 4 955 4 139 3 179 2 857 1708 7 Catania CT 3730 15 05 7 orizzontale 2 285 3 261 4 225 5 251 6 281 6 733 6 683 5 847 4 661 3 644 2 447 2 066 1630 1 Catania CT 37 30 15 05 7 Sudtilt 30 abitazioni 3 469 4 394 4 929 5 388 5 884 6 036 6 091 5 743 5 107 4 613 3 500 3 239 1782
60. ge nerazione distribuita su grandi distanze Il dato di base per il dimensionamento di un sistema rappresentato dal consumo Tipico diagramma di carico 0 00 2 00 4 00 6 00 8 00 10 00 12 00 14 00 16 00 18 00 20 00 22 00 0 00 ora giornaliero di energia elettrica da parte dell utenza Tale consumo dipende dalla potenza e dai tempi di utilizzo degli appa recchi utilizzatori Qualora sia disponibile il profilo di utenza i consumi possono essere determinati integrando il diagram ma di carico Per quanto riguarda le utenze domesti che generalmente i fattori che determi nano la richiesta di energia dipendono dal clima dal numero di persone e dalle dimensioni dell abitazione dalle condizio ni economiche della famiglia e dagli usi e dal grado di sviluppo del paese In Italia rivelazioni statistiche dei consumi di una famiglia di composizione tipica cio costituita da tre quattro persone effettuate dalle societ distributrici hanno valutato in 3 000 kWh il consumo medio annuo Inoltre per il 10 delle utenze stato valutato un consumo medio pari a circa 1 000 kWh anno mentre per il 15 delle utenze stato valutato un consumo medio superiore 5 000 kWh anno 6 2 2 Posizionamento del generatore fotovoltaico Un impianto fotovoltaico tipicamente pu essere installato su m falda unica tetto facciata In questo caso lo spazio necessario circa ugua le all ingombro del generatore S Prom kW E ect
61. impegnativi non richiedono manutenzione se non quella sostanzialmente riconducibile alla verifica annuale dell isolamento e della continuit elettrica tipica degli impianti elettrici i moduli sono pratica mente inattaccabili dagli agenti atmo sferici e si puliscono automaticamente con le piogge come dimostrato da esperienze in campo e in laboratorio funzionano in automatico non richiedo no alcun intervento per l esercizio del l impianto hanno positive implicazioni sociali per esempio l illuminazione di una scuola in una zona rurale permette un educa zione serale e attivit comunitarie l ali mentazione di frigoriferi aiuta l efficacia dei programmi di immunizzazione alle malattie endemiche sono molto affidabili l esperienza sul campo ha dimostrato una maggiore affidabilit rispetto ai generatori diesel e a quelli eolici hanno una elevata durata di vita le pre stazioni degradano di poco o niente dopo 20 anni di attivit norme tecniche e di garanzia della qualit stabilite per i moduli da alcuni paesi europei garan tiscono tale durata di vita consentono l utilizzo di superfici margi nali o altrimenti inutilizzabili 30 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico m sono economicamente interessanti per le utenze isolate a fronte del costo di linee di trasmissione dell energia elet trica valutate in decine di migliaia di euro al km Un impianto fotovoltaico costituito da un insieme d
62. inverter di piccola e media taglia per applicazioni fotovoltaiche stand alone e grid connected m circa 700 imprese di installazione impianti fotovoltaici consulenza pro getto approvvigionamento componen ti installazione manutenzione Alcune di esse costituenti il GIFI Gruppo Imprese Fotovoltaiche Italiane Installed systems prices W 90 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico 8 3 costi costi dei moduli fotovoltaici sebbene ancora molto elevati sono suscettibili ad una notevole riduzione Dal 1980 ad oggi sono stati fatti passi da giganti e per la fine di questo decennio previsto un ulte riore dimezzamento dei costi Le cause di tale riduzione sono da attribuirsi essenzial mente al fatto che questa tecnologia ancora giovane quindi sia dal punto di vista della ricerca che dell ottimizzazione Prezzi di moduli e sistemi in alcuni Paesi a a JPNmod lt JPNeye DEUmod DEUsys 0 a USAmod USA SYS E NLD mod NLD sys DI 4 n E 5 B 2 EL n S h co NH amp 0 amp O _ AA TA ene L 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 Prezzi dei sistemi isolati e connessi alla rete A lt 1 KW stand alone a lt 10 KW grid connected NOR de alta GHE s DNK pam Es on LEI Aut ay cn E ss IN ITA MEX NLD AUS
63. la connessione degli impianti di produzione di energia elettri ca alle reti in bassa tensione dalle stesse gestite Fermo restando l obbligo per il soggetto responsabile di comunicare alla societ Terna le informazioni relative all impianto di produzione di elettricit e nell ipotesi molto probabile che il porta le non sia ancora predisposto la comuni cazione pu essere effettuata utilizzando una scheda anagrafica elaborata dalla stessa societ Terna e pubblicata sul suo sito internet http www terna it Qualora il codice identificativo non sia disponibi le le imprese distributrici forniscono un codice identificativo univocamente defini to per impresa distributrice Delibera AEEG n 90 07 dell 11 aprile 2007 pubblicata in Gazzetta Ufficiale n 97 s o n 107 del 27 04 07 Sulla base di quanto ha disposto il decre to interministeriale del 19 febbraio 2007 c d Nuovo Conto Energia l AEEG ha deliberato in merito alle modalit le tem pistiche e le condizioni per l erogazione delle tariffe incentivanti e del premio ren dendo cos attuativo il contenuto del decreto stesso Infatti solo dall entrata in vigore della delibera 90 07 27 04 07 che si sono potute inviare al GSE le domande per le tariffe incentivanti Le modalit i tempi da rispettare e le condi zioni non sono altro che quelle gi enun ciate nel decreto del 19 febbraio La delibera 90 07 contiene in pi rispetto al decreto l allegato A http
64. limite di potenza Tale termine elevato a ventiquattro mesi per gli impianti i cui responsabili sono soggetti pubblici dimento n 90 07 dell 11 aprile 2007 ha definito le modalit e i tempi secondo i quali il gestore di rete comunica il punto di consegna e la connessione dell impian to alla rete elettrica prevedendo in caso di mancato rispetto delle disposizioni penali a carico del distributore Ad impianto ultimato il soggetto responsabi le deve trasmettere al gestore di rete la comunicazione di fine lavori nonch tutta la documentazione richiesta dall allegato 4 del decreto MSE Entro 60 giorni dalla data di entrata in esercizio dell impianto va inoltrata al sog getto attuatore GSE la richiesta di con cessione della tariffa incentivante e la documentazione finale di entrata in eser cizio dell impianto Il mancato rispetto dei 22 Aspetti economici e sistemi di incentivazione termini comporta la non ammissibilit ai benefici A sua volta il GSE entro 60 gior ni dalla data di ricevimento della richiesta d acceso alla tariffa incentivante della documentazione relativa e verificato il rispetto delle disposizioni del decreto MSE comunica al titolare dell impianto la tariffa riconosciuta All indirizzo web http www gsel it news documenti Solarexpo pdf il soggetto responsabile pu trovare le instruzioni per accedere al portale informativo e intera gire con il GSE come prevede il decreto del 19 febbraio
65. m MATT tii HHI III N sun N 1 NN I Ni pus Hi I Il li Li Hy HN i TIA TE rss ip Hh api C PTA a A UMU Hind stal la ii i N Win IO Y tao A LI Air lt anne W AENA e e Verifiche tecnico funzionali La verifica tecnico funzionale dell impianto consiste nel verificare m la continuit elettrica e le connessioni tra moduli m la messa a terra di masse e scaricatori m l isolamento dei circuiti elettrici dalle masse m il corretto funzionamento dell impianto fotovoltaico nelle diverse condizioni di poten za generata e nelle varie modalit previste dal gruppo di conversione accensione spegnimento mancanza rete ecc m la condizione P gt 0 85 Prom 1 ISTC dove Po la potenza in KW misurata all uscita del generatore fotovoltaico con precisio ne migliore del 2 Pnom la potenza nominale in kW del generatore fotovoltaico l l irraggiamento in W m misurato sul piano dei moduli con precisione miglio re del 3 classe 1 ISTC pari a 1000 W m l irraggiamento in condizioni standard la condizione P gt 0 9 Pa ove P lt la potenza attiva in KW misurata all uscita del gruppo di conversione con precisione migliore del 2 Coria ne Pn O75 ba P lone Le verifiche di cui sopra dovranno essere effettuate a lavori ultimati figura C 1 dalla ditta installatrice che
66. m mediante una corretta progettazione l utilizzo multifunzionale del componente foto voltaico pu incidere favorevolmente sulle prestazioni termiche dell involucro ed possibile anche prevedere modalit di recupero dell energia termica prodotta dal surriscaldamento del retro dei moduli m si possono ridurre in una certa misura i costi di costruzione risparmio sulle struttu re di supporto e risparmio sui materiali da costruzione e quelli di installazione dei sistemi fotovoltaici Inoltre mediante il ricorso a sistemi fotovoltaici connessi alla rete elettrica nel caso di una massiccia generazione diffusa possibile m sopperire ai picchi di domanda che si verificano nelle ore diurne a causa dei forti consumi dovuti al funzionamento degli esercizi commerciali o degli ambienti di lavo ro sulla cui domanda grava l impiego di potenti sistemi di condizionamento dell aria si tenga conto che l energia consumata nelle fasce orarie di punta risulta essere la pi costosa m produrre energia elettrica nel luogo in cui viene consumata e modularla sulle esi genze dell utenza con una conseguente minore necessit di potenziare le linee di trasformazione Uno tra gli esempi pi rappresentativi di integrazione di sistemi fotovoltaici negli edi fici quello realizzato tra il 1997 ed il 1999 nell area di Nieuwland presso Amersfoort in Olanda che ha visto un largo impiego di moduli fotovoltaici integrati nelle coper ture Tale interve
67. necessario conoscere m il livello della falda dell acqua H e se simili variabile l entit delle variazioni il tipo di terreno la quantit di acqua estraibile m ore Taglia batteria e generatore FV la qualit dell acqua potabile salma stra 200 400 1000 1200 1400 1600 600 800 taglia generatore FV W m individuazione del mese con maggior scostamento fra E e E m calcolo nel mese di maggior scosta mento fra E e E della taglia del gene ratore fotovoltaico Phom mediante la relazione Ena 1 Pot Ett part e Es m calcolo nel mese di maggior scosta mento fra E e E della capacita della batteria Cmax fissando una autonomia della stessa N di 3 5 giorni e una Cin 0 5 Cmax mediante la relazione Nb Cmax 7 Cai Elba Elia EG 6 2 6 Sistemi isolati particolari Pompaggio dell acqua In questi sistemi si verifica spesso la coin cidenza fra profilo di richiesta e di produ 8 000 m l uso dell acqua e quantit richiesta 7 000 uomo 50 500 litri in relazione allo 6 000 stile di vita 5 000 animali bestiame 40 litri piccoli ani 2 4 000 mali 1 litro per 10 kg di peso 8 3 000 m la pressione richiesta 2 000 PEAS m la disponibilita capacita e localizzazio 1 000 a ne di serbatoio piezometrico Diverse sono le configurazioni di sistema ciascuna caratterizzata da una efficienza espressa dalla relazione m di acqua H 353 energia elettrica richiesta
68. programma Thermie dell Unione Europea il programma tedesco 1 000 tetti fotovoltaici il programma italiano tetti fotovoltaici il programma dimostra tivo svizzero e programmi giapponesi Sunshine e Field Test Conseguentemente gli impianti che costituiscono la banca dati sono spesso molto diversi tra loro per taglia per archi tettura e soprattutto per le condizioni cli matiche in cui operano Una raccolta con tale variet e qualit di dati operativi costituisce uno strumento unico per l ana lisi delle prestazioni dei sistemi fotovoltai Cl Una ulteriore banca dati realizzata sem pre in ambito IEA consente di m confrontare dati tecnici e di costo per i vari mercati paesi taglia impianto e tipologia di installazione m effettuare il bilancio tra il costo di investimento e manutenzione e il valore economico dell energia pro dotta durante il ciclo di vita dell im pianto m prevedere le prestazioni e la vita atte sa il tempo medio tra guasti e i costi per la riparazione e le parti di ricambio Tale banca dati accessibile a chiunque possegga un impianto o i relativi dati http iea tnc ch OOO Capitolo 1 Tr r a tamen mnM Ww TT o se A pp iammm a a EVO wae rie ET mmm uu a RIT MOI TIA BST TT it mi VA Se III IN IN a ia Eu ENO munu w Y A III To ote mrut TI A q Y e AOS AY YANE TA ee pee H O I O pl ATF 00000 NO 0000 WW i TT RN ve g Ey Mga ag mit a a ae Sto Qua
69. questo caso la temperatura finale interna al quadro data in prima approssimazione da T Tambiente 3 5 Pa Q dove O la portata del ventilatore in mh 7 3 I cavi La connessione elettrica tra moduli e strin ghe deve avvenire tramite cavi normal mente in classe d isolamento 2 realizzati con materiali resistenti ai raggi UV agli agenti atmosferici e all umidit non pro pagatori di incendio nonch con una bassa emissione di gas tossici In fase di progetto il dimensionamento deve essere effettuato in modo da limita re le cadute di tensione indicativamente entro il 2 e da assicurare una durata di vita soddisfacente ai conduttori e agli iso lamenti sottoposti agli effetti termici della corrente Al proposito la portata va calco lata in modo tale che la massima tempe ratura di funzionamento non superi il valo re indicato nella CEI 64 8 per ciascun tipo di isolante e va verificata secondo le tabelle CEI UNEL 35024 a seconda delle condizioni di posa e dalla temperatura ambiente Per quanto riguarda invece la messa in opera essa dovr avvenire in modo da semplificare le operazioni di cablaggio evitare eventuali azioni meccaniche sui cavi proteggere meccanicamente la discesa dei cavi mediante installazione in tubi con lo stesso livello di protezione dei quadri 7 4 Il sezionamento delle stringhe Le stringhe devono poter essere interrot te per eseguire lavori su parti attive di fronte ad un
70. re inferiore al 90 della potenza inizia le per almeno 10 anni e non inferiore all 80 per almeno 20 anni Sono in genere esclusi dalla garanzia danni e i guasti di funzionamento o di ser vizio dei moduli derivanti da incidenti uso improprio mancato rispetto delle istruzioni d installazione azioni di terzi o motivi estranei alle normali condizioni di funzionamento Al fine della verifica del periodo di validit della garanzia oppor tuno che l anno di fabbricazione dei moduli sia documentato moduli devono essere scelti in modo tale da rispondere a requisiti m funzionali possono imporre l uso ad esempio di moduli del tipo doppio vetro vetrocamera bifacciali tegola ad effetto diffondente con celle distanzia te opportunamente strutturali ed archi tettonici richiesti dall installazione stessa m strutturali possono imporre l utilizzo ad esempio di vetri di sicurezza realiz zati anche accoppiando pi vetri fra loro in allumini corni 62 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Struttura del modulo fotovoltaico sigillante Foro per il fissaggio bandella cella FV EVA vinil acetato di etilene m architettonici possono imporre l utiliz zo di moduli di determinate dimensio ni colorazioni aspetto e forme A tal proposito l uniformit di colore dei moduli a film sottile rispetto a quelli al silicio cristallino li rendono particolar mente graditi agli
71. sezione in corrente continua mediante strumenti per l indicazione della V e del generatore fotovoltaico e mediante misuratore continuo dell iso lamento qualora non previsto in dota zione dell inverter provvisto di indica tore di basso isolamento indicazione dell isolamento Mohm e possibilit di taratura della soglia di intervento m sezione in corrente alternata attraver so strumenti per l indicazione della P e in uscita dal gruppo di conversione e della V di rete La precisione della catena di misura sen sori e o eventuali condizionatori di segna le deve essere migliore del 2 Il monitoraggio dell impianto pu essere di tipo standard o analitico Nel primo caso il sistema costituito dai contatori per la misura dell energia prodotta cumu lata dal singolo inverter e delle relative ore di funzionamento anche interno all in verter Nel caso del monitoraggio anali tico l acquisizione e l analisi dei dati di funzionamento di un impianto fotovoltai co deve essere effettuata in accordo alle norme IEC 61724 Tale norma prevede la misura dei seguen ti parametri m radiazione solare sul piano moduli GI m temperatura ambiente Tamb e tem peratura dei moduli Tm m tensione e corrente in uscita dal gene ratore fotovoltaico Vye ly correlati a Ev m corrente e potenza in uscita dal grup po di conversione la Pa correlati a Eac m tensione di rete potenza immessa e prelevata da rete
72. sono diodi di By Pass invertiti un inconveniente molto raro figura C 3 Figura C 3 campo FV Stringhe di moduli Misura dell isolamento dei circuiti elettrici dalle masse Strumento misuratore di isolamento a 1 kV figura C 4 Figura C 4 Procedura m accertarsi che l inverter sia spento m aprire i sezionatori di campo e di stringa m posizionare il negativo del misuratore di isolamento sulla massa 139 Appendice C Verifiche tecnico funzionali posizionare il positivo del misuratore di isolamento sul polo positivo della stringa iniettare una tensione i 1 kV e leggere il valore di resistenza la misura attesa deve essere nell ordine delle centinaia di MQ posizionare ancora il negativo del misuratore di isolamento sulla massa posizionare il positivo del misuratore di isolamento questa volta sul polo negativo della stringa iniettare una tensione di 1 KV e leggere il valore di resistenza la misura attesa deve essere nell ordine delle centinaia di MQ se si misurano valori nell ordine di centinaia di kQ significa che c e un difetto nei modu li ripetere le misure per ogni singolo modulo Appendice Esempi di progetti Verr presentato un esempio di progetto di impianto fotovoltaico al silicio policristal lino con installazione del componente fotovoltaico di tipo retrofit ovvero con i modu li fotovoltaici sovrapposti alla copertura del manufatto edilizio L esempio non fa riferimento ad a
73. soste gno moduli in commercio attualmente pi diffusi con superficie attorno a 0 5 2 m utilizzano celle al silicio mono e policristal lino e prevedono tipicamente 36 celle col 26 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico legate elettricamente in serie Il modulo cos costituito ha una potenza che va da 50 a 200 W a seconda del tipo e dell et ficienza delle celle e tensione di lavoro di circa 17 volt con corrente da 3 a 12 A moduli comunemente usati nelle appli cazioni commerciali hanno un rendimen to complessivo del 12 16 recente mente cresciuta la domanda di moduli di potenza superiore a 200 W utili per l in tegrazione di pannelli nella struttura di rivestimento di edifici 3 2 La stringa fotovoltaica Le stringhe fotovoltaiche sono costituite da singoli moduli fotovoltaici collegati in serie il numero di moduli dipende dalla tensione del modulo nota una volta indi viduato il tipo di prodotto e da quella dell intera stringa La stringa caratterizzata da m tensione massima pari alla somma delle Voc dei moduli collegati m tensione di funzionamento pari alla insieme di stringhe collegate in par ll lo i per ottenere la potenza voluta i tensione nel punto di massima poten za Vm della caratteristica della stringa 3 3 Il generatore fotovoltaico Un campo fotovoltaico costituito da un insieme di stringhe di moduli fotovol taici installati meccanicamente
74. terra 3 scelta della tensione nominale lt 120 V sistemi a bassissima tensione di sicu rezza In tal caso le masse non vanno collegate a terra e la connessione alla rete deve essere effettuata tramite tra sformatore di sicurezza doppio isola mento o con schermo a terra 7 6 L impianto di terra Per il progetto la realizzazione e la verifi ca dell impianto di terra si rimanda alle norme CEl applicabili integralmente anche per gli impianti fotovoltaici L impianto di terra dovr essere costituito da un dispersore a picchetto o a maglia o misto e da un conduttore di terra col lega le masse al dispersore La resistenza di terra di un dispersore rap porto fra tensione verso terra rispetto all infinito e la corrente dispersa dipende dalla resistivit del terreno e dalle dimen sioni e forma del dispersore conduttori di terra devono avere sezio ni isolamento e marchiature tipiche dei conduttori usati per l impianto di terra 7 7 Protezione dell impianto fotovoltaico dalle scariche atmosferiche Un impianto fotovoltaico potenzialmen te soggetto alle scariche elettriche di ori gine atmosferica poich i moduli fotovol taici vengono solitamente collocati sulla sommit degli edifici Un fulmine che col pisce direttamente il generatore fotovol taico oltre a provocare danni ai moduli e all elettronica di conversione potrebbe utilizzare le condutture elettriche preposte al trasporto dell energia ele
75. terrestre posta alla distanza media della Terra dal Sole definita costante solare G ed assume un valore pari a 1 367 W m valore stabili to dal World Radiation Center nel 1980 Nel caso di non perpendicolarit fra i raggi del sole e la superficie il valore della radianza risulta pari G cos8 ove 0 l angolo tra la normale alla superficie e i raggi del sole L angolo 8 dipende da molti parametri quali 12 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico La radiazione solare in assenza di atmosfera solstizio estivo 5 23 5 equinozio solstizio invernale 9 23 5 la latitudine l angolo di tilt B l angolo di azimut y l angolo orario 15 12 ora del giorno la declinazione solare 23 45 sin 360 284 giorno dell anno 365 Esistono delle formule pi o meno com plesse che permettono di calcolare in maniera rigorosa in assenza di atmosfe ra il valore della radianza per qualsiasi istante dell anno In presenza di atmosfera la radiazione solare incidente sulla Terra viene in parte assorbita in parte riflessa nello spazio esterno ed in parte diffusa dall atmoste ra stessa Le interazioni della radiazione solare con l atmosfera sono funzione della lunghez za d onda della radiazione della massa d aria attraversata e della composizione dell aria Infatti l intensit e la composi zione spettrale della radiazione raccolta al suolo dipendono d
76. 0 3 265 4 400 4 931 5 603 5 817 5 919 5 455 4 583 3 520 2 481 1 915 1538 6 166 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Radiaz Orientamento Radiazione globale giornaliera media mensile kWh m2 a Localit Prov Lat Long Alt etipo di suolo gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic kWh m Udine UD 46 04 13 14 113 orizzontale 1 450 2 255 3 526 4461 5 564 6 055 6 077 5 155 3 860 2 513 1 530 1 085 13296 Udine UD 46 04 13 14 113 Sudtilt 30 abitazioni 2 540 3 304 4 416 4 783 5 436 5 668 5 785 5 293 4 457 3 368 2 415 1 891 1507 0 Udine UD 46 04 13 14 113 Sudtilt 30 campi 2 554 3 327 4 452 4 828 5 492 5 729 5 846 5 344 4 496 3 393 2 431 1 902 1520 3 Urbino PU 43 44 12 38 485 orizzontale 1 593 2 480 3 730 4 875 5 943 6 492 6 461 5 452 4 202 2 828 1 730 1 261 1436 8 Urbino PS 4344 12 38 485 Sudtilt 30 abitazioni 2 624 3 529 4 578 5 186 5 750 6 011 6 085 5 539 4 801 3 735 2 634 2 089 1604 6 Urbino PS 43 44 12 38 485 Sudtilt 30 campi 2 640 3 554 4 616 5 235 5 809 6 076 6 150 5 594 4 844 3 764 2 652 2 102 1619 0 Varese VA 45 49 08 50 382 orizzontale 1513 2430 5725 4627 5560 6215 6176 5315 3 732 261 1681 1232 19174 Varese VA 45 49 08 50 382 Sud tilt 30 abitazioni 2 663 3 616 4 699 5 054 5 445 5 809 5 874 5 460 4 542 3 514 2 712 2 219 1575 4 Varese VA 45 49 08 50 382 Sud tilt 30 campi 2078 3041 4730 UI SS oO 14 45613540 2729 22531 15692 Venezia VE 4526 12 20 1 orizzontale 1 468 2 275 3 686 4 729 5 8
77. 0 3 764 4 658 5 838 6 438 6 434 5 464 4 188 2 827 1 821 1 370 1434 3 Lucca LU 43 51 1030 19 Sudtilt 30 abitazioni 2 914 3 466 4 635 4 939 5 649 5 964 6 063 5 556 4 789 3 740 2 825 2 346 16149 Lucca LU 43 51 1030 19 Sudtilt 30 campi 2 931 3 491 4 673 4986 5 707 6 029 6 128 5 611 4831 3 769 2 843 2 360 16293 Macerata MC 43 18 13 27 315 orizzontale 1 694 2 547 3 728 4 936 5 998 6 504 6 452 5 452 4 244 2 940 1 806 1 324 14544 Macerata MC 43 18 13 27 315 Sudtilt 30 abitazioni 2 804 3 614 4 550 5 242 5 791 6 008 6 064 5 525 4 836 3 888 2 749 2 193 1626 0 Macerata MC 43 18 13 27 315 Sudtilt 30 campi 2 821 3 640 4 588 5 291 5 851 6 074 6 129 5 579 4 879 3 917 2 767 2 206 1640 6 Mantova MN 45 09 1048 19 orizzontale 1 557 2 464 3 770 4 868 5 872 6 392 6 469 5 483 4 199 2 721 1 712 1 186 1426 0 Mantova MN 45 09 10 48 19 Sudtilt 30 abitazioni 2 690 3 620 4 725 5 231 5 720 5 958 6 136 5 621 4 866 3 652 2 717 2 044 1617 3 Mantova MN 45 09 1048 19 Sudtilt 30 campi 2 706 3 645 4 763 5 280 5 779 6 022 6 201 5 676 4 908 3 679 2 734 2 056 1631 6 Massa MS 44 02 1009 65 orizzontale 1 654 2 356 3 724 4 638 5 643 6 244 6 297 5 331 4 075 2 739 1 731 1 303 1397 0 Massa MS 44 02 1009 65 Sud tilt 30 abitazioni 2 793 3 329 4 588 4 922 5 461 5 791 5 939 5 418 4 650 3 610 2 660 2 211 1568 7 Massa MS 44 02 1009 65 Sudtilt 30 campi 2 809 3 353 4 625 4 968 5 517 5 854 6 003 5 472 4 691 3 638 2 677 2 224 1582 7 Matera MT 40 40 16 37
78. 021 1617 6 Palermo PA 3807 1322 14 Sudtilt 30 abitazioni 3 498 4 270 4 933 5 400 5 908 6 014 6 140 5 805 5 115 4 459 3 352 3 205 1773 7 Palermo PA 3807 1322 14 Sudtilt 30 campi 3 921 4 301 4 975 5 453 5 971 6 082 6 208 5 864 5 161 4 495 3 375 3 225 1789 9 Parma PR 44 48 1020 57 orizzontale 1 582 2 430 3 786 4 886 5 873 6 417 6 456 5 457 4 210 2 784 1 715 1 248 1430 7 Parma PR 44 48 1020 57 Sud tilt 30 abitazioni 2 711 3 526 4 727 5 239 5 711 5 971 6 112 5 580 4 863 3 734 2 691 2 155 1618 7 Parma PR 4448 1020 57 Sudtilt 30 campi PAPA IO ZO 10 mC USO AO 405762 27 02 2 Oy O33 Pavia PV 4511 09 09 77 orizzontale 1 546 2 384 3 787 4 942 5 870 6 421 6 438 5 454 4 097 2 640 1 706 1 197 1419 6 Pavia PV 4511 0909 77 Sudtilt 30 abitazioni 2 667 3 471 4 753 5 321 5 720 5 985 6 107 5 590 4 731 3 521 2 706 2 071 1607 2 Pavia PV 4511 0909 77 Sudtilt 30 campi 2 683 3 495 4 791 5 371 5 779 6 050 6 172 5 645 4 772 3 548 2 723 2 083 1621 4 Perugia PG 43 07 12 23 493 orizzontale 1 763 2 537 3 757 4 790 5 934 6 450 6 452 5 519 4 251 2 955 1 986 1 452 1461 3 Perugia PG 43 07 12 23 493 Sud tilt 30 abitazioni 2 938 3 582 4 582 5 066 5 723 5 954 6 058 5 591 4 837 3 900 3 096 2 463 1642 3 Perugia PG 43 07 12 23 493 Sudtilt 30 campi 2 956 3 607 4 620 5 114 5 783 6 019 6 123 5 646 4 880 3 929 3 116 2 478 1656 9 Pesaro PU 4355 1255 11 orizzontale 1 932 2 422 3 755 4 827 5 928 6 497 6 475 5 488 4 248 2 843 1 690 1 226 1433 4 Pesaro PS 4355 12 55 11
79. 06 476 orizzontale 2 062 2 914 4 054 5 131 6 121 6 657 6 616 5 798 4 486 3 363 2 280 1 822 1566 8 Vibo Valentia VV 38 41 16 06 476 Sud tilt 30 abitazioni 3 134 3 903 4 759 5 296 5 771 6 008 6 070 5 733 4 942 4 258 3 287 2 846 17098 Vibo Valentia VV 38 41 16 06 476 Sud tilt 30 campi 3 154 3 932 4 799 5 348 5 832 6 075 6 136 5 791 4 987 4 292 3 310 2 864 1725 6 Vicenza VI 4533 11 33 39 orizzontale 1 574 2 451 3 693 4 770 5 752 6 318 6 360 5 382 4 130 2 675 1 723 1 200 1405 6 Vicenza VI 45 33 11 33 39 Sudtilt 30 abitazioni 2 778 3 632 4 635 5 131 5 611 5 899 6 043 5 525 4 793 3 604 2 777 2 115 16038 Vicenza VI 45 33 11 33 39 Sudtilt 30 campi 2 194 3 656 4 672 5 179 5 669 5 963 6 107 5 579 4 835 3 631 2 794 2 127 1618 0 Villacidro VS 39 27 08 44 267 orizzontale 2 241 2 967 4 186 5 221 6 175 6 766 6 691 5 854 4 597 3 389 2 345 1 897 1598 1 Villacidro 39 27 08 44 267 Sud tilt 30 abitazioni 3 578 4 048 4 980 5 424 5 845 6 127 6 163 5 818 5 114 4 348 3 472 3 078 1770 6 Villacidro 39 27 08 44 267 Sud tilt 30 campi 3 601 4 078 5 022 5 477 5 907 6 195 6 230 5 877 5 160 4 382 3 495 3 097 1786 7 Viterbo VT 42 25 12 06 326 orizzontale 1 926 2 667 3 893 4 862 6 062 6 522 6 509 5 587 4 339 3 080 2 087 1 537 1498 7 Viterbo VT 4225 12 06 326 Sudtilt 30 abitazioni 3 226 3 758 4 737 5 124 5 827 6 000 6 090 5 640 4 919 4 056 3 235 2 585 1685 2 Viterbo VT 42 25 12 06 326 Sudtilt 30 campi 3 245 3 784 4 776 5 173 5
80. 07 deve presentare al GSE entro 60 giorni 90 giorni se l impianto entrato in eser cizio nel periodo tra il 1 ottobre 2005 e il 27 04 07 dalla data di entrata in esercizio dell impianto la richiesta di concessione della tariffa incentivante Allegato A1 o Afp secondo il caso comprensiva della documentazione prevista nell allegato 4 del medesimo decreto Al GSE devono essere inviati anche i Modelli cartacei debitamente compilati degli allegati A2 o A2p caratteristiche tecniche dell impian to fotovoltaico eventualmente gli allega ti A3a o A3b richiesta del premio e gli allegati A4 o A4p dichiarazione sostitui va di atto notorio BIE Appendici 4 k 1 a n x L N Poeti j a a a i ee A k 3 a n gn gt i A e ai b E a i gt LI _ a a la sa ar k i h Ma E dl k a 4 i a W i a j F 3 D n W a n P gt A A E 3 z te Ue h Se P L j E gt F z gt e P i 4 ar a f E e 4 r x ai p a a LL P k z Fotovoltaico e architettura Figura A 1 Schema di funzionamento di un impianto fotovoltaico connesso alla rete elettrica Per sistemi fotovoltaici integrati in edilizia si intendono quei sistemi nei quali il compo nente fotovoltaico sia caratterizzato da una valenza multifunzionale e sia cio oltre
81. 09 1605 9 Prato PO 4353 11 06 61 Sudtilt 30 campi 2 867 3 485 4 600 4 959 5 690 5 982 6 102 5 581 4 850 3 740 2 887 2 323 1620 2 Ragusa RG 36 56 14 44 502 orizzontale 2535 521 4123775511 62 17 6752 0 16 59234081 35702535 21160 1637 4 Ragusa RG 36 56 14 44 502 Sudtilt 30 abitazioni 3 514 4 316 4 916 5 433 5 856 6 016 6 102 5 801 5 109 4 494 3 614 3 287 1784 5 Ragusa RG 3656 14 44 502 Sudtilt 30 campi 3 938 4 349 4 959 5 487 5 919 6 084 6 169 5 860 5 156 4 530 3 639 3 308 16010 Ravenna RA 4425 12212 4 orizzontale 1 442 2 399 3 777 4 810 5 947 6 453 6 471 5 394 4 230 2 799 1 660 1 108 1419 8 Ravenna RA 4425 12212 4 Sudtilt 30 abitazioni 2 357 3 436 4 688 5 135 5 773 5 993 6 115 5 500 4 870 3 733 2 547 1 810 1586 2 Ravenna RA 4425 12212 4 Sudtilt 30 campi 2 371 3 460 4 726 5 184 5 833 6 058 6 180 5 554 4 913 3 761 2 564 1 822 1600 4 Reggio di Calabia RC 38 07 15 39 31 orizzontale 2 110 2 939 4 010 5 075 6 100 6 623 6 595 5 792 4 461 3 420 2 252 1 832 15039 Reggio di Calabria RC 38 07 15 39 31 Sudtilt 30 abitazioni 3 180 3 905 4 671 5 216 5 733 5 960 6 033 5 708 4 888 4 310 3 194 2 818 1698 0 Reggio di Calabria RC 38 07 15 39 31 Sudtilt 30 campi 3 201 3 934 4 711 5 267 5 794 6 027 6 099 5 766 4 933 4 344 3 217 2 836 1713 7 Reggio nell Emilia RE 44 42 10 38 58 orizzontale 1 608 2 448 3 792 4 849 5 870 6 415 6 458 5 443 4 221 2 788 1 726 1 243 1431 2 Reggio nell Emilia RE 44 42 10 38 58 Sudtilt 30 abitazioni 2 760
82. 1 11 37 9 Sudtilt 30 campi 2 962 3 580 4 779 5 274 5 809 6 078 6 208 5 618 4 938 3 711 2 766 2 037 1628 8 Firenze FL 43 46 11 15 50 orizzontale 1 723 2 443 3 711 4 655 5 839 6 420 6 412 5 428 4 193 2 839 1 868 1 377 1432 7 Firenze FL 43 46 11 15 50 Sudtilt 30 abitazioni 2 920 3 465 4 552 4 933 5 647 5 945 6 040 5 515 4 791 3 754 2 914 2 355 1613 1 Firenze FL 43 46 11 15 50 Sud tilt 30 campi 2938 5452 4562 497957067001016 104155704833 5705 2932 2350609 16275 Foggia FG 41 28 15 33 76 orizzontale 1 914 2 841 3 860 5 169 6 136 6 671 6 567 5 690 4 433 3 152 2 037 1 601 15269 Foggia FG 41 28 15 33 76 Sudtilt 30 abitazioni 3 095 3 989 4 635 5 441 5 870 6 106 6 114 5 716 4 997 4 108 3 051 2 635 1701 9 Foggia FG 41 28 15 33 76 Sud tilt 30 campi 3 114 4 018 4 674 5 493 5 932 6 173 6 180 5 773 5 041 4 139 3 071 2651 1717 2 Forl FC 4414 12202 34 orizzontale 1 540 2 429 3 794 4 906 5 998 6 458 6 469 5 391 4 225 2 823 1 728 1 175 14554 Forli FO 4414 12202 34 Sudtilt 30 abitazioni 2 555 3 476 4 702 5 241 5 819 5 993 6 108 5 490 4 856 3 760 2 670 1 940 1606 1 Forli FO 4414 12202 34 Sudtilt 30 campi 2 570 3 500 4 740 5 290 5 879 6 058 6 173 5 544 4 898 3 788 2 687 1 952 1620 5 Frosinone FR 41 38 13 21 291 orizzontale 1 987 2 728 3 815 4 832 5 958 6 507 6 438 5 575 4 283 3 077 2 014 1 586 14904 Frosinone FR 41 38 13 21 291 Sudtilt 30 abitazioni 3 272 3 805 4 582 5 063 5 703 5 963 6 000 5 600 4 813 3 999 3 020 2 617 1662 0
83. 106 kW Il La produzione industriale ara mee wie I vl JA AA oy gt we n qa i gr sya 6 ni y L pa be gt ae 4 i PIPE IE EEE e SFP Ff Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Gestore dei Servizi Elettrici ha ricono sciuto da quando attivo il Conto Energia 15 milioni di euro in incentivi 8 2 Il mercato Il mercato mondiale dell energia solare fotovoltaica continua ad espandersi rapi damente nel 2006 la produzione di celle fotovoltaiche stata di 2500 MW circa con una crescita superiore al 28 in un solo anno Leader mondiale nella produzione di celle il Giappone con una quota di oltre il 50 sul totale mondiale due tra le mag giori aziende del settore la Sharp e la Kyocera sono infatti giapponesi L Asia nel suo complesso ha una quota di mer cato sempre pi alta pari al 58 6 a livel lo mondiale con la Cina in crescita Segue l Europa con il 25 8 dove leader incon trastata la Germania e gli Stati Uniti con una quota pari al 11 5 Leader nella produzione di celle resta la societ giapponese Sharp con una quota di mercato pari al 17 2 era del 26 4 nel 2003 nel 2006 sono state prodotte celle per una capacit di erogazione pari a 434 MW di potenza elettrica erano 198 MW nel 2003 con un incremento annua le del 40 Le altre aziende leader sono Kyocera con 180 MW 7 2 delle celle BP Solar c
84. 2007 per richiedere le tariffe incentivanti e il relativo premio abbinato all uso efficiente dell energia 8 5 3 Allegati a complemento del decreto Conto Energia Allegato 1 al decreto Conto Energia del 19 febbraio 2007 moduli fotovoltaici devono essere prova ti e verificati da laboratori accreditati per le specifiche prove necessarie alla verifica dei moduli in conformit alla norma UNI CEI EN ISO IEC 17025 Tali laboratori dovranno essere accreditati EA European Accreditation Agreement o dovranno aver stabilito con EA accordi di mutuo riconoscimento Gli impianti fotovoltaici devono essere rea lizzati con componenti che assicurino l os servanza delle due seguenti condizioni a Fe gt 0 85 i os ls dove P_ la potenza in corrente continua misurata all uscita del generatore foto voltaico con precisione migliore del 2 Prom la potenza nominale del gene ratore fotovoltaico l l irraggiamento W m misurato sul piano dei moduli con precisione mi gliore del 3 luo pari a 1000 W m e l irraggiamen to in condizioni di prova standard Tale condizione deve essere verificata per gt 600 W m b P gt 0 9 Py dove P_ la potenza attiva in corrente al ternata misurata all uscita del gruppo di conversione della corrente generata dai moduli fotovoltaici continua in corren te alternata con precisione migliore del 2 La misura della potenza P e della
85. 225 Sud tilt 30 campi 3 495 3 938 4 965 5 432 5 941 6 163 6 283 5 897 5 087 4 281 3 226 2 809 1756 2 Savona SV 44 18 0829 4 orizzontale 1 614 2 306 3 763 4 714 5 675 6 298 6 289 5 357 4 112 2 684 1 721 1 239 1398 1 Savona SV 4448 08 29 4 Sudtilt 30 abitazioni 2 730 3 259 4 660 5 020 5 500 5 848 5 939 5 455 4 711 3 538 2 661 2 089 1569 7 Savona SV 44 18 0829 4 Sudtilt 30 campi 273436 S202 4690 5007 339 5711 6002 15509 4752 5565 2679 2102 15650 Siena SI 4319 11 20 322 orizzontale 1 788 2 541 3 794 4762 5933 6 478 6 457 5 477 4 233 2 921 1 972 1 509 1461 9 Siena SI 4319 11 20 322 Sudtilt 30 abitazioni 3 017 3 605 4 646 5 040 5 727 5 986 6 069 5 552 4 823 3 858 3 086 2 617 1649 6 Siena SI 4319 11 20 322 Sud tilt 30 campi 3 035 3 631 4 684 5 088 5 787 6 051 6 134 5 607 4 866 3 888 3 106 2 632 1664 2 Siracusa SR 37 04 15 18 17 orizzontale 2 322 3 272 4 267 5 346 6 348 6 741 6 736 5 943 4 738 3 691 2 559 2 130 1651 8 Siracusa SR 3704 1518 17 Sudtilt 30 abitazioni 3 500 4 379 4 963 5 476 5 932 6 029 6 124 5 826 5 184 4 657 3 669 3 329 1803 1 Siracusa SR 37 04 1518 17 Sudtilt 30 campi 3 923 4 412 5 006 5 529 5 996 6 096 6 192 5 886 5 232 4 694 3 695 3 350 1819 7 Sondrio SO 46 10 09 52 307 orizzontale 1 308 2 310 3 634 4 644 5 507 5 956 5 889 4 956 3 776 2 551 1 597 1 044 1318 3 Sondrio SO 46 10 09 52 307 Sud tilt 30 abitazioni 2 218 3 418 4 587 5 004 5 381 5 578 5 607 5 078 4 350 3 437 2 564 1 802 1496 3 Sondrio SO 46
86. 229 2 979 2 542 1705 3 Brindisi BR 4038 17 57 13 Sudtilt 30 campi 3 180 3 946 4 768 5 400 5 899 6 171 6 257 5 797 5 129 4 262 2 999 2 558 1720 8 Cagliari CA 3913 09 07 6 orizzontale 2 313 3 029 4 195 5 128 6 081 6 684 6 656 5 833 4 593 3 443 2 348 1 899 1594 2 Cagliari CA 3913 0907 6 Sud tilt 30 abitazioni 3 704 4 135 4 980 5 312 5 749 6 047 6 123 5 788 5 098 4 417 3 458 3 059 1766 8 Cagliari CA 3913 0907 6 Sudtilt 30 campi 3 727 4 166 5 022 5 364 5 810 6 114 6 190 5 846 5 144 4 452 3 481 3 078 1782 8 Caltanissetta CL 3727 14 04 568 orizzontale 232813233 4210 32 3 06 217 16720 6702 5050 4167 33 507 2495 2059716505 Caltanissetta CL 37 29 14 04 568 Sud tilt 30 abitazioni 3 553 4 345 4 919 5 417 5 882 6 031 6 114 5 745 5 122 4 479 3 568 3 220 1782 5 Caltanissetta CL 37 29 14 04 568 Sud tilt 30 campi 3 9076 4 378 4 961 5 470 5 945 6 098 6 181 5 804 5 169 4 515 3 593 3 241 17959 Campobasso CB 41 34 14 40 701 orizzontale 1 856 2 730 3 730 5 015 6 030 6 591 6 439 5 575 4 315 3 094 1 974 1 599 1494 7 Campobasso CB 41 34 14 40 701 Sud tilt 30 abitazioni 2 981 3 802 4 458 5 269 5 771 6 037 5 999 5 598 4 851 4 022 2 938 2 639 1659 5 Campobasso CB 41 34 14 40 701 Sud tilt 30 campi 3 000 3 829 4 496 5 319 5 831 6 103 6 063 5 654 4 894 4 053 2 958 2 655 1674 5 158 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Radiaz Orientamento Radiazione globale giornaliera media mensile kWh m ana Localit Prov Lat Long Alt
87. 3 Perdite termiche e ottiche La temperatura delle celle dipende dalla temperatura ambiente dal valore dell ir raggiamento e dalla manifattura del pan nello Il parametro che caratterizza la mani Risposta angolare del modulo fotovoltaico Qlim 90 angolo di incidenza fattura del pannello la NOCT Nominal Operatine Cell Temperature e rappresen ta la temperatura del modulo allorch la temperatura ambiente 20 C e la radia zione incidente pari a 800 W m Valori tipici di NOCT si aggirano intorno ai 40 45 C e dipendono essenzialmente dal tipo di incapsulamento delle celle fotovoltaiche A parit di insolazione all aumentare della temperatura delle celle si ha una diminuzione della tensio ne e della potenza erogata In particola re nel caso di moduli al silicio cristallino per ogni 10 C di aumento di temperatu ra si ha una diminuzione della potenza erogata pari a circa il 4 e una diminuzio ne di tensione dell ordine del 3 5 In definitiva poich i moduli lavorano tipi camente con temperature che rispetto a quelle di riferimento sono superiori di circa 20 C le perdite termiche ammon tano a circa 8 Riguardo alle perdite ottiche esse sono dovute al fatto che il modulo fotovoltaico presenta una curva di risposta non piatta in funzione dell angolo di incidenza della radiazione solare rispetto alla superficie del modulo stesso In particolare si evi denzia che per direzioni della radiazione
88. 306 2249 179 156232 Nuoro NU 4019 09 20 549 Sud tilt 30 abitazioni 3 366 4 064 4 858 5 275 5 808 6 005 6 173 5 767 5 059 4 275 3 363 2 949 1739 0 Nuoro NU 4019 09 20 549 Sud tilt 30 campi 3 387 4 094 4 899 5 326 5 869 6 072 6 240 5 825 5 105 4 308 3 385 2 967 1754 7 Olbia OT 40 56 09 30 15 orizzontale 2 074 2 918 4 085 5 085 6 146 6 658 6 702 5 783 4 538 3 255 2 122 1 715 15600 Olbia 4056 09 30 15 Sudtilt 30 abitazioni 3 384 4 082 4 924 5 325 5 864 6 077 6 221 5 796 5 106 4 235 3 171 2 832 1740 7 Olbia 4056 09 30 15 Sudtilt 30 campi 3 404 4 111 4 966 5 376 5 926 6 144 6 289 5 854 5 152 4 268 3 193 2 849 1756 4 Oristano OR 39 54 0836 9 orizzontale 2 204 2 934 4 173 5 187 6 146 6 702 6 711 5 916 4 622 3 339 2 302 1 877 15915 Oristano OR 39 54 0836 9 Sud tilt 30 abitazioni 3 549 4 026 4 988 5 402 5 832 6 085 6 195 5 899 5 165 4 299 3 429 3 081 1769 3 Oristano OR 39 54 0836 9 Sudtilt 30 campi 35 11 4055 500 3 455 5023 T052 T0 203739380 9 247332093 102 T3 1001785 3 Padova PD 4525 1152 12 orizzontale 1 507 2 394 3 742 4 823 5 867 6 403 6 413 5 418 4 156 2 694 1 707 1 147 1413 1 Padova PD 4525 1152 12 Sudtilt 30 abitazioni 2 602 3 511 4 701 5 188 5 723 5 975 6 090 5 560 4 822 3 626 2 729 1 977 1602 8 Padova PD 4525 11 52 12 Sudtilt 30 campi 2 617 3 536 4 738 5 237 5 782 6 039 6 154 5 614 4 864 3 653 2 746 1 989 1617 0 Palermo PA 3807 1322 14 orizzontale 2 270 3 159 4 204 5 243 6 286 6 686 6 715 5 886 4 645 3 517 2 339 2
89. 36 6 382 6 376 5 374 4142 2 678 1 636 1 124 1396 0 Venezia VE 45 26 12 20 1 Sud tilt 30 abitazioni 2 514 3 291 4 617 5 077 5 692 5 956 6 055 5 511 4 803 3 601 2 583 1 925 1576 2 Venezia VE 4526 12220 1 Sudtilt 30 campi 2 929 3 314 4 654 5 125 5 751 6 020 6 119 5 565 4 845 3 628 2 600 1 936 1590 2 Verbania VB 45 56 08 33 197 orizzontale 1 499 2 419 3 730 4 671 5 512 6 137 6 081 5 211 3 861 2 602 1 649 1 207 1361 4 Verbania VB 45 56 08 33 197 Sud tilt 30 abitazioni 2 642 3 605 4 717 5 027 5 381 5 741 5 786 5 349 4 452 3 507 2 655 2 170 1557 8 Verbania VB 45 56 08 33 197 Sudtilt 30 campi 2 657 3 629 4 755 5 074 5 436 5 802 5 848 5 401 4 491 3 534 2 671 2 182 1571 5 Vercelli VC 45 20 08 25 130 orizzontale 1 943 2 445 3 783 4 910 5 799 6 387 6 394 5 448 4 060 2 657 1 728 1 258 1417 4 Vercelli VC 45 20 08 25 130 Sud tilt 30 abitazioni 2 678 3 599 4 758 5 289 5 653 5 958 6 069 5 589 4 689 3 560 2 766 2 233 1613 1 Vercelli VC 45 20 08 25 130 Sudtilt 30 campi 2 693 3 624 4 796 5 338 5 711 6 022 6 133 5 644 4 730 3 586 2 784 2 245 1627 3 Verona VR 4527 10 60 59 orizzontale 1 580 2 465 3 712 4 734 5 701 6 269 6 340 5 338 4 121 2 680 1 720 1 179 13999 Verona VR 4527 1060 59 Sud tilt 30 abitazioni 2 779 3 649 4 659 5 084 5 558 5 851 6 021 5 473 4 777 3 605 2 760 2 056 1595 5 Verona VR 4527 1060 59 Sudtilt 30 campi 2 195 3 674 4 696 5 132 5 615 5 914 6 085 5 526 4 818 3 632 2 777 2 067 1609 6 Vibo Valentia VV 38 41 16
90. 399 4 535 3 513 2 659 2 158 1564 7 Como CO 45 48 09 05 201 Sudtilt 30 campi 2 677 3 601 4 725 5 086 5 448 5 833 5 928 5 452 4 574 3 539 2 676 2 170 1578 5 Cosenza CS 39 18 16 15 238 orizzontale POZO e O Dl OOO II OSO 35410025982 OZ Cosenza CS 39 18 16 15 238 Sud tilt 30 abitazioni 3 036 3 718 4 550 5 171 5 683 6 011 6 049 5 639 4 805 4 137 3 160 2 712 16691 Cosenza CS 39 18 16 15 238 Sud tilt 30 campi 3 056 3 746 4 589 5 221 5 744 6 078 6 115 5 696 4 848 4 169 3 182 2 729 16845 Cremona CR 45 08 10 01 45 orizzontale 1 560 2 426 3 773 4 934 5 877 6 403 6 450 5 475 4 169 2 721 1 707 1 194 1425 9 Cremona CR 45 08 10 01 45 Sud tilt 30 abitazioni 2 696 3 546 4 729 5 309 5 725 5 967 6 117 5 612 4 825 3 652 2 704 2 061 1616 2 Cremona CR 45 08 10 01 45 Sudtilt 30 campi 2 711 3 570 4 767 5 358 5 784 6 031 6 182 5 667 4 866 3 680 2 721 2 073 1630 5 Crotone KR 3905 17 08 8 orizzontale 2 099 3 050 4 120 5 166 6 190 6 677 6 649 5 819 4 536 3 401 2 301 1 840 1583 3 Crotone KR 3905 17 08 8 Sud tilt 30 abitazioni 3 245 4 161 4 869 5 349 5 848 6 038 6 113 5 769 5 021 4 342 3 358 2 920 1741 0 Crotone KR 3905 17 08 8 Sudtilt 30 campi 3 266 4 192 4 911 5 401 5 910 6 105 6 180 5 828 5 066 4 377 3 381 2 939 1756 9 59 Appendice E Dati della radiazione solare nelle localit italiane capoluogo di provincia Radiaz Orientamento Radiazione globale giornaliera media mensile kWh m S0bale Localit Prov Lat Long Alt e
91. 4 193 2 990 2 578 1693 0 Andria BA 4114 16 18 151 Sudtilt 30 campi 3 044 3 920 4 695 5 376 5 889 6 174 6 195 5 793 5 051 4 225 3 011 2 594 1708 4 Aosta AO 45 44 0719 583 orizzontale 12272212 300374173 3072 023300803157 3243 2680110771108 15562 Aosta AO 45 44 07 19 583 Sud tilt 30 abitazioni 2 006 3 197 4 605 5 165 5 556 5 825 5 785 5 287 4 552 3 624 2 695 1914 1532 7 Aosta AO 45 44 07 19 583 Sud tilt 30 campi 2 018 3 219 4 642 5 213 5 613 5 888 5 846 5 338 4 592 3 651 2 712 1 925 1546 4 Arezzo AR 43 28 11 53 296 orizzontale 1 710 2 487 3 738 4 692 5 877 6 427 6 418 5 426 4 229 2 848 1 912 1 441 1441 7 Arezzo AR 43 28 11 53 296 Sud tilt 30 abitazioni 2 857 3 520 4 573 4 965 5 676 5 943 6 037 5 502 4 825 3 750 2 977 2 472 1621 1 Arezzo AR 43 28 11 53 296 Sud tilt 30 campi 2 874 3 545 4 611 5 012 5 735 6 008 6 101 5 557 4 868 3 778 2 996 2 486 1635 6 Ascoli Piceno AP 42 51 13 35 154 orizzontale 1 764 2 616 3 742 4917 5 920 6 443 6 365 5 420 4 244 2 987 1 875 1 450 1457 9 Ascoli Piceno AP 42 51 13 35 154 Sud tilt 30 abitazioni 2 911 3 702 4 545 5 202 5 700 5 940 5 968 5 475 4 816 3 934 2 848 2 433 1632 5 Ascoli Piceno AP 42 51 13 35 154 Sud tilt 30 campi 2 929 3 129 4 583 5 252 5 760 6 005 6 032 5 530 4 859 3 964 2 867 2 447 16471 Asti AT 4454 08 12 123 orizzontale 1 588 2 457 3 829 4 928 5 842 6 407 6 389 5 387 4 061 2 662 1 749 1 280 1422 5 Asti AT 4454 08 12 123 Sud tilt 30 abitazioni 2 736 3 585 4
92. 5 Catania CT 37 30 15 05 7 Sudtilt 30 campi 3 492 4 427 4 971 5 440 5 947 6 103 6 158 5 801 5 154 4 650 3 525 3 260 1798 8 Catanzaro CZ 38 54 16 36 320 orizzontale 2 074 3 037 4 065 5 134 6 114 6 662 6 520 5 743 4 471 3 377 2 297 1 882 1568 8 Catanzaro CZ 38 54 16 36 320 Sud tilt 30 abitazioni 3 177 4 124 4 784 5 307 5 771 6 019 5 990 5 684 4 933 4 293 3 336 2 991 1721 9 Catanzaro CZ 38 54 16 36 320 Sud tilt 30 campi 3 198 4 155 4 825 5 359 5 832 6 086 6 056 5 741 4 978 4 327 3 359 3 010 1737 6 Cesena FC 4408 1215 44 orizzontale 1 539 2 414 3 779 4920 5 993 6 430 6 470 5 412 4 228 2 805 1 691 1 169 1430 9 Cesena FO 4408 1215 44 Sud tilt 30 abitazioni 2 545 3 440 4 674 5 254 5 811 5 964 6 106 5 510 4 854 3 724 2 587 1 920 15994 Cesena FO 4408 1215 44 Sudtilt 30 campi 2 560 3 465 4 712 5 303 5 871 6 029 6 171 5 564 4 897 3 752 2 604 1 932 1613 8 Chieti CH 42 21 14 10 330 orizzontale 1 821 2 665 3 791 4 985 5 991 6 567 6 435 5 542 4 336 3 029 1 861 1 478 1481 1 Chieti CH 42 21 14 10 330 Sud tilt 30 abitazioni 2 986 3 750 4 586 5 263 5 756 6 038 6 019 5 590 4 912 3 968 2 781 2 446 1651 4 Chieti CH 42 21 14 10 330 Sud tilt 30 campi 3 004 3 777 4 624 5 313 5 816 6 104 6 084 5 645 4 956 3 999 2 800 2 461 1666 3 Como CO 45 48 09 05 201 orizzontale 1 514 2 411 3 717 4 684 5 528 6 173 6 168 5 260 3 927 2 611 1 657 1 207 13699 Como CO 45 48 09 05 201 Sud tilt 30 abitazioni 2 662 3 577 4 688 5 038 5 393 5 771 5 866 5
93. 500 V bassa tensione m Vion gt 1 000 Vca o 1 500 V_ fino a 30 000 V media tensione m Ill Viom gt 30 000 V alta tensione Gli impianti fotovoltaici sono generalmen te sistemi di categoria 0 o e possono essere collegati a sistemi di categoria Il o lll tramite trasformatore Inoltre i sistemi elettrici possono essere classificati in relazione allo stato del neu tro e delle masse come sistemi m TT il neutro a terra mentre le masse sono collegate a una terra diversa dalla terra del neutro m TN le masse sono collegate al neutro che a terra m IT il neutro isolato da terra e le masse sono a terra Nel caso di presenza di trasformatore tra Possibile anello di guasto solo in presenza di doppio guasto sezione in corrente continua e rete co munque sia classificata la rete TT o TN il generatore fotovoltaico viene general 67 Componenti del sistema fotovoltaico Scelte e configurazioni mente gestito come sistema IT masse a terra e poli floating In questa ipotesi le possibili protezioni da adottare riguardano 1 messa a terra di masse e controllo con tinuo dell isolamento del generatore fotovoltaico In questo caso necessa rio segnalare il verificarsi di un primo guasto a terra senza interrompere il ser vizio dando la possibilit di eliminare il guasto 2 ricorso a componenti di isolamento doppio o rinforzato di classe Il in modo da rendere improbabile il gua sto a
94. 6 235 5 808 5 156 4 301 3 125 2 686 1740 5 Lecco LC 45 51 09 24 214 orizzontale 1 502 2 389 3 685 4 655 5 414 5 981 6 017 5 051 3 867 2 609 1 627 1 180 1343 0 Lecco LC 45 51 09 24 214 Sudtilt 30 abitazioni 2 641 3 540 4 644 5 005 5 280 5 593 5 722 5 171 4 456 3 512 2 601 2 096 1534 3 Lecco LC 45 51 09 24 214 Sudtilt 30 campi 2 656 3 964 4 681 5 052 5 335 5 653 5 783 5 222 4 495 3 539 2 617 2 108 15475 Livorno LI 43 33 1019 3 orizzontale 1 773 2 493 3 871 4 790 5 938 6 550 6 514 5 548 4 259 2 896 1 837 1 401 1462 2 Livorno LI 4333 10 19 3 Sudtilt 30 abitazioni 3 011 3 538 4 773 5 081 5 739 6 058 6 129 5 637 4 868 3 833 2 832 2 389 1645 5 Livorno LI 43 33 1019 3 Sud tilt 30 campi 310297 3503 4812 5129205729 0 123 T0 O 3673 4711 3862 2650 2405 1660 2 Lodi LO 45 19 09 30 87 orizzontale 1 548 2 402 3 770 4 957 5 837 6 397 6 432 5 472 4 100 2 643 1 704 1 187 14185 Lodi LO 4519 09 30 87 Sud tilt 30 abitazioni 2 688 3 516 4 737 5 344 5 690 5 966 6 105 5 615 4 741 3 535 2 714 2 061 1609 2 Lodi LO 4519 09 30 87 Sudtilt 30 campi 2 703 3 540 4 775 5 393 5 749 6 031 6 170 5 670 4 783 3 562 2 731 2 073 1623 4 161 Appendice E Dati della radiazione solare nelle localit italiane capoluogo di provincia Radiaz Orientamento Radiazione globale giornaliera media mensile kWh m ada Localit Prov Lat Long Alt etipo di suolo gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic kWh m Lucca LU 43 51 1030 19 orizzontale 1 716 2 44
95. 70 dall utenza hanno diritto alla mag giorazione del 5 nonch gli impianti integrati in superfici esterne di edifici fab bricati strutture edilizie di destinazione agricola in sostituzione di coperture di eternit o di amianto Il decreto MSE del 19 02 07 introduce una novit nel quadro degli incentivi alla pro duzione di energia elettrica da fonti rinno vabili Si tratta di un ulteriore incremento della tariffa incentivante che lega un impianto fotovoltaico ad un edificio al quale fornisce elettricit Per avere diritto all incremento l edificio abbinato all im pianto fotovoltaico dovr essere oggetto di interventi di risparmio energetico in grado di abbassare l indice di prestazio ne energetica di almeno il 10 rispetto a quanto stabilisce il suo attestato di quali ficazione energetica Per dimostrare l av venuta esecuzione degli interventi miglio rativi e la riduzione del fabbisogno di energia necessario produrre una nuova certificazione energetica Per richiedere il premio entrambe le certificazioni debbo no essere inviate al GSE Esso verr corri sposto a partire dall anno solare successi vo alla data della richiesta Il premio con sistere in una maggiorazione percentuale Impianto Impianto con parzialmente integrazione integrato architettonica 0 44 0 49 0 42 0 46 0 40 0 44 della tariffa incentivante riconosciuta pari alla met della percentuale di riduzione del fabbisogno di energia conseguita e
96. 8 1632 7 Monza MB 45 35 09 16 162 orizzontale 1 530 2 387 3 742 4 807 5 706 6 318 6 315 5 382 4 034 2 641 1 671 1 211 1397 1 Monza MI 45 35 09 16 162 Sudtilt 30 abitazioni 2 675 3 512 4 712 5 176 5 566 5 901 6 001 5 525 4 667 3 549 2 670 2 145 1590 5 Monza MI 45 35 09 16 162 Sud tilt 30 campi 2 691 3 536 4 750 5 225 5 623 5 964 6 064 5 579 4 707 3 576 2 686 2 157 1604 5 Napoli NA 4051 14 15 17 orizzontale 2 029 2 816 3 924 5 024 6 091 6 650 6 613 5 767 4 443 3 226 2 142 1 698 15599 Napoli NA 4051 14 15 17 Sudtilt 30 abitazioni 3 277 3 897 4 692 5 253 5 808 6 068 6 137 5 776 4 982 4 184 3 202 2 786 1711 6 Napoli NA 4051 14 15 17 Sudtilt 30 campi 3 298 3 925 4 732 5 304 5 869 6 134 6 204 5 834 5 026 4 216 3 224 2 803 17271 Novara NO 45 27 08 37 162 orizzontale 1 524 2 425 3 766 4 888 5 780 6 374 6 360 5 392 4 047 2 638 1 711 1 251 1409 6 Novara NO 45 27 08 37 162 Sudtilt 30 abitazioni 2 647 3 572 4 739 5 267 5 637 5 949 6 040 5 532 4 678 3 534 2 741 2 227 1604 6 Novara NO 45 27 08 37 162 Sud tilt 30 campi 2 602 3596 4 77 5 16 56925 6013 61043 5596 4719 5561 27592 2259 16187 162 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Radiaz Orientamento _ Radiazione globale giornaliera media mensile kWh m S0bale Localit Prov Lat Long Alt etipo di suolo gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic kWh m Nuoro NU 40 19 09 20 549 orizzontale 209 2937 4063 5 061 6 108 6596 6671 5776 4523 5
97. AN Sep O Nov Feb Mar dpr May june ot E al I SEZIONE DC SEZIONE AC E RETE DI UTENTE e in particolare alla CEI 11 20 Questo dispositivo dovr essere dotato di opportuna cer tificazione emessa da un laboratorio accreditato Questo tipo di soluzione viene accet tata dai Distributori di energia elettrica si veda a tal proposito il documento ENEL DK 5940 ed 2 2 Le principali caratteristiche elettriche richieste all inverter tenuto conto della configu razione del campo fotovoltaico prescelta sono le seguenti m Potenza nominale 17 KVA m Tensione operativa lato DC 220 400 V m Potenza di soglia 200 W m Efficienza al 10 della Pnom 90 148 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico m Efficienza alla Pnom 94 Tipo di uscita trifase L impianto prevede inoltre la presenza di 2 scaricatori uno per ogni ingresso degli inver ter per la protezione contro gli effetti prodotti da sovratensioni indotte a seguito di scariche atmosferiche A seguire vengono riportati gli schemi elettrici di dettaglio dell intero impianto foto voltaico dei quadri di subcampo e del quadro generale e di interfaccia rete 149 Appendice D Esempi di progetti S d 10 dA E 6T Op 02 03 10 0304 O1luol ldul 07zUvIdu p ay0uauab 00 U473 3 2 3 VUWIYIS odwojqns ip opono 1330 39139Y 02203J34 1UI 3 043U3D OJPOND ADO 2H 0S WA ODF a3ua3n Ip a33u NA P
98. GSE o dal l impresa distributrice se prodotta da impianti collegati alla rete di trasmissione nazionale o alla rete di distribuzione Successivamente alla richiesta effettuata dal soggetto responsabile l impresa distributrice esegue una verifica tecnica al fine di valutare l impatto sulla rete della potenza disponibile richiesta in immissio ne ed invia al richiedente un preventivo dove sono indicate m la tipologia del lavoro necessario alla realizzazione della connessione m la soluzione individuata per la connes sione m la descrizione degli eventuali adegua menti necessari da effettuare sul 104 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico l impianto a cura del soggetto respon sabile m il corrispettivo per la connessione evi denziando le singole voci di costo m il termine previsto per la realizzazione della connessione m il codice alfanumerico identificativo dei punti d immissione e di prelievo localiz zati nel territorio di competenza delle imprese distributrici Il tempo di messa a disposizione del pre ventivo per la connessione al massimo di 20 giorni lavorativi Esso ha validit non inferiore a 3 mesi e nessun corrispettivo che non sia stato indicato nel preventivo pu essere richiesto successivamente per l esecuzione dei lavori indicati L accettazione da parte del soggetto responsabile del preventivo deve avveni re entro i tre mesi di validit Una volta conclusi i lavori di realizzazion
99. REGIONE SICILIANA ASSESSORATO INDUSTRIA Progettare e installare un IMPIANTO FOTOVOLTAICO AAA A KES EEES ll Ente per le Nuove tecnologie l Energia e l Ambiente ri hii r A iri ai s Progettare e installare un impianto fotovoltaico Progettare e installare un impianto fotovoltaico 2008 ENEA Ente per le Nuove tecnologie l Energia e l Ambiente Lungotevere Thaon di Revel 76 Roma ISBN 88 8286 159 7 REGIONE SICILIANA ASSESSORATO INDUSTRIA Progettare e installare un impianto fotovoltaico a cura di Francesco P Vivoli Testi di S Castello F De Lia G Graditi A Scognamiglio L Zingarelli R Schioppo Contributi di P Signoretti F Spinelli ee N CA Ente per le Nuove tecnologie pura energia di Sicilia l Energia e l Ambiente Presentazione Il volume viene pubblicato nell ambito del programma SICENEA finanziato dall Assessorato Industria della Regione Siciliana per promuovere una maggiore con sapevolezza riguardo i problemi energetici e ambientali e sensibilizzare all impiego delle fonti rinnovabili e all uso razionale dell energia nei vari settori produttivi e civili Obiettivo di rilievo del programma sollecitare l attenzione di Enti locali Imprese pro gettisti installatori e energy manager sulle opportunit di sviluppo e crescita di un mer cato e un industria locale delle fonti rinnovabili e dell efficienza energetica in grado di incidere sulla crescita di co
100. a celle e moduli fotovoltaici materia li e nuovi sviluppi tecnologici sistemi fotovoltaici tipologie e applicazioni configurazio ni di impianto dimensionamento e scelta dei componenti normativa elettrica aspetti economici e sistemi di incentivazione integrazione dei sistemi fotovoltaici negli edifici e soluzioni architettoniche verifiche e collaudo degli impianti esempi di progetto Con una trattazione sistematica degli argomenti affrontati l opera vuole costituire uno strumento di studio e formazione per professionisti e operatori di settore tipicamen te ingegneri architetti e diplomati tecnici che vogliano accostarsi a questa tecnologia per farne occasione ed opportunit di lavoro Indice Capitolo Uno La radiazione solare Capitolo Due e o o o o o o o o o o o o o o o o o o l effetto fotovoltaico la conversione dell energia solare La cella 2 1 Ll 206 2 4 z Capitolo Tre L effetto fotovoltaico e la cella fotovoltaica L efficienza di conversione e o o o o o o o o o o o o o o o o o Le caratteristiche elettriche della cella La tecnologia del silicio 2 4 1 2 4 2 La fabbricazione della cella cion Le celle commerciali Le nuove tecnologie 2 5 1 2 54 film sottili La terza generazi
101. a particolare attenzione nella fase di design Tutti gli impianti Mediamente 25 m di moduli per abitazione per una potenza nomi nale variabile tra 2 e 2 5 kW sono collegati alla rete ed il loro funzionamento con tinuamente monitorato dall autorit energetica regionale che interviene in caso di cat tivo funzionamento degli impianti Requisiti e parametri per la progettazione Sulla messa a punto dei criteri di riferimento per la progettazione di sistemi fotovoltai ci integrati negli edifici un grande lavoro stato svolto a partire dal 1997 dalla International Energy Agency IEA nell ambito del Power Systems Program mediante le attivit della Task 7 PV in the built environment Obiettivo di questo gruppo di ricerca sui sistemi fotovoltaici inseriti in ambienti costrui ti stato quello di migliorarne la qualit architettonica e tecnica la fattibilit econo mica e di rimuovere le barriere non tecniche che ne ostacolano la diffusione Nell ambito delle numerose attivit vi stata anche la strutturazione di alcuni strumen ti teorici per la progettazione di sistemi fotovoltaici che prenderemo come riferimen to per le considerazioni che seguono Sinteticamente i parametri da considerarsi nella progettazione di un sistema fotovol taico integrato in architettura sono la massimizzazione del rendimento energetico del 113 Figura A 5 Indicazione dell angolo di elevazione ed azimuth solare e di azimuth e til
102. a progettazione dell intera area stata eseguita secondo criteri di elevata sostenibi lit facendo ricorso ad un metodo messo a punto dalla BOOM Tra i requisiti richiesti agli architetti vi era quello di integrare il sistema fotovoltaico nell involucro dell edifi cio ricorrendo a soluzioni standard gi sperimentate che potessero assicurare i risul tati desiderati y di et mu 112 Figura A 4 Copertura fotovoltaica 2 3 MW realizzata ad Haarlemmermeer in occasione della Floriade Exhibition 2002 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Nella fase istruttoria del progetto era stato stabilito un limite massimo di riduzione del rendimento del sistema dovuto ad effetti di ombreggiamento o di orientamento non ottimale pari al 5 inoltre l inclinazione della copertura di ognuno degli edifici dove va essere compresa tra 20 e 50 Coerentemente con questi principi sono state elaborate soluzioni architettoniche e tipo logiche standard Per la maggior parte le coperture sono inclinate di 20 in un solo progetto l inclinazione di 70 in tal caso la riduzione del rendimento energetico del sistema fotovoltaico pari al 16 Una consistente parte della potenza installata 360 KW stata posizionata su coperture orizzontali mediante l impiego di appositi sup porti in plastica Si stabilito di realizzare solo un numero minimo di edifici che faces sero ricorso a soluzioni non standard che richiedevano un
103. ae oe okie eae Trondheim 7 Athens 24 Pavilion ronde as Fribourg 4 Cambridge 1 Trondheim 6 Athens 39 Slab Torino 23 Fribourg 7 Cambridge 2 Trondheim 9 Athens 50 Terrace Torino 38 Fribourg 11 Cambridge 2 Trondheim 14 128 Tabella 6 Fattori di albedo caratteristici di diverse superfici Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Si pu notare come il maggiore potenziale limitatamente alle facciate venga offer to da edifici in linea con fronti esposti a sud mentre la situazione pi difficile sia rap presentata dal caso degli edifici isolati a padiglione Capacit di riflessione delle superfici La radiazione solare al suolo si distingue in tre diverse componenti e cio diretta dif fusa e riflessa mentre le percentuali di diretta e diffusa dipendono dalle condizioni metereologiche del sito oltre che dall inclinazione della superficie captante rispetto al piano orizzontale la componente riflessa dipende dalla presenza di superfici rifletten ti e dalla loro capacit di riflessione Neve fresca con film di ghiaccio 075 Superficie d acqua 0 70 Pareti di edifici chiare 0 60 Foglie secche 0 30 Pareti di edifici scure 0 27 Foresta in autunno 0 26 Erba verde 0 26 Cemento 0 22 Erba secca 0 20 Superfici di rocce non omogenee 0 20 Terreni argillosi 0 14 Superfici di bitume e ghiaia 0 13 Foresta in inverno 0 07 Strade bianche 0 04 sistemi fotovoltaici si a
104. all angolo formato dalla radiazione incidente con la superfi cie terrestre e dalle condizioni meteoro logiche ed atmosferiche E opportuno osservare che la capacit di una cella fotovoltaica di convertire l ener gia solare in elettricit funzione sia del l intensit sia della composizione spettra le della radiazione incidente oltre che dal tipo di cella solare utilizzata ad esempio per le celle al silicio la banda di sensibili t compresa tra 0 4 1 1 um Quindi il rendimento medio di una cella fotovoltai ca assume valori differenti a seconda della localit scelta per l installazione dell im pianto e delle condizioni atmosferiche caratterizzanti la localit stessa Per tener conto degli effetti dovuti alla presenza dell atmosfera viene definita la massa d aria unitaria AM1 Air Mass One come lo spessore di atmosfera standard attraversato dalla radiazione solare in direzione normale alla superficie terrestre e misurato al livello del mare con cielo limpido e pressione dell aria pari ad 1 013 bar 1 atm Il valore massimo della costante solare misurato sulla superficie terrestre in pre senza di una giornata limpida e soleggia ta di circa 1000 W m La sua variazio ne a causa dell ellitticit dell orbita terre stre percentualmente assai modesta essendo contenuta entro il 3 del valo re medio Le componenti della radiazione solare raccolta al suolo su una superficie inclina ta rispetto al piano orizz
105. amorfo si procede alla parziale asportazione del Verso la terza generazione Limite teorico III generazione Limite teorico e ll generazione Silicio cristallino 1 Costo EW materiale laser pattering in modo da realizzare una serie di giunzioni p n Infine tramite deposizione e parziale asportazione di alluminio o argento viene realizzata una nuova serie di elettrodi che costituiscono i contatti posteriori delle giunzioni In questo modo mediante un unico processo che prevede varie se quenze di deposizione e di asportazione di materiale si realizza un insieme di giun zioni p n collegate in serie fra loro che costituiscono l intero modulo Potenzialmente i film sottili hanno un costo inferiore al silicio cristallino sia per la maggiore semplicit del processo rea lizzativi sia per il minor pay back time Esso equivale al periodo di tempo che deve operare il dispositivo fotovoltaico per produrre l energia che stata neces saria per la sua realizzazione Infatti per le celle al silicio cristallino il pay back time corrisponde a circa 3 2 anni mentre per quelle a film sottile pari a circa 1 5 anni 2 5 2 La terza generazione Studi teorici su materiali non convenzio nali intermediate band PV ottenuti inse rendo nella struttura del cristallo un metallo di transizione tipo Ti mostrano la possibilit di ottenere efficienze pari al 63 mentre altri su molecole di materia li discotici capac
106. azione dell energia rete pubblica rete di utente Contatore energia immessa in rete Saldo immessa prelevata Contatore energia in BT o in MT Prodotta aseconda UTF se gt 20kW dell utenza impianto fotovoltaico quantit di energia immessa in rete In questo caso necessario installare un contatore per la misura dell energia pro dotta dall impianto che coincide con quel la immessa in rete Una ulteriore possibilit riguarda la cessio ne parziale alla rete dell energia prodot ta In tale ipotesi sar necessario un con tatore che misura l energia immessa in rete e uno che misura quella prelevata dalla rete La tariffa per l energia preleva ta circa 15 c KWh mentre per quella immessa va dai 9 5 ai 7 cE kWh Qualora si opti per lo scambio alla pari valido per impianti fino a 20 kW si appli cano le condizioni della nuova delibera AEEG 28 2006 In particolare m il saldo viene effettuato su base annua le senza o con applicazione di fasce orarie m il saldo positivo pu essere portato in credito per i 3 anni successivi m sul saldo negativo e previsto il tipico del contratto di fornitura m i complessi di misura sono forniti e installati dal gestore della rete m il corrispettivo per servizio di misura ammonta a 30 anno Nel caso invece si benefici della tariffa incentivante prevista dal conto energia sar necessario installare un ulteriore contatore all uscita del gru
107. azione globale giornaliera media mensile kWh m S0bale Localit Prov Lat Long Alt e tipo di suolo gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic kWh m Agrigento AG 37 19 13 35 230 orizzontale 2 357 3 251 4 261 5 307 6 248 6 667 6 698 5 911 4 697 3 575 2 511 2 075 16354 Sud tilt 30 abitazioni 3 594 4 362 4 968 5 443 5 848 5 973 6 098 5 802 5 144 4 496 3 601 3 240 1787 8 Sud tilt 30 campi 3 618 4 395 5 011 5 496 5 910 6 040 6 165 5 861 5 191 4 532 3 627 3 261 16045 Alessandria AL 44 55 08 37 95 orizzontale 1 539 2 386 3 805 4 923 5 879 6 438 6 415 5 411 4 078 2 580 1 700 1 224 1416 4 Alessandria AL 44 55 08 37 95 Sud tilt 30 abitazioni 2 624 3 452 4 764 5 288 5 720 5 994 6 078 5 534 4 694 3 406 2 671 2 110 1597 7 Alessandria AL 44 55 08 37 95 Sud tilt 30 campi 2 639 3 476 4 802 5 337 5 779 6 058 6 142 5 589 4 735 3 432 2 688 2 122 1611 9 Ancona AN 43 37 13 31 16 orizzontale 1 624 2 489 3 735 4 905 5 949 6 519 6 493 5 521 4 267 2 897 1 754 1 294 1449 0 Ancona AN 43 37 13 31 16 Sud tilt 30 abitazioni 2 682 3 535 4 579 5 217 5 752 6 031 6 111 5 610 4 882 3 839 2 671 2 153 16199 Ancona AN 43 37 13231 16 Sudtilt 30 campi 2 698 3 560 4 616 5 266 5 812 6 097 6 177 5 665 4 925 3 868 2 689 2 166 1634 5 Andria BT 4114 16 18 151 orizzontale 1 872 2 776 3603 5 073 0095 66681 6571 5716 4449 3216 2015 1585 19201 Andria BA 41 14 16 18 151 Sudtilt 30 abitazioni 3 025 3 892 4 656 5 325 5 824 6 107 6 129 5 736 5 006
108. bile con eco ambienti ancora non contamina ti da attivit industriali 39 Environmental Learning Center Pluget Sound WA copertura con pannelli fotovoltaici Olanda Zandvoort casa energeticamente autosufficiente Le applicazioni degli impianti fotovoltaici fr a j r ma w z A GEA as T Esempi o campi di applicazioni per uten ze isolate sono m i pompaggio dell acqua soprattutto in agricoltura m l alimentazione di ripetitori radio di sta zioni di rilevamento e trasmissione dati meteorologici sismici sui livelli dei corsi d acqua di apparecchi telefonici nel settore delle comunicazioni m la carica di batterie nella marina da diporto nel tempo libero per installa zioni militari ecc m la segnalazione o prevenzione incendi nei servizi di protezione civile m nei servizi sanitari ad es per l alimen tazione di refrigeratori molto utili soprattutto nei Paesi in via di sviluppo per la conservazione di vaccini e san gue m l illuminazione e in generale la fornitu ra di potenza per case scuole ospeda li rifugi fattorie laboratori ecc m la potabilizzazione dell acqua m la segnaletica sulle strade le segnala zione di pericolo nei porti e negli aero porti m la protezione catodica nell industria e nel settore petrolifero e delle strutture metalliche in generale Tali impianti richiedono sistemi di accumu lo che garantiscano la fornitura di energia anche d
109. cambio Nei sistemi isolati il sistema di condizio namento della potenza adatta le carat teristiche del generatore fotovoltaico a quelle dell utenza e gestisce il sistema 38 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico di accumulo attraverso il regolatore di carica In particolare il regolatore di carica serve sostanzialmente a preservare gli accumu latori da un eccesso di carica ad opera del generatore fotovoltaico e da un eccesso di scarica dovuto all utilizzazio ne entrambe condizioni nocive alla salu te e alla durata degli accumulatori Nei sistemi connessi alla rete il sistema di controllo della potenza converte la corrente prodotta dal generatore foto voltaico da continua in alternata adatta la tensione del generatore a quella di rete effettuando l inseguimento del punto di massima potenza e infine con trolla la qualit della potenza immessa in rete in termini di distorsione e rifasa mento 5 2 1 Gli impianti isolati La disponibilit di energia elettrica forni ta da un generatore fotovoltaico pu risul tare economicamente conveniente rispet to ad altre fonti concorrenti quando per Schema di impianto isolato per utenza domestica carico ottimizzato in DC queste si devono considerare i costi lega ti alla realizzazione di linee di distribuzio ne in zone a bassa densit abitativa e bassi consumi oltre che il negativo impat to sul paesaggio Anche quando non esistono impedimen t
110. campi 3 038 3 874 4 698 5 372 5 883 6 180 6 206 5 811 5 070 4 257 3 006 2 557 17092 Trapani TP 3801 123 3 orizzontale 2 345 3 221 4 292 5 284 6 321 6 717 6 732 5 918 4 704 3 548 2 454 2032 1635 8 Trapani TP 3801 12 31 3 Sudtilt 30 abitazioni 3 641 4 366 5 048 5 443 5 938 6 038 6 152 5 833 5 183 4 500 3 554 3 219 1798 5 Trapani TP 3801 12 31 3 Sudtilt 30 campi 3 664 4 399 5 091 5 496 6 002 6 106 6 219 5 893 5 230 4 535 3 579 3 240 1815 0 Trento TN 4604 11 07 194 orizzontale 1 592 2 447 3 675 4 674 5 562 5 999 6 050 5 056 3 916 2 621 1 675 1 187 1357 5 Trento TN 4604 11 07 194 Sud tilt 30 abitazioni 2 886 3 672 4 643 5 036 5 434 5 615 5 760 5 183 4 532 3 547 2 724 2 135 1561 9 Trento TN 4604 1107 194 Sud tilt 30 campi 2 902 3 697 4 680 5 083 5 490 5 676 5 821 5 234 4 571 3 574 2 741 2 147 1575 5 Treviso TV 45 40 12 15 15 orizzontale 1 528 2 367 3 674 4 743 5 778 6 344 6 357 5 370 4 087 2 665 1 668 1 152 1396 8 Treviso TV 45 40 12215 15 Sudtilt 30 abitazioni 2 680 3 481 4 615 5 103 5 641 5 926 6 044 5 516 4 742 3 594 2 670 2 012 1588 2 Treviso TV 45 40 12 15 15 Sudtilt 30 campi 2695 3505 4652 5150 56929 5990 6105 5570 47063 5621 2697 2024 16022 Trieste TS 45 39 1346 2 orizzontale 1 446 2 240 3 508 4 559 5 684 6 160 6 163 5 267 3 939 2 605 1 571 1 106 1351 6 Trieste TS 45 39 13 46 2 Sudtilt 30 abitazioni 2 486 3 243 4 364 4 885 5 546 5 755 5 857 5 402 4 544 3 493 2 466 1 904 1525 0 Trieste TS 45 39 13 46 2 Sudtilt 30 campi 2 50
111. cazioni riguardano il supporto a rami deboli della rete di distribuzione o alle reti di piccole isole In quest ultimo caso il costo del kWh fotovoltaico pros simo a quello prodotto mediante un siste ma diesel Non meno importanti nel lungo periodo sono infine le applicazioni costituite da vere e proprie centrali di generazione di energia elettrica collegate alla rete rea lizzate sino ad oggi principalmente con propositi di ricerca e dimostrazione al fine di studiare in condizioni reali le prestazio ni del sistema e dei vari componenti A titolo di esempio la centrale fotovoltai ca ENEL di Serre in provincia di Salerno una fra le pi grandi del mondo occu pa una superficie totale di 7 ettari ha una potenza nominale di 3 3 MW e una pro duzione annua di progetto di 4 5 milioni di kWh 5 3 La generazione diffusa Viene realizzata mediante tanti piccoli impianti 1 50 kW collegati alla rete in BT senza batterie Tali impianti sono adatti per essere installati su edifici e infrastrut ture modularit assenza rumori parti in movimento e emissioni La potenzialit di questa applicazione enorme nel senso che se si ricoprissero tetti disponibili si produrrebbe energia sufficiente a tutti i fabbisogni elettrici del Paese Per questo tipo di impianti il costo dell energia prodotta risulta per ancora doppio rispetto a quello pagato dall uten te alla societ elettrica principali vantaggi off
112. cco D posto in serie a ciascuna stringa per impedire che gli squilibri di tensione tra le singole strin ghe nel caso di sbilanciamento nell ero gazione di potenza da parte delle stes se possano dar luogo alla circolazione di una corrente inversa sulle stringhe a ten sione minore diodi di blocco dimensio nati sulla base delle specifiche elettriche del campo fotovoltaico corrente di cor tocircuito del modulo l tensione a vuoto della stringa Vo sono general mente contenuti all interno del quadro di parallelo stringhe il quale raccoglie il contributo elettrico fornito dalle singole stringhe Il diodo di by pass consente invece di cortocircuitare e quindi isolare il singolo modulo o parte di esso in pre senza di due o pi diodi per modulo nel caso di un malfunzionamento limitando in tal modo la brusca riduzione della potenza erogata dal modulo e o dalla stringa che si manifesterebbe in sua assenza Infine opportuno ricordare che l energia prodotta da un generatore fotovoltaico proporzionale alla quantit di radiazione solare raccolta sul piano dei moduli Infatti questi ultimi al fine di ottimizzare la produzione di energia elettrica vengo no orientati verso sud angolo di azimut uguale a zero con un inclinazione rispet to al piano orizzontale angolo di tilt prossima alla latitudine del sito di instal lazione in modo tale da rendere massi ma l energia solare raccolta sulla loro superficie OOC
113. ci sono semplicemente sovrappo sti alla struttura edilizia mediante il ricorso ad un opportuno sistema di montaggio con figurando un livello di integrazione intermedio Nel caso della struttura edilizia in oggetto si ipotizza di avere a disposizione 259 m di copertura e di utilizzarla completamente per la posa dei moduli fotovoltaici Per ci che riguarda gli aspetti energetici al fine di ottenere un corretto bilancio ener getico e tenendo conto delle producibilit dei tre impianti si ipotizza che i consumi siano dell ordine dei 40 000 kWh annui a fronte di una potenza impegnata di 50 kW Nella fase di progettazione di un impianto fotovoltaico particolare attenzione deve essere posta ad eventuali fenomeni di ombreggiamento del campo fotovoltaico Queste considerazioni ci hanno suggerito di ipotizzare nelle scene 3D dei fenomeni di 142 Figura D 1 Scena 3D rappresentante il capannone industriale con l alberatura Progettare ed installare un impianto fotovoltaico ombreggiamento causati dalla presenza di alberature Sono state effettuate delle simu lazioni per valutare dal punto di vista qualitativo e quantitativo la presenza e l entit di tali fenomeni e i risultati sono stati riportati nel seguito stata scelta una scena 3D elementare ci non toglie comunque la possibilit di ipo tizzare scene di maggior complessit e pi aderenti alla realt Le dimensioni del capannone a doppia falda oggetto dell intervento di installazi
114. ciate ed hanno la stessa inclinazione e funzio nalit architettonica moduli e i sistemi di supporto costitui scono la struttura di copertura di pensili ne pergole e tettoie possono sostituire la parte trasparente o semi trasparente di facciate o lucernari o rappresentare la parte esposta al sole delle parti rifletten 96 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico ti inserite in elementi d illuminazione lam pioni stradali con fari esposti verso super fici riflettenti Le possibilit di utilizzo dei moduli sono delle pi varie arrivando per esempio a sostituire od integrare i vetri di finestre costituire elementi strutturali di persiane o fungere da rivestimento o copertura di superfici Il decreto del febbraio 2007 ha fissato dei criteri di carattere tecnico per poter usu fruire degli incentivi previsti In particola re gli impianti devono avere una potenza nominale non inferiore a 1 KW ed essere entrati in esercizio successivamente al l emanazione della delibera dell AEEG n 90 07 Nel costruire gli impianti fotovoltai ci necessario attenersi alle norme tecni che contenute nell allegato 1 del citato decreto avere un unico punto di connes sione non condiviso con altri impianti fotovoltaici Gli impianti entrati in esercizio a seguito di potenziamento possono accedere alle tariffe incentivanti limitatamente alla pro duzione aggiuntiva ottenuta a seguito dell intervento di potenziamento e non
115. co pi la componente dif fusa elevata m allineare il sensore di radiazione al piano moduli e posizionarlo vicino alla falda del campo fotovoltaico m verificare che ci sia una radiazione superiore a 600 W m m fare un esame visivo del corretto funzionamento dei moduli della struttura dei qua dri elettrici dei cavi e dei loro passaggi m verificare la pulizia dei moduli che non ci siano celle oscurate da sporcizie varie cal cinacci escrementi di volatili ecc o ombreggiamenti sistematici causati da costru zioni circostanti pali antenne alberi e curiosi improvvisati assistenti di collaudo Si raccomanda di tenere in ordine la strumentazione e di fare pi serie di misure eli minando la peggiore Per la strumentazione si consiglia quella di tipo portatile di seguito riportato a titolo indicativo la strumentazione da campo impiegata nelle verifiche dai tecnici ENEA Descrizione Marca e tipo Misuratore d isolamento a 1 kV AVO Megger BM223 Pinza amperometrica e wattmetro CHAUVIN ARNOUX Harmonic amp Power meter F27 Multimetro METRIX MX55 Piranometro KIPP amp ZONEN CM6 157 Appendice C Verifiche tecnico funzionali Figura C 2 Tecnica delle Misure Come gi raccomandato nel paragrafo precedente effettuare un esame visivo che con sister fondamentalmente nel verificare lo stato e la corrispondenza al progetto ese cutivo dell impianto in particolare si esaminer m il corretto montaggio delle s
116. co prescelto figura D 3 si compone di 54 celle di dimensioni 125x125 mm collegate tra loro in serie dotato di tre diodi di bypass ed garantito sulla potenza nominale per un periodo di 20 anni La cor nice in alluminio anodizzato consente di ancorarlo su appositi sistemi di sostegno La figura D 4 riporta schematicamente il sistema di sostegno dei moduli fotovoltaici prescelto 144 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Il sistema si compone sinteticamente di un sistema di profili e di morsetti per l ancorag gio dei moduli Nello specifico si tratta di profili trave trasversali dotati di un cunicolo per l alloggiamento dei cavi profili trave trasversale senza cunicolo cavi morsetti medi mor setti terminali calotte terminali da montare all estremit della traversa per mascherare il profilo piastre di congiunzione per prolungare le traverse che hanno una dimensione standard massima fissata ganci adatti alle differenti condizioni di montaggio Nel caso in cui si adoperi un sistema di questo tipo i componenti fotovoltaici da un punto di vista costruttivo hanno esclusivamente funzione di sovracopertura e non sostituiscono alcun elemento edile la funzione assolta da questo tipo di applicazione analoga a quella di una sovracopertura tradizionale essa consente di migliorare l isolamento termico ed acu stico dell ambiente posto al di sotto della copertura Il sistema di montaggio preso in con siderazione in questo e
117. comple tamente carica e l offerta di energia ecce de la domanda il surplus E non viene uti lizzato Ovviamente i valori di deficit e di surplus di energia su base mensile o annuale dipendono sia dalla taglia e esposizione del generatore fotovoltaico sia dalla taglia della batteria Individuare la soluzione ottimale del bilancio energetico significa trovare le suddette tre variabili taglia e esposizione del generatore foto voltaico e taglia della batteria che renda no minimi il deficit e il surplus di energia nonch il costo dell intero impianto Al riguardo mediante programmi di simu lazione viene tipicamente calcolato il defi cit di energia al variare di queste variabili quindi si individua la soluzione ad esem pio quella a minor costo oppure a massi ma efficienza o affidabilit cio con accu mulo minimo poich la batteria riduce sia l efficienza che l affidabilit di sistema Dimensionamento semplificato L impianto isolato pu essere dimensiona to in maniera semplificata attraverso 56 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico m individuazione del profilo annuale di utenza valori giornalieri medi mensili di E3 m scelta dell angolo di tilt in modo che i profili annuali di utenza e di energia in cidente E sul piano dei moduli siano cibilit pertanto l accumulo elettrico non necessario o sostituito dall accumulo di tipo idrico Per dimensionare un sistema di pompag gio
118. composizione dell edificio e nell articolazione degli spazi un ruolo fondamenta le giocato dalla luce per tale motivo gli architetti Eisele amp Partner hanno adottato per il fronte meridionale la soluzione di un prospetto concepito come uno schermo che ottimizza l uso della luce solare mediante l impiego di schermature fotovoltaiche In figura A 9 mostrato il Centro per le arti ed i media di Karlsruhe realizzato in una ex fabbrica di armi e munizioni costruita nel 1915 L atrio di ingresso di tale edificio caratterizzato dalla presenza di un grande lucernario di copertura fotovoltaico la poten za nominale installata pari a 7 kW Nonostante si possa notare una buona armonia tra le forme dell edifico storico ed il sistema fotovoltaico l impianto funziona male a causa dell ombreggiamento prodotto sui moduli dallo stesso corpo dell edificio che presenta una struttura a corte Figura A 9 Centro per le arti e i media di da amp VAR SSC K ersun Gomene BREST RR III en SO oe 27 murg Je ETT OS 14 y _ pr a Pi Effetti della temperatura L efficienza di conversione delle celle fotovoltaica decresce all aumentare della tempe ratura a causa delle caratteristiche fisiche dei semiconduttori Per le celle in silicio cri stallino l efficienza diminuisce linearmente all incirca dello 0 4 per ogni grado di aumento della temperatura mentre tale effetto circa fino a due volte inferiore secon do i processi di produz
119. d e tilt 30 E per 2 coefficienti di riflessione albedo del suolo m 0 10 esemplificativo dei centri abitati m 0 25 esemplificativo dei campi con raccolti maturi e piante Localit L elenco comprende i comuni che fungono da capoluogo di provincia al 31 dicembre 2006 pertanto sono inclusi i capoluoghi delle quattro nuove province della Sardegna operative dal 2005 poich ciascuna provincia annovera due comuni capoluogo in tota le sono otto nuove localit Carbonia Iglesias Lanusei Olbia Tempio Pausania Sanluri Tortol e Villacidro Inoltre sono stati aggiunti i dati dei seguenti Comuni Cesena Urbino e Carrara che pur non essendo capoluoghi di provincia danno il loro nome alle rispettive province di appartenenza Forl Cesena Pesaro e Urbino Massa Carrara Monza Fermo Barletta Adria e Trani capoluoghi delle tre nuove province Monza e Brianza Fermo Barletta Andria Trani Tali Province sono di recente istituzione e non ancora operative Fonte dei dati ENEA dipartimento Tecnologie per l Energia Fonti Rinnovabili e Risparmio Energetico Progetto Solare Termodinamico TER SOLTERM SVIL dati si riferiscono a medie quinquennali 1995 1999 La tabella costituisce solo un estratto dei dati disponibili nell archivio ENEA Grazie ad esso possibile effettuare il calcolo della radiazione globale giornaliera media men sile al suolo m per qualunque localit italiana di cui siano note le coordinate geograf
120. d esem pio che circa il 45 della superficie delle coperture degli edifici risulta non idonea per ragioni di varia natura In tale senso opportune scelte fatte in sede di pianificazione urbana potrebbero miglio rare di molto le cose consentendo di trarre un maggiore vantaggio dall utilizzo del l energia solare utile quindi individuare alcuni fattori da tenere in considerazione nelle fasi di pianificazione urbana e progettazione architettonica quali conformazione ed orientamento delle strade in rapporto alle altezze degli edifici prospicienti altezze degli edifici morfologia del costruito caratteristiche di riflessione delle superfici Conformazione ed orientamento delle strade In figura A 16 schematicamente mostrata la percentuale di accesso alla radiazione solare della strada nei casi di tre strade diversamente orientate con edifici prospettan ti di altezze uguali su entrambi i fronti ma caratterizzate da differenti rapporti tra altez za dei fronti e larghezza dell invaso stradale Si pu facilmente verificare come ad incidere maggiormente sul valore in percentuale di accesso al sole sia il rapporto tra altezza degli edifici e larghezza dell invaso strada le piuttosto che l orientamento delle strade Il valore pi alto relativo ad una strada 126 Figura A 16 Percentuale di radiazione solare in relazione a orientamento e larghezza delle strade Figura A 17 Soleggiamento di una copertura di un edificio rapportata
121. degli angoli di tilt e azimut Inoltre per una migliore valutazione della distanza tra le file si giunge spesso ad un compromesso tra ombreggiamento reciproco tra file e eccessiva distanza Tipicamente si opta ad avere assenza di ombre a mezzogior no del solstizio invernale che in formule corrisponde D A sinB tg 23 5 cosp ove D la distanza fra le file A l altezza massima delle file mentre con f e indicato come al solito rispettivamente il tilt e la latitudine Perdite nella configurazione a file parallele IV modulo Ovviamente con la disposizione a file parallele minore l energia solare inci dente rispetto alla falda unica poich i moduli fotovoltaici non raccolgono la radiazione riflessa dal suolo con l esclu sione della prima fila m parte della radiazione diretta non rag giunge i moduli se la distanza fra le file ridotta m i moduli raccolgono una parte ridotta della radiazione diffusa poich l ango lo di cielo visto da ciascun filare limi tato dalla presenza del filare antistante in particolare la componente diffusa data da Ha Hao to 1 cos f 90 Quim r 2 Dove r rappresenta l angolo di cielo coperto dalla fila di moduli antistante 6 2 Dimensionamento energetico di un sistema isolato Dimensionare un impianto isolato consi ste nella ricerca della condizione di miglio re adattamento fra l energia solare dispo nibile e
122. del fotovoltaico auspicabile soprattutto quando si prevedono inter venti che coinvolgano il sistema delle coperture e delle facciate o che siano finaliz zati al miglioramento del comportamento termico dell edificio anche prestazioni energetiche dell involucro Stima del potenziale energetico delle citt Note la radiazione solare massima totale annuo della radiazione solare su una super ficie esposta a sud ed inclinazione ottimale e la superficie disponibile sugli edifici al fine di effettuare stime del potenziale energetico delle citt si pu fare ricorso ad una formula semplificata che ha validit per l Europa occidentale 3 E Px1x0 JxAx0 4 dove E l energiaelettrica producibile nel corso di un anno P il numero di abitanti la radiazione solare massima espressa in kWh m2 anno 0 1 un fattore che esprime l efficienza dei moduli A la superficie netta a persona disponibile espressa in m2 pers 0 4 un fattore di efficienza dell intero sistema e fattore dell area La formula semplificata sopra riportata tiene conto esclusivamente dell impiego delle potenziali superfici captanti che risultano disposte in maniera ottimale e considera anche tutte le eventuali limitazioni pertanto le stime che ne derivano sono estrema mente restrittive evidente in ogni caso come non tutte le superfici disponibili in contesti urbani siano idonee all applicazione di un sistema fotovoltaico e l esperienza dimostra a
123. di un adeguamento di con nessione esistente a seguito della realiz zazione di impianti di produzione di ener gia elettrica o alla loro modifica Per gli impianti di nuova realizzazione od oggetto di interventi di potenziamento il soggetto responsabile deve presentare all impresa distributrice competente una richiesta di nuova connessione o di valu tazione di adeguamento della connessio ne esistente Essa oltre ai dati anagrafici del responsabile dell impianto deve for nire i dati della potenza complessivamen te richiesta per la connessione in immis sione della potenza nominale dell impian to o del valore dell aumento di potenza della generazione installata Inoltre deb bono essere indicati i dati identificativi del punto di connessione esistente il tipo di fonte primaria utilizzata per la produzione di energia elettrica la data prevista di avvio dei lavori di realizzazione dell im pianto di conclusione lavori e di entrata in esercizio la documentazione inerente il progetto per gli interventi previsti secon do quanto indicato nella norma CEl 0 2 CEI 0 2 Guida per la definizione della documentazione di progetto degli impianti elettrici i livelli di potenza dispo nibile in immissione e in prelievo l even tuale volont di sottoscrivere il contratto di servizio di scambio sul posto o d avva lersi per il ritiro dell energia prodotta del gestore di rete al quale l impianto col legato o che venga ritirata dal
124. dia mensile kWh m Sopa Localit Prov Lat Long Alt e tipo di suolo gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic kWh m Belluno BL 46 08 12 13 383 orizzontale PE 2 IE a 295 302085 398 AE 25 eS Belluno BL 46 08 12 13 383 Sud tilt 30 abitazioni 2 912 3 542 4 446 4 876 5 151 5 433 5 611 5 027 4 366 3 438 2 650 2 105 1512 8 Belluno BL 4608 12 13 383 Sud tilt 30 campi 2 928 3 566 4 481 4 922 5 204 5 491 5 670 5 076 4 404 3 464 2 667 2 117 1526 0 Benevento BN 41 08 14 47 135 orizzontale 1 905 2 718 3 781 5 041 6 040 6 617 6 500 5 647 4 339 3 111 2 080 1 651 15095 Benevento BN 41 08 14 47 135 Sudtilt 30 abitazioni 3 042 3 748 4 507 5 282 5 767 6 047 6 042 5 659 4 862 4 020 3 106 2 711 1672 8 Benevento BN 41 08 14 47 135 Sud tilt 30 campi 3 061 3 776 4 545 5 333 5 828 6 114 6 107 5 716 4 906 4 051 3 127 2 727 1687 9 Bergamo BG 45 42 09 40 249 orizzontale 1 523 2360 5703 4711 5542 6170 6211 5274 5999 263436 168 1199 15751 Bergamo BG 45 42 09 40 249 Sud tilt 30 abitazioni 2 673 3 509 4 661 5 066 5 405 5 765 5 905 5 411 4 625 3 564 2 673 2 128 1568 7 Bergamo BG 45 42 09 40 249 Sud tilt 30 campi 2 688 3 933 4 698 5 113 5 460 5 827 5 967 5 464 4 666 3 591 2 690 2 140 1582 5 Biella BI 45 34 08 03 420 orizzontale 1 500 2 455 3 679 4 678 5 457 6 090 6 097 5 170 3 875 2 651 1 697 1 239 1361 6 Biella BI 45 34 08 03 420 Sud tilt 30 abitazioni 2 602 3 640 4 616 5 022 5 316 5 688 5 792 5 293 4 455 3 564 2 723 2 211
125. due assi m richiedono l impegno di maggiori su perfici per l installazione 42 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico 5 5 Il fotovoltaico e l architettura La pi recente categoria di applicazioni della tecnologia fotovoltaica quella dei sistemi integrati negli edifici L inserimento dei moduli fotovoltaici nei tetti e nelle fac ciate risponde alla natura distribuita della fonte solare La possibilit di integrare i moduli fotovol taici nelle architetture e di trasformarli in componenti edili ha notevolmente am pliato gli orizzonti del fotovoltaico Il varie gato mondo della casistica dell integrazio ne fotovoltaica pu essere suddiviso in due categorie quella dell integrazione negli edifici e quella nelle infrastrutture urbane Fra le tipologie integrate negli edifici si evidenziano le coperture piane inclinate curve a risega le facciate ver ticali inclinate a risega i frangisole fissi mobili i lucernai gli elementi di rivesti mento e le balaustre Le principali tipolo gie integrate nelle infrastrutture urbane riguardano le pensiline per auto o di atte sa le grandi coperture le tettoie i tabel loni informativi e le barriere antirumore 5 6 Banca dati IEA degli impianti fotovoltaici Realizzata dall IEA la banca dati contiene informazioni di alta qualit su 430 impian ti fotovoltaici corrispondenti ad una potenza complessiva installata pari a 12 MW e relativi a varie a
126. e delle varie stringhe devono essere per quanto possibile uniformi Per non pena lizzare la produzione d energia oppor tuno che le stringhe non siano differenti per m numero dei moduli in serie m tipo di moduli m classe di corrente dei moduli m esposizione dei moduli tilt azimut e ombreggiamento Stringhe che non rispondano all uniformi t suddetta possono essere utilizzate separatamente o collegate a distinti grup pi di conversione Ciascuna stringa deve essere singolar mente sezionabile al fine di poter effet 64 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Sistema floating e con punto centrale a terra tuare verifiche di funzionamento e manu tenzioni senza dover ricorrere al distacco dell intero impianto In relazione all esposizione alle sovraten sioni indotte di origine atmosferica ciascu na stringa o eventualmente la sbarra di parallelo deve essere dotata di dispositi vi di protezione contro le sovratensioni Negli impianti costituiti da un numero ele vato di stringhe gt 3 ciascuna stringa deve essere provvista di diodo di blocco Diodi di by pass e diodi di blocco Diodi di by pass e di blocco diodi di by pass evitano l eventuale dis sipazione della potenza di altre celle su quella parzialmente ombreggiata che ver rebbe vista come carico La tensione inversa della serie delle altre celle pu inoltre dar luogo alla rot tura del dispositivo questo accade ti
127. e che rappresenta all incirca la potenza sufficiente a soddisfare le esi genze elettriche di 650 famiglie di circa 1 5 ettari dove l impegno di territorio dovuto per il 50 alle aree occupate dai moduli e dalle parti del sistema per l al tro 50 alle aree di rispetto di fatto libere ma necessarie per evitare l om breggiamento A fronte della richiesta di energia elettri ca consumata in Italia dell ordine dei 300 milioni di MWh sarebbe necessario un impegno di territorio pari a 3 400 km Tale impegno di territorio sebbene enor me costituisce solo un sesto dei terreni marginali in Italia 20 000 km Inoltre occorre ricordare che gli impianti non richiedono per la loro installazione opere fisse e che possono essere installati o integrati nelle strutture edilizie esistenti 5 2 La classificazione degli impianti fotovoltaici Gli impianti fotovoltaici sono classifica bili in m impianti isolati stand alone nei quali l energia prodotta alimenta direttamen te un carico elettrico e per la parte in eccedenza viene generalmente accu mulata in apposite batterie di accumu latori che la renderanno disponibile all utenza nelle ore in cui manca l inso lazione m impianti connessi ad una rete elettrica di distribuzione grid connected nei quali l energia viene convertita in cor rente elettrica alternata per alimentare il carico utente e o immessa nella rete con la quale lavora in regime di inter s
128. e cinetica di riferimento zona altitudine coefficiente di esposizione altezza della struttura dal suolo rugosit e topografia del terreno esposizione del sito coefficiente di forma tipo di struttu ra piana a falde inclinate o curve a copertura multipla tettoia pensilina isolata coefficiente dinamico forma e dimen sioni struttura m effetti sismici sulla struttura consisten ti in forze orizzontali e verticali correla te al coefficiente di sismicit distribui te sulla struttura proporzionalmente alle singole masse Le verifiche devono essere effettuate da un tecnico abilitato combinando le con dizioni di carico nel modo pi sfavorevo le In particolare per le strutture a caval letto occorrer effettuare la verifica al ribaltamento e la verifica degli elementi della struttura superficie di appoggio e ancoraggi Riguardo alle strutture per l integrazione o il retrofit non soggette all azione del vento ribaltante sar sufficiente effettua re verifica degli elementi della struttura delle superfici di appoggio e degli anco raggi Si evidenzia che nel caso di mon taggio su struttura edile preesistente necessario avere il parere favorevole del progettista di tale struttura o comunque di un tecnico abilitato A titolo di esempio vengono riportati i pro e i contro di due tipiche strutture a cavalletto e a palo Le prime necessitano di fondazioni mode ste e consentono traspo
129. e dell im pianto il soggetto responsabile invia all impresa distributrice la comunicazione di fine lavori Nel caso di lavori semplici il tempo di realizzazione della connessio ne sono stabiliti al massimo in 30 giorni lavorativi e per i lavori complessi in 120 giorni lavorativi Se si dovessero richiede re autorizzazioni il tempo per effettuare la connessione non comprende quello necessario per ottenerle Qualora la messa a disposizione del pre ventivo non avvenga nei termini stabiliti l impresa distributrice salvo cause di forza maggiore o cause imputabili al soggetto responsabile tenuta a corrispondere un indennizzo automatico di 60 Altres al soggetto responsabile al di fuori delle cause di forza maggiore o cause imputa bili al medesimo o a terzi avr diritto a un indennizzo automatico posto a carico del l impresa distributrice pari al maggior valore tra l 1 del totale del corrispettivo di connessione e 5 per ogni giorno di ritardo della realizzazione della connes sione fino a un massimo di 180 giorni La potenza ai fini della connessione pari convenzionalmente alla differenza tra il valore della potenza complessivamente richiesta per la connessione in immissio ne e il valore della potenza disponibile per la connessione La realizzazione e la gestione della connessione effettuata nel rispetto delle regole tecniche di con nessione adottate dalle imprese distribu trici in conformit del
130. e di classificare l impianto come sistema di bassa ten sione le norme CEI fissano il limite a 1 500 V e il DPR 547 a 600 V o inol tre occorre tener presente l impossibi lit di porre il sistema fuori tensione alla presenza di luce in fase di costruzione e manutenzione m correnti per le quali dovr essere dimensionato il generatore aumentano con il diminuire della tensione a parit di potenza m inverter la tensione va scelta all inter no della finestra di tensione ammessa m dispositivi d interruzione alte tensioni implicano il ricorso a dispositivi specia li con aggravio dei costi m modulo fotovoltaico questo caratte rizzato da una tensione verso massa massima ammessa tipicamente 1 000 V sistemi a tensione pi elevata richie dono il punto centrale a terra che garan tisca al singolo modulo di trovarsi con tensione verso massa pari alla meta rispetto al sistema floating lo svantag gio principale del punto centrale a terra consiste nel fatto che il primo guasto a terra d luogo ad un corto circuito e conseguente interruzione del servizio Scelta la tensione di stringa e quindi il numero di moduli da collegare in serie la connessione elettrica deve avvenire trami te cavi terminati con connettori conven zionali all interno delle cassette di termi nazione dei moduli fotovoltaici oppure con connettori rapidi stagni Riguardo alla connessione in parallelo delle stringhe le caratteristiche elettrich
131. e per la misura sono definite dal gestore di rete stesso Il posizionamento dei misuratori concordato con il sogget to responsabile sulla base di scelte volte 103 Aspetti economici e sistemi di incentivazione ad ottimizzare l entit ed il costo degli interventi Le apparecchiature di misura devono essere dotate di dispositivi anti frode che per devono consentire l aper tura anche senza l intervento del persona le del gestore di rete Nel caso d interven ti che necessitino l apertura del sistema anti frode il produttore lo comunica al gestore di rete tramite fax e o e mail con almeno due giorni lavorativi di anticipo Le apparecchiature di misura devono essere in grado di rilevare la produzione dell energia elettrica su base oraria ed essere dotate di dispositivi per l interroga zione e l acquisizione via remoto delle misure da parte del gestore di rete con cadenza minima mensile I soggetto responsabile delle misure deve archiviare e custodire le registrazioni per un perio do minimo di 5 anni Delibera AEEG n 89 07 dell 11 aprile 2007 pubblicata in Gazzetta Ufficiale n 97 s o n 107 del 27 04 07 La delibera n 89 07 definisce le con dizioni tecnico economiche per la con nessione di impianti che producono o che consumano energia elettrica alle reti a tensione nominale minore od uguale ad 1 kV Tali condizioni si applicano sia alle richie ste di nuova connessione sia alle richieste di valutazione
132. e so 4 000 kW cora depurato del tasso di inflazione posto 51 400 kW 5 pari al 3 le strutture d Il costo attualizzato tiene conto degli oneri e u re I 9 400 kW 5 finanziari dell investimento Sia i costi d in installazione vestimento sia quelli di esercizio e manu 1 400 kW igs inka ita 18 tenzione dipendono in larga misura dalle dimensioni dell impianto dal tipo di appli e e A mn ho Costo dell energia kWh 92 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico cazione per cui costruito e dalla locali t in cui installato Nel caso di sistemi fotovoltaici integrati negli edifici e collegati direttamente alla rete in bassa tensione a fronte di un costo di impianto di circa 6 000 7 000 KW e di un costo di manutenzione paria 100 anno si ottiene un costo attualizzato del l energia elettrica prodotta quantificabile in circa 0 3 kWh in condizioni di soleg Costo del kWh per piccoli sistemi fotovoltaici Prom lt 5 kW collegati alla rete 0 75 0 70 0 65 0 60 0 55 0 50 0 45 0 40 0 35 0 30 0 25 kWh Costo dell energia elettrica per utenze isolate confronto tra FV Diesel e allaccio alla rete Es lt A a a A 1 gt ANA FVIDiesel 3 5 10 20 50 100 300 Carico giornaliero kWh giorno giamento medio circa 1 600 kWh m per anno Nel caso invece di sistemi fotovoltaici per utenze isolate i cui costi sono dell o
133. elettrica e contabilizzata da un doppio contatore che registra il 110 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico rapporto tra la quantit di energia prelevata dalla rete e quella ceduta ad essa L energia prodotta pu infatti essere in quantit maggiore o minore di quella necessaria ai con sumi dell edificio In particolare la situazione in cui la quantit di energia prodotta dal sistema fotovol taico sia inferiore al fabbisogno energetico dell utenza si pu verificare m stabilmente nel caso di un impianto sottodimensionato rispetto alle richieste ener getiche medie dell utenza m saltuariamente in alcune ore della giornata quando vi sia minore disponibilit di radiazione solare o vi sia una domanda elettrica dell utenza superiore a quella media considerata in fase di progetto vantaggi derivanti dall impiego di sistemi fotovoltaici integrati in architettura piutto sto che di centrali fotovoltaiche isolate sono di diversa natura Tra questi quelli di carattere generale possono essere sintetizzati come segue m la possibilit di impiego di superfici marginali degli edifici o la completa integrazio ne nelle strutture edili consente di evitare l occupazione di suolo da parte del siste ma si pensi all enorme impatto sul suolo delle grandi centrali fotovoltaiche m si evitano perdite di energia dovute alla distribuzione in quanto l energia elettrica viene utilizzata nello stesso luogo in cui viene prodotta
134. elle del sud italia che hanno valori di picco di 6 7 6 8 kW m2 Si osserva infine come i valori di radiazione globale giornaliera su di un piano inclina to non variano significativamente se il pannello orientato con azimut perfettamente a sud oppure se orientato a sud ovest evidenziando come un orientazione non per fettamente a sud non influisca in modo rilevante sulla resa dell impianto infatti la per dita in termini di radiazione globale annua incidente sul pannello di pochi punti per centuali ad esempio del 4 per Bolzano o del 2 9 per Palermo L utilizzo di pannelli con una inclinazione di 30 comporta invece un considerevole van taggio rispetto all utilizzo di pannelli solari orizzontali con un guadagno che varia tra il 9 6 di Palermo ed il 15 3 di Bolzano 168 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Bolzano Radiazione globale giornaliera media mensile Milano Radiazione globale giornaliera media mensile 169 Appendice E Dati della radiazione solare nelle localit italiane capoluogo di provincia Venezia Radiazione globale giornaliera media mensile Roma Radiazione globale giornaliera media mensile 170 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Cagliari Radiazione globale giornaliera media mensile Napoli Radiazione globale giornaliera media mensile LAI Appendice E Dati della radiazione solare nelle localit italiane capoluogo di provincia Bari Radiazione gl
135. entivi persone fisiche persone giuridiche soggetti pubblici condomini Potenza nominale degli impianti Requisiti tecnici gt 1 KW valore minimo nessun limite moduli CEI EN 61215 e 61646 norme tecniche allegato 1 Tariffe incentivanti Cessione energia elettrica prodotta vedere la tabella tariffa incentivante AEEG 28 06 per scambio sul posto AEEG 34 05 per vendita energia AEEG 88 07 misura dell energia Durata incentivazione 20 anni Riduzione tariffa incentivante 2 dal 1 gennaio 2009 Potenza massima incentivabile 1200 MW Potenza massima installabile Procedura accesso alle tariffe 3000 MW fino al 2016 1 inoltro al gestore di rete progetto preliminare e richiesta connessione alla rete 2 realizzazione dell impianto e trasmissione al gestore di rete della comunicazione di ultimazione lavori 3 richiesta tariffa incentivante al GSE unitamente alla documentazione finale di entrata in esercizio allegato 4 Non cumulabilit 1 con contributi in conto capitale gt 20 2 con certificati verdi 3 certificati di efficienza energetica In aggiunta agli impianti che concorreranno al raggiungimento della potenza elettrica cumulativa di 1200 MW saranno ammessi alla tariffa incentivante ed eventualmente al correlato premio gli impianti che entre ranno in esercizio entro quattordici mesi dalla data comunicata dal GSE sul proprio sito internet dove verr data notizia del raggiungimento del
136. enze da soddisfare e delle specifiche prestazio ni da fornire m progetto definitivo che redatto sulla base delle indicazioni del progetto pre liminare contiene tutti gli elementi necessari ai fini del rilascio della conces sione edilizia o altra autorizzazione m progetto esecutivo che definisce com pletamente ed in ogni particolare impiantistico l intervento da realizzare Successivamente alla realizzazione dell im pianto fotovoltaico dovr essere emessa da un tecnico abilitato la documentazio ne finale di impianto consistente in m progetto elettrico dell impianto FV as built esecutivo con varianti m manuale di uso e manutenzione m certificazione rilasciata da un laborato rio accreditato circa la conformit alle norme dei moduli e dell inverter alle norme qualora includa il dispositivo di interfaccia m certificati di garanzia relativi alle appa recchiature installate m garanzia sull intero sistema e sulle pre stazioni di funzionamento m dichiarazione attestante l esito di verifi che tecniche effettuate m dichiarazione di conformit ai sensi della legge 46 90 m certificato di collaudo impianti in conto energia Generalmente nelle fasi della progetta zione viene inclusa la scheda tecnica di impianto che riassume le principali carat teristiche dell impianto quali 84 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico m l ubicazione dell impianto e la potenza nominale m la tensio
137. er of the Netherlands ECN il caso ad esempio delle facciate fotovoltaiche multifunzionali ad elementi prefabbricati prodotte dalla ditta spagnola TFM Teulades y Facades Multifunctionales trattate nella schedatura dei com ponenti e sistemi per l edilizia facente parte di questo rapporto IEA PVPS Task 7 Education amp training material for architects CD Rom made in 2002 by Energy Research Center of the Netherlands ECN T Schoen D Prasad P Eiffert H S rensen Task 7 of the IEA PV Power Systems Program Achievements and outlook Proceedings of the 17th European Photovoltaic Solar Conference Munich Germany 22 26 October 2001 La citt del Sole Guida al fotovoltaico nelle aree urbane Firenze 2001 Ta Vedi anche A B Cueli M C Alonso F Chenlo Estimation of the potential of the dwelling buildings as PV generators analysis of load curve versus PV production presentato alla conferenza PV in Europe From PV technology to energy solutions Rome Italy 7 11 October 2002 Op cit p 24 Appendice B Gli inverter PWM Gli inverter di tipo PWM operano in modo completamente automatico e fondamen talmente sono costituiti dalle seguenti parti 1 filtro lato campo fotovoltaico 2 convertitore DC DC quando necessario innalzare la tensione del campo fotovol taico al livello richiesto per un corretto funzionamento del ponte ponte a semiconduttori MOSFET IGBT unit
138. erti da questa applicazione riguardano m l impiego distribuito di una sorgente diffusa per sua natura m la generazione di energia elettrica nel luogo del consumo evitando perdite di trasmissione m la semplicit di collegamento alla rete e la facilit di quest ultima ad assorbire la potenza immessa m la possibilit di impiego di superfici inu tilizzate m la valenza architettonica positiva del fotovoltaico nel contesto urbano 5 4 Fotovoltaico a concentrazione Tra le principali linee strategiche di svilup po del FV si ritrova il fotovoltaico a con centrazione per la sua maggiore poten zialit in alcuni segmenti del mercato della produzione di energia elettrica A livello internazionale il fotovoltaico a con centrazione considerato una interessan 41 PHOCUS2 Le applicazioni degli impianti fotovoltaici Modulo a concentrazione Sistema ottico a a rifrattive Struttura con separatori supporto celle Dissipatori te opzione per ridurre in maniera signifi cativa l incidenza dei costi del compo nente fotovoltaico il costo di investimen to di un sistema fotovoltaico piano si aggira intorno ai 6 W ed dovuto per il 50 al componente fotovoltaico per il 30 35 alle sole celle solari Il principio base di tale applicazione molto semplice e consiste nel far conver gere la radiazione solare sulla cella foto voltaica tramite un sistema ottico In tal modo come se le celle fosser
139. esta tecnologia siano legati al siste ma degli usi finali dell energia piuttosto che a quelli della generazione di poten za Sono infatti le applicazioni integrate con l edilizia che possono contribuire in modo significativo al decollo di questa Aspetti economici e sistemi di incentivazione tecnologia una indicazione in questo senso ci viene dal Giappone che ha pun tato in modo strategico su tale tecnologia il cui mercato sta rapidamente crescendo in un contesto di graduale diminuzione degli incentivi statali 8 3 1 Il costo degli impianti fotovoltaici La peculiarit economica dell energia fotovoltaica data dal fatto che essa richiede un forte impegno di capitale ini ziale e basse spese di mantenimento Un po come se si comprasse in anticipo l energia che verr consumata nell arco di vita dell impianto 30 anni Il costo di realizzazione di un impianto fotovoltaico dipende essenzialmente dalla tipologia e dalla taglia dell impianto Per un impianto di piccola taglia collega to alla rete ad esempio da 3 kW il costo per unit di potenza installata di circa 6 500 kW ed dovuto per circa il 50 al costo dei moduli costi annui di manu tenzione e gestione sono dell ordine dello 0 5 del costo dell investimento Nel caso di sistemi fotovoltaici per uten ze isolate i costi sono dell ordine dei 8 12 kE kWp Tali elevati valori sono spie Distribuzione dei costi per impianti fotovoltaici di picco
140. ficie orizzon tale mentre l azimut l angolo formato dai raggi del sole e la direzione del sud Riportando su una mappa relativa alle orbite solari le sagome di eventuali osta coli ricavabili sia attraverso un sopralluo go sul sito sia attraverso l elaborazione di planimetrie quotate possibile determi nare le ore del giorno e i mesi dell anno durante i quali si verificano i fenomeni di ombreggiamento Noti quindi gli intervalli di tempo interes sati da fenomeni di ombreggiamento da diagrammi di distribuzione oraria e men sile della componente diretta che quel la soggetta al fenomeno di ombreggia mento possibile desumere l entit della perdita dovuta all ombreggiamento 6 1 5 Posizionamento del generatore fotovoltaico Tipicamente il generatore pu essere installato su m falda unica tetto facciata in questo caso lo spazio necessario pari a Promi KWN edil m piano orizzontale a terra lastrico sola re essendo in genere i moduli inclina ti non possibile disporli per motivi di ingombro o estetici su un unico filare pertanto si ricorre alla disposizione a file parallele filari opportunamente distanziate in tal caso lo spazio neces sario 6 2a Polla In particolare con la configurazione a file parallele si ha piena liberta nella scelta Distanza Altezza 51 20 Tilt 30 40 Il dimensionamento energetico degli impianti fotovoltaici Distanza tra file 60 Tilt B so
141. fico mostrato nell imma gine di figura A 15 La variet delle modalit di integrazione dei sistemi fotovoltaici in architettura fa capo alla possibilit di impiegare componenti speciali o sistemi di montaggio estremamen te diversificati per le diverse applicazioni le quali in estrema sintesi sono copertu re inclinate coperture piane coperture curve facciate frangisole E utile notare che pur ricorrendo ad una stessa tipologia di applicazione i livelli di integrazione possono essere diversi Infatti in via del tutto generale si pu dire che le applicazioni possibili vanno dalla semplice sovrapposizione dei sistemi fotovoltaici sui componenti edili tradizionali alla loro parziale integrazione in essi alla totale integra zione con la conseguente completa sostituzione dei componenti edili tradizionali Di seguito vengono mostrate alcune tabelle ognuna delle quali fa riferimento ad una specifica tipologia di applicazione ed ai corrispondenti possibili livelli di inte grazione 121 Appendice A Fotovoltaico e architettura Tabella 1 Coperture inclinate con PV di superficie opaca superficie trasparente rivestimento con PV integrato con PV integrato Tabella 2 Coperture piane superficie opaca con superficie trasparente PV sovrapposto con PV integrato 122 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Tabella 3 Coperture curve con PV superficie trasparente di rivestimento con PV integrato
142. fusa H Hgo ecos pr 2 Y m riflessa W H sal OP E dove a il fattore di albedo definito pre cedentemente H H H H R He 1 cosp 1 cosp V 2 J 2 pe Poich il valore di H e un valore giornalie H a ro medio mensile per calcolare l energia incidente in un anno necessario ripete re il calcolo per ciascun mese e sommare i valori ottenuti ciascuno moltiplicato per il numero di giorni che compone il relati vo mese Questo metodo ha il pregio di essere estremamente semplice di contro esso fornisce una stima per difetto dell intensi t della radiazione diffusa sostanzialmen te a seguito dell ipotesi di ritenere che la stessa si distribuisca in modo uniforme sull intera volta celeste condizione reale in presenza di giornate caratterizzate da cielo coperto Metodi di calcolo pi sofisticati consento no mediante opportuni coefficienti cor rettivi di tener conto dell incremento di radiazione diffusa dal cielo in prossimit dell orizzonte e nella regione di cielo vici na al Sole in presenza di giornate serene Dall analisi delle mappe isoradiative possibile osservare che con riferimento ai valori di irraggiamento disponibili locali t situate in zone costiere risultano molto simili anche se sufficientemente distanti e viceversa localit vicine ma poste una in zona montuosa e l altra in zona costiera presentano caratteristiche molto diverse Alcune mappe oltre a riportare
143. gico puro al 98 circa mediante riduzione della silice SiO con carbone in forni ad arco Dopo alcuni processi metallurgici inter medi consistenti nella m purificazione del silicio metallurgico a silicio elettronico processo Siemens m conversione del silicio elettronico a sili cio monocristallino Metodo Czochralskj vengono ottenuti lingotti cilindrici da 13 a 30 cm di diametro e 200 cm di lunghez za di silicio monocristallino solitamente drogato p mediante l aggiunta di boro Questi lingotti vengono quindi affettati in wafer di spessore che va dai 0 25 ai 0 35 mm Da alcuni anni l industria fotovoltaica sta sempre pi utilizzando il silicio policristal 20 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico lino che unisce ad un grado di purezza comparabile a quello del monocristallino costi inferiori lingotti di policristallino anch essi di solito drogati p sono a forma di parallelepipedo e vengono sottoposti al taglio per ottenerne fette di 0 2 0 35 mm di spessore 2 4 1 La fabbricazione della cella Per fabbricare la cella la fetta viene prima trattata con decappaggio chimico al fine di eliminare eventuali asperit superficia li e poi sottoposta al processo di forma zione della giunzione p n il drogaggio avviene per diffusione controllata delle impurit in forni se ad es si parte da sili cio di tipo p si fanno diffondere atomi di fosforo che droga n con una profondit di giunzione pa
144. gistrato un continuo pro gresso Per contro il margine di riduzione dei costi si va sempre pi assottigliando e comincia a scarseggiare la disponibilit del materiale di base per la realizzazione dei dispositivi Per quanto riguarda invece i film sottili essi hanno il vantaggio di essere adatti per l architettura nel senso che sono fles sibili consentono di realizzare tegole e lamiere grecate o conseguire effetti di tra sparenza per finestre o facciate di edifici Inoltre hanno ampi margini di riduzione 61 Componenti del sistema fotovoltaico Scelte e configurazioni dei costi e maggiore producibilit a pari t di potenza Per contro la vita utile non ancora stata testata presentano fenome ni di degrado nelle prime 100 ore di espo sizione il rendimento basso con un lento progresso tecnologico moduli devono avere caratteristiche elet triche termiche e meccaniche verificate attraverso prove di tipo certificate da un laboratorio accreditato circa la conformi ta alla norma CEI EN 61215 per moduli al silicio cristallino e alla CEI EN 61646 per moduli a film sottile In particolare la norma CEI EN 61215 pre vede le seguenti ispezioni e misure m ispezione visiva per individuazione di fetti disallineamento o sovrapposizione celle celle rotte scoloriture bolle d aria m misura Pmax tramite caratteristica l V m P om a basso irraggiamento lt 200 W m m misura coefficienti di temperatura in ten
145. glia dell inverter va scelta in base alla potenza nominale del campo fotovoltaico tipicamente Pumapas 0 0 Premia Nel caso di gestione come sistema IT necessario l isolamento galvanico tra campo fotovoltaico e rete mediante trafo esterno o interno anche in alta frequen za per fino a 20 kW Se la potenza com plessiva non supera i 20 kW la separazio Inverter centralizzato e di stringa ne galvanica pu essere sostituita da una protezione che intervenga per valori di corrente continua superiori allo 0 5 della corrente massima del convertitore L inverter pu anche essere provvisto di rel per tenere sotto controllo l isolamen to del campo fotovoltaico rispetto a terra CEI 64 8 A seconda del grado di prote zione e delle indicazioni del costruttore l in verter pu essere solo per interno o anche per esterno L inverter inoltre caratteriz zato da un campo di temperature ambien te Allontanandosi dal campo di tempera tura l inverter pu limitare la potenza ero gata o addirittura portarsi in blocco Gli inverter devono essere dotati di mar catura CE interferenze nei valori prescrit ti poich usano dispositivi a semicondut tore che commutando generano interfe renze Per ridurre al minimo le interferen ze bene effettuare la messa a terra del inverter e collegarlo il pi a monte pos sibile nell impianto dell utente Nell effettuare la scelta fra la conversione centralizzata e quella di stringa occ
146. goli di tilt varia il rendimento energetico del sistema nel corso dell anno Il valore della quantit di energia prodotta come anticipato dipende oltre che del l efficienza del sistema e dei moduli dalla radiazione solare incidente sul piano dei moduli L energia che viene raccolta dal piano dei moduli durante l arco della giorna ta e nei vari mesi dell anno funzione della posizione del sole azimuth ed elevazio ne Ad esempio nell emisfero nord a parit di orientamento verso il sud pieno durante i mesi estivi quando il sole raggiunge la massima altezza sull orizzonte for niscono il maggiore rendimento energetico le superfici orizzontali di contro le super fici verticali presentano il rendimento energetico pi basso Si verificato che nell emisfero boreale l orientamento ottimale verso sud azimuth pari a 0 e tilt pari ad un valore inferiore di una decina di gradi alla latitudine del sito rendimento energetico pari al 100 di quello massimo ottenibile 114 Figura A 6 Posizionamento ottimale dei moduli Influenza degli angoli di tilt ed azimuth Progettare ed installare un impianto fotovoltaico E evidente come questa condizione ideale possa essere soddisfatta con relativa faci lit quando si tratti di realizzare impianti non integrati negli edifici ma di come sia pi complicato in questo secondo caso in tal senso quindi utile sapere che tolleranze contenute rispetto alla condizione ottimale no
147. i 1 programma nazionale e 21 programmi regionali Il programma stato caratterizzato da una sorprendente domanda di fotovoltaico 3 volte l offerta un forte coinvolgimento delle regioni il grande interesse degli operatori fotovol taici ma notevoli ritardi difficolt gestio nali del programma articolato in tanti pro grammi regionali 8 5 2 Il conto energia in Italia il Decreto 19 febbraio 2007 1119 febbraio 2007 stato approvato in via definitiva dal Ministero dello Sviluppo Economico di concerto con il Ministero dell Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare il decreto che ha modificato in parte il sistema d incentivazione del 1 Conto Energia Cos come era previsto nel primo Conto Energia i soggetti ammessi ossia le persone fisiche le per sone giuridiche i soggetti pubblici e i con domini possono accedere alle tariffe incentivanti per la produzione d energia elettrica da impianti fotovoltaici Chi ne far richiesta nel periodo intercor rente tra la data d entrata in vigore del provvedimento dell Autorit per l Energia Elettrica e il Gas avvenuta il 13 aprile 2007 relativo all attuazione del decreto in Db Aspetti economici e sistemi di incentivazione DI UN UTENZA DOTATA DI UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO H LESER Esempio di impianto non integrato Istituto Frankenberg BZ impianto FV da 3 1 kW Esempio di impianto parzialmente integrato Svizzera Lugano Banca Suglio Esempio
148. i componenti meccanici elet trici ed elettronici che captano l energia solare la trasformano in energia elettrica sino a renderla disponibile all utilizzazione da parte dell utenza Esso sar quindi costituito dal generatore fotovoltaico da un sistema di conversione e controllo della potenza e per alcuni tipi di impian ti da un sistema di accumulo Il rendimento di conversione complessivo di un impianto il risultato di una serie di rendimenti che a partire da quello della cella passando per quello del modulo del sistema di controllo della potenza e di quello di conversione ed eventualmente di quello di accumulo permette di ricava re la percentuale di energia incidente che possibile trovare all uscita dell impianto sotto forma di energia elettrica resa al carico utilizzatore 4 1 Il generatore Collegando in serie parallelo un insieme opportuno di moduli si ottiene un gene ratore o un campo fotovoltaico con le caratteristiche desiderate di corrente e tensione di lavoro Capitolo 3 suoi para metri elettrici principali sono la potenza nominale che la potenza erogata dal generatore in condizioni nominali stan dard irraggiamento di 1 000 W m e tem peratura dei moduli di 25 C e la tensio ne nominale tensione alla quale viene erogata la potenza nominale I moduli o i pannelli sono montati su una struttura meccanica capace di sostenerli e ancorarli Generalmente tale struttura orientata in mod
149. i dati di radiazione sul piano orizzontale fornisco no anche i valori per particolari angoli di inclinazione delle superfici di raccolta B 30 60 data l importanza che questi rive stono nella progettazione e realizzazione di un impianto FV o in genere solare Inoltre le carte dei percorsi solari che for niscono una rappresentazione grafica del moto apparente del Sole sono di grande risposta angolare 49 Il dimensionamento energetico degli impianti fotovoltaici utilit per la valutazione degli effetti di ombreggiamento prodotti dalla presenza di ostacoli quali edifici montagne o alberi dati di soleggiamento vengono rilevati regolarmente dai rispettivi servizi meteo rologici nazionali ma soltanto in alcuni casi l acquisizione di questi dati viene effettua ta registrando separatamente la compo nente diretta e diffusa della radiazione opportuno osservare che con riferimen to al territorio italiano si hanno regimi solari medio alti con notevoli escursioni tra le regioni settentrionali e quelle meri dionali in particolare durante la stagione invernale Infatti i valori medi relativi alle varie localit possono subire scostamenti rilevanti causati da fattori locali quali osta coli orografici e particolari regimi micro climatici Per esempio si passa da un valo re di insolazione medio annuo di 3 2 kWh m per Bolzano ad un valore di 4 8 kWh m per Trapani con una variazione di circa il 47 6 1
150. i di aggregarsi in modo da favorire una elevata mobilit di cari che ne evidenziano la potenziale appli cazione nel fotovoltaico A livello di celle tandem vengono investi gati vari aspetti high bandgap top cell on TCO tunnel junction impatto delle pro priet del TCO i cui modelli forniscono valori di efficienza intorno al 25 In pra tica i risultati conseguiti si aggirano intor no a efficienze dell 8 8 23 L effetto fotovoltaico la conversione dell energia solare La cella Cella tandem Densit di energia W m um 2000 1000 0 3 1 4 2 5 Lunghezza d onda A um Terza generazione opzioni e principi gt Quantum dot MIURA piccole parti di semiconduttore sono trattate nanotecnologie in modo da assorbire una specifica lunghezza d onda Banda di conduzione Up and down conversion conversione delle varie lunghezze d onda in modo da poter essere sfruttate da un dato materiale dispositivo con uno stato intermedio Celle multiple con differenti Eg Per quanto riguarda le celle dye sensitized sono state investigate alcune strutture in cui stato ottimizzato il foto elettrodo che hanno fornito valori di efficienza pari a 7 9 Sono stati inoltre evidenziati i van taggi rispetto alle celle di tipo tradiziona le Gratzel nel realizzare dispositivi con due anodi TiO e un catodo metallico intermedio Nel campo dei TCO vengo no illustrati nuovi ossidi semicondutt
151. i di ordine economico per la produzione locale di elettricit tramite gruppi elettro geni bisogna considerare a fronte dei pi bassi costi d investimento gli incon venienti connessi all approvvigionamento del combustibile alla rumorosit all in quinamento indotto e ai non trascurabili costi di manutenzione Piccoli generatori fotovoltaici sono utili ad alimentare utenze elettriche situate in localit non ancora raggiunte dalla rete elettrica o in luoghi in cui il collegamen to alla rete comporta costi di investimen to troppo elevati rispetto alle piccole quantit di energia richieste Una simile applicazione pu essere inol tre molto utile per portare l energia elet trica a rifugi case isolate e siti archeolo gici evitando onerose e problematiche operazioni di scavo per i collegamenti elettrici e costose gestioni di linee di tra smissione e sottostazioni elettriche Inoltre le caratteristiche dei sistemi foto voltaici permettono risposte adeguate ai problemi di mancanza di energia elettrica nei Paesi in via di sviluppo oltre due miliar di di persone abitanti nelle regioni pi povere del pianeta sono prive di collega mento alla rete elettrica di distribuzione Rispetto alle fonti tradizionali il fotovoltai co facilmente gestibile in modo autono mo dalle popolazioni locali e pu essere applicato in modo capillare senza dover costruire grandi reti di distribuzione risul tando quindi economico e compati
152. i impianti in cui una faccia del modulo sia esposta all esterno e l altra faccia sia espo sta all interno di un edificio come accade nei lucernai a tetto la temperatura da considerare sar la media tra le due tem perature Tee la temperatura delle celle di un modu lo fotovoltaico pu essere misurata me diante un sensore termoresistivo PT100 attaccato sul retro del modulo Gli impianti fotovoltaici e i relativi compo nenti le cui tipologie sono contemplate nel presente decreto devono rispettare ove di pertinenza le prescrizioni contenu te nelle seguenti norme tecniche com prese eventuali varianti aggiornamenti ed estensioni emanate successivamente da gli organismi di normazione citati e CEl 64 8 Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in cor rente continua e CEI 11 20 Impianti di produzione di energia elettrica e gruppi di continuit collegati a reti di e Il categoria e CEI EN 60904 1 CEl 82 1 Dispositivi fotovoltaici Parte 1 Misura delle carat teristiche fotovoltaiche tensione cor rente CEI EN 60904 2 CEI 82 2 Dispositivi fotovoltaici Parte 2 Prescrizione per le celle fotovoltaiche di riferimento CEI EN 60904 3 CEI 82 3 Dispositivi fotovoltaici Parte 3 Principi di misura per sistemi solari fotovoltaici per uso terrestre e irraggiamento spettrale di riferimento CEI EN 61727 CEl 82 9 Sistemi foto v
153. i in continua contengono inoltre dispo sitivi per regolazione della carica della bat teria e collegamento con la batteria attra verso Interruttore In alternata i quadri devono essere realiz zati per assolvere alla connessione in parallelo delle uscite degli inverter e eventualmente per contenere la prote zione di interfaccia con la rete e i conta tori dell energia prodotta quadri sono caratterizzati dal grado di protezione IP CEI EN 60529 seguito da due cifre La prima rappresenta la prote zione contro la penetrazione di corpi soli di estranei mentre la seconda cifra rappre senta la protezione contro la penetrazio ne di liquidi Per i quadri elettrici necessario calcola re la temperatura finale interna To al fine di verificare il non superamento della tem peratura massima di funzionamento dei componenti all interno del quadro stesso In particolare T Tambiente Pa Ry dove Py la potenza che il quadro deve dis sipare verso l ambiente esterno data dalla potenza nominale dell Inverter moltiplicata per 1 Eff inv pi altre dis sipazioni termiche dovute a cavi inter ruttori diodi Ri la resistenza termica del quadro inversamente proporzionale alla sua superficie Se malgrado la scelta del quadro T risul ta maggiore della temperatura massima di funzionamento dei componenti all in terno occorre ridurre il salto termico con l ausilio di ventilatori In
154. i inserimento di sistemi fotovoltaici in ambienti urbani costruiti ad essa si far riferimento nelle considerazioni che seguono L idoneit di un area urbana ai fini dell inserimento di sistemi fotovoltaici dipende dalla disponibilit di radiazione solare ma tiene conto anche di un altro importante fattore costituito dal potenziale energetico del sito dipendente a sua volta da altri parametri che saranno indagati in seguito Tuttavia a monte di ogni scelta deve essere posta una preliminare valutazione dell accettabilit dei sistemi fotovoltaici in un determina to sito in rapporto alle caratteristiche del contesto dell ambiente costruito e della tipo logia di intervento che si intende attuare Si pu sinteticamente affermare che m in aree di particolare pregio artistico storico o ambientale eventualmente tutela te l applicazione dei sistemi fotovoltaici richiede una attenta verifica dell efficacia del l integrazione e sistemi innovativi ma questo si traduce spesso in una rinuncia al loro utilizzo m in aree caratterizzate da interventi architettonici moderni l applicazione del fotovol taico pu contribuire a migliorare la valenza estetica dell edificio soprattutto quan do si tratti di nuove realizzazioni caratterizzate da un linguaggio architettonico inno vativo 125 Appendice A Fotovoltaico e architettura m in aree interessate da interventi di riqualificazione estetica e strutturale degli edifici l applicazione
155. i notte o in condizioni meteorolo giche sfavorevoli e se gli utilizzatori sono in corrente alternata viene anche adotta to un inverter che trasforma la corrente continua in uscita dal generatore fotovol taico in alternata assicurando il valore desiderato di tensione Nel caso di generatori fotovoltaici al ser vizio di impianti di pompaggio il sistema di accumulo generalmente costituito dal serbatoio idrico 5 2 2 Gli impianti collegati alla rete Tali impianti sono utilizzati dove la produ zione di energia elettrica da fonte conven zionale costosa e o ad elevato impatto ambientale tipiche applicazioni riguarda no la generazione diffusa mediante picco li impianti collegati alla rete elettrica di distribuzione in bassa tensione che a dif ferenza delle utenze isolate non vedono l utilizzo di batterie Una tipica applicazione in questo settore quella relativa ai sistemi fotovoltaici inte grati negli edifici Questo tipo di utilizzazione in rapido svi luppo richiede l impegno non solo del l industria fotovoltaica e delle capacit progettuali di architetti ed ingegneri che ne rendano possibile l integrazione tecni ca estetica ed economica nelle strutture 40 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Applicazioni di impianti collegati alla rete edilizie ma soprattutto degli organi poli tici preposti all emanazione di leggi che ne incentivino lo sviluppo e la diffusione Altre appli
156. iche m per qualunque orientazione della superficie ricevente angoli azimut e di tilt m per qualunque tipologia di suolo riflettente neve boschi superfici acquose strade sterrate edifici scuri ecc 154 NOTA Progettare ed installare un impianto fotovoltaico m tenendo conto dell eventuale presenza di ostacoli per la radiazione diretta come indicato nella norma UNI 8477 1 m con la possibilit di esprimere i dati in diverse unit di misura MJ m2 kWh m ecc Per effettuare il calcolo occorre collegarsi al sito Internet dell Atlante italiano della radia zione solare allestito dall ENEA il cui indirizzo www solaritaly enea it anche possi bile sia stimare la sola radiazione diretta sia riferire il calcolo alla superficie normale alla direzione del sole 1 Per valori di azimut diversi da zero Sud ad esempio 45 SO o SE la perdita di energia globale annua di pochi punti percentuali 3 4 155 Appendice E Dati della radiazione solare nelle localit italiane capoluogo di provincia Elenco delle localit ordinate per regione Emilia Romagna Bologna BO Campania Avellino AV Cesena Forl Cesena FC Benevento BN Aosta AO Ferrara FE Caserta CE Forl Forl Cesena FC Napoli NA Alessandria AL Modena MO Salerno SA Asti AT Parma PR Puig Biella BI Piacenza PC Andria Barletta Andria Bari BT Cuneo CN Ravenna RA Bari BA Novara NO Reggio nell Emilia RE Barletta Barletta Andria Bari
157. iche resistive caduta sui diodi mismatch del generatore fotovoltaico stimabili H su piano moduli Ho ba So mu o Pa k ha 46 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico in prima approssimazione attorno al 15 Piw rappresenta le perdite resistive di commutazione magnetiche alimenta zione circuiti di controllo dell inverter cautelativamente assunte pari a circa il 10 Prom la potenza nominale del gene ratore fotovoltaico necessaria per pro durre l energia E H la radiazione solare incidente sulla superficie dei moduli S Quest ultima come visto precedente mente si ottiene sommando le varie componenti dell irraggiamento riportate sul piano dei moduli fotovoltaici H H Hy H Le formule per una superfi cie comunque esposta sono indicate nelle Norme UNI 8477 mentre l accura tezza dei calcoli dipende dalla fluttuazio ne dei dati climatici effettivi rispetto a quelli storici A titolo riassuntivo si elencano i dati di input necessari per il calcolo di H m valori medi mensili dell irraggiamento su superficie orizzontale H dai dati sto rici del sito in questione m frazione di componente diffusa formu la di Liu Jordan oppure componente Energia incidente sulla superficie dei moduli 90 ovest Li E 45 sud ovest 0 sud 90 est Azimuth 45 diretta e diffusa su superficie orizzo
158. il flusso determina to da sistemi automatici La soluzione pi semplice ed economica consiste nel predisporre delle intercapedini tra i moduli fotovoltaici e le superfici sulle quali vengono installati In generale mag giore la dimensione dell intercapedine in termini di profondit minore la tempe ratura e quindi maggiore l efficienza delle celle Esistono alcuni sistemi prefabbricati fotovoltaici specificamente sviluppati per l integra zione in architettura estremamente avanzati che includono dispositivi che consentano la ventilazione naturale o forzata del retro dei moduli fotovoltaici Requisiti tecnici dei componenti fotovoltaici Nel caso in cui un componente fotovoltaico venga impiegato come componente edile esso dovr soddisfare gli stessi requisiti ai quali rispondono i componenti edili tradi zionali questo perch come intuitivo un involucro fotovoltaico conserva le stesse 118 Figura A 12 Montaggio di un sistema fotovoltaico installato su copertura Progettare ed installare un impianto fotovoltaico caratteristiche di un involucro tradizionale e cio separare l interno dall esterno garan tendo la protezione dagli agenti atmosferici e regolare gli scambi termici tra l ambien te esterno e quello interno Il componente fotovoltaico dovr quindi soddisfare prestazioni quali isolamento ter mico isolamento dall umidit tenuta all acqua tenuta al vento ed alla neve protezio ne dal rumore re
159. ionale al valore assunto in quel l istante dell onda sinusoidale richiesta convertitori possono essere classificati in due tipologie fondamentali m commutazione naturale o di rete Line Commuted Inverter LCI m commutazione forzata o autocommuta ti Self Commuted Inverter SCI Negli inverter LCI la tensione di rete necessariamente attiva costituisce il rife rimento per la generazione degli impulsi di comando accensione e spegnimento dei componenti semiconduttori Invece nei convertitori SCI gli impulsi sono gene rati da un apposito sistema di controllo provvisto di un clock autonomo che sta bilisce la frequenza di riferimento e di una sorgente di energia che consente la com mutazione e o l interdizione dei dispositi vi di potenza Negli impianti fotovoltaici grid connected la tensione continua da convertire in alter nata quella generata dal campo fotovol taico mentre nei sistemi stand alone con accumulo quella presente nel nodo di generazione campo fotovoltaico sistema di accumulo la classificazione degli im pianti FV estesamente illustrata nel para grafo 5 2 Gli inverter per sistemi connes si a rete sono sempre provvisti del dispo sitivo di inseguimento del punto di mas sima potenza MPPT il quale consente al Schema a blocchi di principio di un convertitore DC AC per connessione a rete elettrica filtro di ingresso 32 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico convertito
160. ione adoperati nel caso del silicio amorfo come illustrato dal grafico seguente figura A 10 L effetto della temperatura non comporta conseguenze valutabili esclusivamente nella perdita di efficienza di conversione delle celle ma pu produrre effetti negativi anche sul comfort degli ambienti il cui involucro comprende i moduli fotovoltaici integrati nei componenti edili L energia dispersa dalle celle fotovoltaiche durante il processo di conversione infatti se non dissipata mediante opportuni sistemi di ventilazione viene trasmessa median te scambi termici agli ambienti confinati attraverso l involucro causando un sensibile innalzamento della temperatura interna degli ambienti stessi Per tali motivi consi gliabile progettare i sistemi fotovoltaici in modo che avvenga una ventilazione della superficie posteriore dei moduli figura A 11 ottenuta mediante sistemi a differente 117 Figura A 10 Efficienza delle celle a differenti temperature Figura A 11 Ventilazione del retro dei moduli fotovoltaici Appendice A Fotovoltaico e architettura Efficiency 0 Temperature C 80 grado di complessit costruttiva dalla semplice parete ventilata alle facciate a doppia pelle oppure con l ausilio di meccanismi di ventilazione attivi o passivi Si tenga conto che per i sistemi a ventilazione naturale la portata del flusso d aria dipende dalla radia zione solare incidente mentre per i sistemi a ventilazione forzata
161. istacco del sistema dalla rete per guasti o funzionamenti anomali della stessa o per apertura intenzionale del dispositivo della rete pubblica es manutenzione e l intervento coordinato del dispositivo di interfaccia con quelli del generatore e della rete pubblica per gua sti o funzionamenti anomali durante il fun zionamento in parallelo con la rete Nello schema di riferimento riportato dalla norma CEl 11 20 viene introdotta oltre alla protezione di tensione V e fre quenza f anche una protezione contro la perdita della rete non obbligatoria ma soggetta ad una valutazione tecnica con giunta distributore produttore costi tuita da un dispositivo aggiuntivo destina to alla protezione da un eventuale funzio namento in isola non voluto di una parte della rete di distribuzione pubblica La variante V1 alla norma CEl 11 20 applica bile dall ottobre 2004 ha recepito alcune delle richieste avanzate dagli operatori industriali del settore imprese produttrici ed installatrici In particolare sono state apportate le seguenti principali modifi che m il limite superiore del singolo impianto per allacciamenti monofase passa da 5 kW a 6 kW mentre quello inferiore si riduce da 1 kW a 0 75 kW m la funzione di dispositivo di interfaccia deve essere svolta da un unico dispo sitivo ovvero qualora nell impianto lai Componenti del sistema fotovoltaico Scelte e configurazioni siano presenti pi disposi
162. izzare la trasformazione dell esistente Nel caso della progettazione di interventi ex novo le cosiddette architetture fotovol taiche una delle principali tematiche affrontate dai progettisti la necessit di ela borare un linguaggio architettonico che consenta di esaltare le potenzialit formali e visive del componente fotovoltaico che si traduce sul versante industriale nella pro duzione di componenti fotovoltaici innovativi pensati per l integrazione architettonica e compatibili con le moderne tecnologie costruttive Nelle immagini successive sono mostrati due interventi retrofit alquanto creativi 119 Appendice A Fotovoltaico e architettura Nel primo caso si tratta di un opera dell architetto Thomas Spiegelhalter consisten te nella trasformazione di un casotto di servizio situato in una ex cava di ghiaia a Kieswerk Svizzera in una abitazione solare monofamiliare lo stato del luogo e del l edificio precedente l intervento riprodotto in figura A 13a in figura A 13b mostra ta la realizzazione Figura A 13 Casa unifamiliare solare realizzata in una ex cava di ghiaia a Kieswerk Svizzera a stato del luogo e dell edificio precedente l intervento b realizzazione Il secondo caso figura A 14 mostra invece un applicazione retrofit in facciata nella quale il componente fotovoltaico non propriamente impiegato come componente edile ma semplicemente sovrapposto alla strutture della facciata si tratta
163. l energia richiesta dall utenza cui l impianto destinato Le principali fasi del dimensionamento riguardano m il calcolo dell energia prodotta dal generatore fotovoltaico analogo a quello dei sistemi collegati alla rete m l identificazione dell utenza e il calcolo dell energia richiesta m scelta dell angolo di tilt m l individuazione della configurazione dell impianto m il calcolo del bilancio energetico del l impianto per differenti taglie dei com ponenti e diverse esposizioni dei mo duli fotovoltaici 52 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico m l individuazione della soluzione ottima le in termini di massima economicit e o efficienza e o affidabilit 6 2 1 Le utenze Le utenze sono relative a m apparati per telecomunicazione segna lazione allarme in questi casi il profilo di carico noto le potenze sono con tenute 10 W 10 kW e l alimentazione richiesta direttamente in DC m utenze domestiche in questi casi si riscontrano fluttuazioni tra la richiesta effettiva di energia e quella prevista in genere ammessa una certa frazione di deficit black out le potenze sono comprese tra 100 W e 1 kW l alimenta zione pu avvenire in DC o tramite inverter dedicati m sistemi di pompaggio dissalazione condizionamento refrigerazione in queste situazioni il profilo di utenza coincidente con quello di producibilit accumulo minimo m protezione catodica un esempio di
164. l et della batteria aumenta dopo i primi cicli e decresce dopo qualche anno Lo stato di carica invece correlato alla densit dell elettrolita la densit influenzata dalla temperatura dalla ten sione a vuoto facilmente misurabile ma valida solo se misurata 2 ore dopo l an nullamento della corrente dalla tensio ne sotto carico facile da misurare ma occorre conoscere il regime di scarica e le condizioni termiche e dalla corrente integrata nel tempo in questo modo non si tiene per conto della temperatura e dell invecchiamento della batteria Al fine di evitare danni dovuti a sovracca riche o scariche profonde viene installato un adeguato sistema di gestione della batteria che pu essere del tipo mg ON OFF cio basato sulla connessio ne sconnessione del generatore foto voltaico quando la tensione della bat teria raggiunge soglie prefissate m a gradini che attua la connessione sconnessione parziale a seconda di soglie di tensione m MPPT che consente la regolazione attraverso l uso del dispositivo di MPPT m adautoregolazione che sfrutta la capa cita autoregolante dell accoppiamento batteria fotovoltaico al crescere della tensione di batteria il punto di lavoro si 72 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico sposta verso Voc a cui corrispondono correnti pi basse m elettronico che consente di gestire la carica tramite microprocessore opera in 2 fasi Bulk simile a
165. la cumulata ha superato 1 13 GW Negli ulti mi 5 anni i prezzi dei sistemi si sono dimezzati raggiungendo il valore di 5 EM Il budget per il programma resi dential che da solo copre il 90 dell in stallato si ridotto in 5 anni di un fattore 10 2 6 BYen il che significa che si conti nuano a fare impianti anche in assenza di incentivi praticamente l mercato nei prossimi anni prevede l installazione di 600 MW anno nel residenziale 100 MW anno nelle facility pubbliche 100 MW anno nelle facility industriali e 10 MW anno nel l agricoltura Nel 2010 attesa una potenza totale installata pari a 5 GW In Germania il successo dell incentivazio ne in conto energia 45 cE kWh con pre 94 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico stiti all 1 9 di interesse ha consentito di installare oltre 360 MW nel solo 2004 rag giungendo un totale cumulato di circa 800 MW fattori che hanno influito riguarda no la prospettiva a lungo termine la pos sibilit per la crescita di mercato l effi ciente gestione a livello bancario nessun budget pubblico Nel 2005 e prevista l in stallazione di ulteriori 440 MW La potenza cumulata negli USA pari a 365 MW di cui 90 MW installati nel corso del 2004 Esistono solo programmi di incentivazione a livello locale che coinvol gono una decina di Stati Il mercato sti mato negli USA per il 2010 prevede prez zi di sistema compresi tra 2 e 2 5 W a seconda della taglia che c
166. la rete si distinguono 3 dispositivi m generale interviene per guasto del siste ma fotovoltaico o dell impianto di utente m di interfaccia interviene per mancanza rete o guasti sulla rete valori fuori soglia di V e f m del generatore interviene per guasto o malfunzionamento dell impianto foto voltaico pu coincidere con il disposi tivo di interfaccia nel caso di impianto fotovoltaico unico Si evidenzia infine che nel caso di colle gamento dell impianto alla media tensio ne necessario prevedere un dispositivo di rincalzo all eventuale mancata apertu ra del dispositivo di interfaccia 7 11 1 Criteri di collegamento alla rete elettrica Norma CEI 11 20 La norma CEl 11 20 quarta edizione 2000 una norma nazionale applicabile a tutti gli impianti di produzione collega ti a reti di bassa e media tensione quin di non esclusivamente agli impianti foto voltaici Essa costituisce il riferimento per la definizione dei criteri e delle configura zioni base degli schemi di collegamento per la connessione di un impianto di pro duzione alla rete elettrica di distribuzione in corrente alternata in ottemperanza ai requisiti funzionali e protettivi richiesti nonch delle prescrizioni riguardanti il coordinamento delle protezioni Dall analisi della norma e degli schemi elettrici di riferimento per il collegamen to alla rete in essa riportati possibile mettere in evidenza alcuni aspetti signifi
167. la taglia connessi alla rete gati dalla necessit di dotare il sistema di batterie di accumulatori Nel caso invece di sistemi fotovoltaici inte grati negli edifici e collegati direttamente alla rete in bassa tensione il costo dell im pianto attualmente pari a circa 7 000 8 000 kWp Tale costo legato al tipo di componen ti scelti e alla tipologia di impianto instal lato Il prezzo dei moduli fotovoltaici varia dai 3 ai 4 W e incide per il 45 55 sul costo dell impianto inverter non pesa considerevolmente sul costo dell impian to 13 15 Il costo della struttura di sostegno dei moduli difficile da stima re perch dipende da vari fattori quali il materiale utilizzato il luogo di installazio ne la superficie di appoggio ecc In prima approssimazione essa incide sul costo dell impianto per circa il 10 Analoghe percentuali sono relative all installazione e trasporto all ingegneria e ai cavi e accessori 8 3 2 Il costo del kWh Gli elementi che concorrono a formare il costo attualizzato del kWh sono il costo dell investimento e il costo annuale di esercizio e di manutenzione il fattore di attualizzazione dell investimento e il numero di kWh prodotti dall impianto in un anno EAG Il fattore di attualizzazione dipende dalla ee ii 12 ingegneria durata dell impianto di solito stimata in 30 y 700 kW 9 A mn moduli 2 anni e dal tasso di interesse reale cio fotovoltaici x cavi
168. lcuna realizzazione pratica ma rappresenta un esempio ipotetico di progetto sviluppato con l obiettivo di evidenziare quegli aspet ti che devono essere sempre affrontati nella fase di progettazione di un impianto foto voltaico L impianto proposto del tipo connesso alla rete grid connected e non prevede la presenza di sistemi di accumulo dell energia prodotta Il riferimento giuridico entro il quale ci si muove disciplinato dalla deliberazione dell Autorit per al Energia Elettrica e per il Gas n 28 del 13 2 2006 e alla pi recente delibera n 89 del 13 4 2007 grazie alla quale possibile collegare alla rete del Distributore di energia elettrica impianti fotovoltaici di potenza nominale compresa tra 1 e 20 kW e di vedersi contabilizzata e quindi valorizzata l energia prodotta e ceduta alla rete stessa Questo meccanismo noto come regime in conto scambio sul posto dell energia elettrica denominato anche net metering prevede comunque la presen za di un utenza elettrica Il testo delle delibere sopra richiamate sono disponibili nel sito web dell Autorit per l Energia Elettrica e per il Gas www autorita energia it Il manufatto architettonico al quale si far riferimento un capannone industriale sulla cui copertura vengono posati i moduli costituenti il campo fotovoltaico Come detto si prende in considerazione una realizzazione di tipo retrofit e cio eseguito su di una struttura edilizia esistente componenti fotovoltai
169. le disposizioni dell AEEG e della CEI Per potenze in immissione fino a 75 KW il servizio di con nessione erogato in bassa tensione All atto della presentazione della doman da di connessione il soggetto responsa bile tenuto a versare al distributore un corrispettivo fisso stabilito dall AEEG Fino al 31 dicembre 2007 l importo del diritto fisso pari a 50 000 delle vecchie lire Nel caso di nuove connessioni la cifra da corrispondere pari alla somma di a potenza pari al prodotto tra la poten za ai fini della connessione e un corri spettivo unitario stabilito dall AEEG b distanza pari al prodotto tra la distan za in linea d aria tra il punto di connes sione e la pi vicina cabina di trasfor mazione media bassa tensione dell im presa distributrice in servizio da alme no 5 anni e un corrispettivo definito dall AEEG Nel caso di adeguamento di una connes sione gi esistente il corrispettivo iden tico a quanto descritto nel punto a Quando su esplicita richiesta del sogget to responsabile la connessione non sia identificata sulla base delle soluzioni di tipo standard contenute nelle guide tec niche del CEI e disposizioni dell AEEG il costo pari al 70 della spesa sostenuta 105 Aspetti economici e sistemi di incentivazione dall impresa distributrice comprensiva dei materiali a pi d opera e della mano d opera oltre alle spese generali assunte pari al 20 degli importi predetti Que
170. lla carica tradizio nale e Float mantiene il valore di ten sione raggiunto I locale destinato ad ospitare le batterie dovr essere esente da umidit polvere e fumi nocivi con temperatura ambiente contenuta e areato il processo di carica e scarica sviluppa miscela di O e H gt Le pareti e soffitto dovranno essere rivestiti in materiale anti acido e dovr essere dotato di un agevole accesso agli ele menti Dovranno essere presenti cartelli monitori e non dovranno esserci circuiti elettrici diversi da quello delle batterie 7 10 L inverter Deve essere idoneo al trasferimento della potenza dal campo fotovoltaico alla rete del distributore in conformita ai requisiti normativi tecnici e di sicurezza applicabili Generalmente per impianti collegati alla Inverter a commutazione forzata rete vengono usati inverter del tipo a commutazione forzata con tecnica PWM modulazione a larghezza di impulso senza riferimenti interni ovvero assimilabi li a sistemi non idonei a sostenere la ten sione in assenza di rete Tali inverter sono provvisti di controllo MPPT inseguimen to del punto di massima potenza di siste ma di gestione automatica e di protezio ni contro guasti interni sovratensioni e sovraccarichi Inoltre l inverter deve rispondere alle norme generali su EMC compatibilit elettromagnetica e limita zione delle emissioni RF radio frequenza parametri di ingresso dell inverter devo no essere compa
171. lmente in parallelo per fornire la potenza richiesta costituiscono il campo o generatore fotovoltaico m Il generatore fotovoltaico insieme al sistema di controllo e condi zionamento della potenza inverter e ad altri dispositivi accessori di interfacciamento alla rete o al sistema di accumulo costituisce l impianto fotovoltaico sione alla quale viene erogata la potenza nominale Nella fase di progettazione di un campo fotovoltaico riveste una particolare impor tanza la scelta della tensione nominale di esercizio Infatti le elevate correnti che si manifestano per piccole tensioni compor tano la necessit di adottare cavi di mag giore sezione e dispositivi di manovra pi complessi di contro elevate tensioni di lavoro richiedono adeguate e costose protezioni Pertanto un opportuna scelta della configurazione serie parallelo del Configurazione elettrica tipica di un campo fotovoltaico indicata anche la presenza di diodi di by pass Dpp in pa rallelo ai singoli mo duli e diodi di bloc co D in serie a ciascuna stringa per impedire che squili bri di tensione tra stringhe possano dar luogo a corren ti inverse r I I 1 I II i I I I i Il j i l i i i Il I I i i i i i I I campo fotovoltaico consente di limitare le perdite e di incrementare l affidabilit del sistema In parallelo ai singoli moduli vengono disposti diodi di by pass Dpp mentre un diodo di blo
172. ltaica e l utenza con la possibilit di una differente modalit di gestione del campo fotovoltaico Gli sforzi di ricerca e sviluppo sostenuti dai principali operatori del settore enti di 33 Il sistema fotovoltaico ricerca pubblici e privati industrie produt trici ecc si pongono come obiettivo prin cipale lo sviluppo e la realizzazione di con vertitori statici caratterizzati da valori di efficienza di conversione sempre maggio ri e da elevati indici di prestazione affida bilita qualita dell energia immessa in rete ecc compatibilmente con il necessario contenimento dei costi Gli inverter a commutazione naturale sono dei convertitori controllati in fase che ope rano sempre nel modo inverter necessi tano di filtri in uscita molto onerosi che comportano un aggravio nel volume nel peso nel costo e nel rendimento del con vertitore Il fattore di potenza basso 0 6 0 7 impone l utilizzo di opportuni sistemi di compensazione della potenza reattiva Per queste ragioni non offrono alcuna attrattiva tecnica n economica per que sto tipo di applicazioni La scelta stata dunque indirizzata verso apparecchi a commutazione forzata con sistema di regolazione e controllo basato sulla tecnica di modulazione di tipo PWM che consente la realizzazione di apparec chiature meno ingombranti e di efficienza pi elevata Inoltre questa tecnica consente di trasferire alla rete una corrente pressoch sinusoidale e con una fa
173. mpetitivit del sistema produttivo regionale Tra le fonti rinnovabili quella fotovoltaica caratterizzata dalla capacit di convertire direttamente la radiazione solare in energia elettrica Dal 2002 ad oggi la produzione fotovoltaica nel Mondo raddoppiata ogni due anni e la curva di apprendimento del settore consente di prevedere sensibili riduzioni dei costi di produzione dell elettricit da fotovoltaico oggi ancora superiori a quelli da fonti tradizionali Le previsioni sul prez zo dell energia da fonti fossili propendono per un suo consistente aumento negli anni a venire da ci l interesse crescente per la fonte fotovoltaica i cui vantaggi gi oggi si possono riassumere in termini di generazione di elettricit distribuita sul territorio indipendenza energetica e riduzione delle emissioni In questa prospettiva sono stati tenuti in diverse Province della Regione a cura dell ENEA corsi di progettazione e realizzazione di impianti solari fotovoltaici attivit che l ENEA svolge da anni con l obiettivo di curare tutti gli aspetti tecnici ed impian tistici anche alla luce dei pi recenti risultati delle attivit di ricerca e innovazione e trasferire le conoscenze tecniche e gli elementi normativi fondamentali per una corret ta progettazione installazione e manutenzione di tali sistemi Questo volume trae origine dalle attivit di formazione dell ENEA e ne raccoglie i con tenuti radiazione solare e conversione fotovoltaic
174. n arrecano eccessive penalizzazioni al ren dimento del sistema infatti facilmente verificabile che ad impianti con azimuth pari a 45 e tilt pari a quello ottimale per il sito geografico considerato corrisponde un rendimento pari al 95 di quello massimo ottenibile inoltre per azimuth pari a 0 e tilt pari a 90 il rendimento pari a circa il 70 e per azimuth pari a 0 e tilt pari a 0 il rendimento pari a circa il 90 figura A 6 Al fine di comprovare quanto detto sono stati elaborati alcuni grafici mediante l ausi lio di un comune software di simulazione di sistemi fotovoltaici denominato PVSYST V3 1 sviluppato dal Politecnico di Losanna Si simulato il rendimento energetico su base annuale per un sistema connesso in rete e localizzato presso Napoli latitudine 40 51 longitudine 14 15 della potenza nominale di 1 kW realizzato con moduli stan dard con celle in silicio policristallino applicato in un tetto o in una facciata ventilati prendendo in esame nove casi differenti per angoli di tilt ed azimuth Minimizzazione dei fenomeni di ombreggiamento del campo fotovoltaico Altro fattore importante da considerare nella progettazione di un impianto la pre senza di elementi che possano produrre ombra sul generatore comportando un note vole danno al rendimento del sistema Particolare attenzione va rivolta ad alcuni aspetti quali le caratteristiche orografiche del sito la presenza di vegetazione la mo
175. namento delle celle i foto ni di cui composta la luce solare non sono tutti equivalenti per poter essere assorbiti e partecipare al processo di con versione un fotone deve possedere un energia hv superiore a un certo valo re minimo che dipende dal materiale di cui costituita la cella Eg In caso contra rio il fotone non riesce ad innescare il pro cesso di conversione 2 2 L efficienza di conversione La cella in relazione alle caratteristiche del materiale di cui costituita pu uti lizzare solo una parte dell energia della radiazione solare incidente l efficienza di conversione intesa come percentuale di energia luminosa trasformata in energia elettrica disponibile in genere compre sa tra il 12 e il 17 per celle commer ciali al silicio mentre realizzazioni specia l efficienza della cella y fotoni con energia sotto soglia hv lt Eg eccesso di energia dei fotoni hv Eg riflessione derivazione della corrente nella giunzione V la Mac lec conversione di Eg in energia elettrica V lt Eg q ricombinazione perdite resistive Progettare ed installare un impianto fotovoltaico li di laboratorio hanno raggiunto valori del 24 L efficienza di conversione di una cella solare fotovoltaica limitata da numero si fattori alcuni dei quali di tipo fisico cio correlati allo stesso fenomeno foto elettrico e quindi inevitabili mentre altri di tipo tecnol
176. ndot te a seguito di fulminazione capacit verso terra cortocircuitate entrambi aspetti di rilevante importanza per impian ti di grande taglia con tensioni operative elevate Di contro si ha l inconveniente che ogni contatto a terra costituisce una condizione di guasto per cortocircuito ed inoltre si verifica un incremento degli oneri d installazione a seguito della maggiore quantit di cavi necessari per i collega menti di terra Sia dal punto di vista operativo sia di gestione nessuna delle due soluzioni 79 Componenti del sistema fotovoltaico Scelte e configurazioni Configurazione con polo a terra rete nel caso di sistema TT nel caso di sistema TN sopra esposte presenta benefici tali da risultare significativamente vantaggiosa rispetto all altra pertanto la scelta del tipo di esercizio da adottare per il gene ratore fotovoltaico scaturisce da un ragio nevole compromesso tra le diverse esi genze tecniche ed economiche La soluzione con collegamento a terra ampiamente utilizzata negli Stati Uniti ed in misura minore in Germania ed altri paesi europei invece in Italia gli opera tori sono orientati verso l adozione della configurazione floating per la quale saran no approfonditi nel seguito gli aspetti di protezione e sicurezza 7 11 3 Aspetti di sicurezza Il riferimento normativo per l esercizio della rete di un impianto di produzione e le modalit di collegamento a terra del conduttore di ne
177. ne in corrente continua e quella in corrente alternata assenza del trasforma tore la sezione in continua vincolata elettricamente alla rete di distribuzione A tal proposito si ricorda che in Italia la rete di distribuzione pubblica in bassa ten Esercizio del sistema Sistema Corrente Continua DC Sistema Corrente Alternata AC GENERATORE FV See RN tang Ra FRS BA coaocsspaes0 000080 2 4 o DE E pe Dea rene eee nee ny Neli Masse metalliche Flussi Energia QUADRO DI CAMPO Modulo FV m lt s Peseeteeteeeseseeeceegeebeseesses f rete BT Societ elettrica 78 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico sione esercita con sistema TT mentre rete di un utenza con cabina propria MT BT una distribuzione locale di invece generalmente esercita con sistema TN S Per quanto detto la sezione in continua dell impianto fotovoltaico pu conside rarsi come un estensione della sezione primaria in alternata di conseguenza ad essa si applicano le modalit di esercizio protezione e sicurezza normalmente adottate per il sistema in alternata Invece la presenza di separazione metal lica consente di rendere indipendente la sezione in continua dell impianto fotovol taico da quella in alternata e di esercire la prima in ottemperanza alle prescrizio ni della norma CEl 64 8 come un siste ma di distribuzione del tipo TT TN o IT Per si
178. ne in corrente continua in ingresso al gruppo di conversione m la tensione in corrente alternata in usci ta dal gruppo di conversione m le caratteristiche dei moduli e le carat teristiche del gruppo di conversione m la produzione annua attesa m modalit con le quali viene assicurato il rispetto norme m modalit con le quali viene assicurata l osservanza dei requisiti di efficienza 7 15 I collaudi La verifica tecnico funzionale la fase con clusiva di un intervento di realizzazione e consiste nel m controllare che i componenti siano conformi alle prescrizioni del progetto e delle relative norme siano scelti e messi in opera correttamente non siano danneggiati visibilmente e siano esenti da difetti evidenti allo sguardo quali mancanza di ancoraggi connes sioni interrotte involucri rotti dati di targa ecc m verificare la continuit elettrica e le con nessioni tra moduli la messa a terra di masse e scaricatori l isolamento dei cir cuiti elettrici dalle masse il corretto fun zionamento dell impianto fotovoltaico nelle varie condizioni operative non ch i valori di efficienza dell inverter gt 90 e quella operativa del generatore fotovoltaico gt 85 Ancor prima della loro installazione utile effettuare una serie di prove in fabbrica al fine di accertare la rispondenza dei com ponenti principali moduli e inverter alle norme applicabili e alle specifiche di pro getto In partic
179. nella sede di funzionamento e connesse elettrica mente tra loro Dal punto di vista elettri co il campo FV costituisce il generatore fotovoltaico dell impianto Il campo FV poi nel caso di potenze significative costituito da sub campi collegamento elettrico in parallelo di un certo numero di stringhe La potenza nominale o massima o di picco del generatore fotovoltaico la potenza determinata dalla somma delle singole potenze nominali o massima o di picco di ciascun modulo costituente il generatore fotovoltaico misurate alle condizioni standard STC Standard Test Conditions Per Condizioni Standard STC si intendo no le condizioni di riferimento per la misurazione dei moduli m irraggiamento pari a 1000 W m m spettro solare riferito ad un Air Mass di to m temperatura di cella di 25 C Tipicamente questa misura viene esegui ta in laboratorio con un simulatore solare in quanto molto difficile riprodurre que ste condizioni in un ambiente esterno Le caratteristiche del generatore fotovol taico vengono in genere definite median te due parametri elettrici la potenza nominale Prom cio la potenza erogata dal generatore FV in Condizioni Standard e la tensione nominale Vahom ossia la ten 27 Il generatore fotovoltaico Moduli stringhe generatore m Pi moduli collegati elettricamente in serie in modo da fornire la tensione richiesta costituiscono una stringa m Pi stringhe collegate genera
180. ni Al fine di evitare un eccessivo sovradi Edeficit Eload 55 Il dimensionamento energetico degli impianti fotovoltaici Impianti isolati configurazione tipica stato di deficit Vb lt Vmin oe sha stato di surplus Vb gt Vmax mensionamento del generatore fotovol taico e del sistema di accumulo nei siste mi che richiedono un elevato grado di autonomia si ricorre anche all utilizzo di un generatore ausiliario 6 2 5 Il bilancio energetico e la soluzione ottimale II bilancio energetico di un impianto iso lato consente di determinare le possibili taglie del generatore fotovoltaico e della Mappa di bilancio energetico annuale batteria tali da soddisfare le richieste ener getiche dell utenza una volta nota l ener gia incidente sui moduli A tal proposito vengono analizzati tipicamente su base mensile gli stati possibili a cui si porta l impianto Specificatamente in condizio ni normali l energia prodotta dal genera tore fotovoltaico fluisce nel carico e nella batteria Se il carico richiede una energia superiore a quella prodotta dal generato re fotovoltaico la differenza viene fornita dalla batteria In situazioni di batteria scarica e doman da di energia eccedente quella prodotta il campo fotovoltaico viene connesso alla batteria ed il carico viene alimentato da una fonte integrativa che fornisce l ener gia Ey deficit di energia rispetto alla richiesta Se invece la batteria
181. no allacciati alla rete di BT ed allacciati alla rete di MT se di potenza nominale com plessiva superiore a 75 kW Per potenze minori di 6 kW ammesso l allacciamen to in monofase Inoltre se l impianto collegato in MT con un trasformatore e la potenza dell impianto minore del 2 della potenza del trasformatore possono Collegamento alla rete Rete pubblica Apparecchiature di consegna utenze Utenze in isola Impianto FV1 Protezioni W f e contabilizzazione Impianto Impianto FV2 FV3 essere applicate le prescrizioni per il col legamento in BT Gli impianti devono comprendere sempre il sistema di inter facciamento alla rete costituito da una protezione interposta tra l inverter e la rete al fine di salvaguardare la qualit del ser vizio elettrico e evitare pericoli per le per sone e danni alle apparecchiature Gli impianti fotovoltaici non devono concor rere al mantenimento della tensione e fre quenza di rete effetto isola e devono poter essere staccati in qualsiasi momen to senza pregiudizio per la continuit del servizio elettrico In particolare per eliminare il sostentamen to della rete da parte dell inverter in assen za di alimentazione della principale si uti lizzano protezioni basate sul monitoraggio della rete che intervengono per valori fuori soglia di tensione e frequenza di rete Nel caso per di valori di potenza at tiva reattiva erogata dall inverter pr
182. no gene ralmente i valori giornalieri medi mensili dell irradiazione su superficie orizzontale H espressi in kWh m giorno sono rela tivi a medie di 5 10 anni e possono esse re reperiti consultando ad esempio m l Atlante Europeo della radiazione solare m le Norme UNI 10349 Riscaldamento e raffrescamento degli edifici Dati climatici m la Raccolta Dati ENEA Tali dati sono disponibili anche on line e a partire da essi collegandosi al sito Internet http www solaritaly enea it possibi le effettuare il calcolo della radiazione al suolo per qualunque localit note le coordinate geografiche e qualunque orientazione azimut e tilt della super ficie captante Spesso i dati storici vengono forniti attra verso curve isoradiative che riportano i valori di H tali curve costruite correlan do i dati rilevati dalle diverse stazioni meteorologiche rappresentano una utile guida per determinare i valori di irradia zione di localit che non si trovano in pros simit di una stazione di rilevamento 6 1 2 Calcolo dell energia incidente sul piano dei moduli Per poter calcolare la radiazione solare incidente H sulla superficie dei moduli S necessario prima determinare e poi sommare fra loro le varie componenti del l irraggiamento riportate sul piano dei moduli fotovoltaici Come passo iniziale si determinano i valo ri giornalieri medi mensili dell irradiazione su superficie orizzontale H dati storici e
183. nta le direttamente forniti dalla norma UNI 10349 m latitudine del sito m angoli di esposizione tilt e azimut m riflettanza del terreno fattore di albedo Analizzando i valori di H su alcune super fici rispetto a quelli su superficie di riferi mento orizzontale si evince ad esempio che m per un tetto esposto a sud l energia incidente maggiore del 15 rispetto a quella su superficie orizzontale lo stesso rapporto sussiste per impianti installati a terra m per una facciata non completamente esposta a sud l energia incidente risul ta invece minore del 30 rispetto a quella su orizzontale Pi in generale se i pannelli fotovoltaici vengono orientati con un angolo di azimut diverso da zero ovvero non sono rivolti verso il sud si alterano le modalit con cui l energia viene raccolta nell arco del gior no e la quantit di energia raccolta su base annuale 6 1 1 Dati di radiazione solare Per il calcolo della radiazione solare rac colta da una superficie al suolo occorre conoscere l intensit della radiazione diretta e di quella diffusa nonch il loro andamento nel tempo Negli impianti ad energia solare la super ficie di captazione quasi sempre incli nata rispetto al piano orizzontale in modo tale da incrementare l energia solare catturata La quantit di radiazio ne raccolta da una superficie inclinata viene calcolata partendo dalla conoscen za del valore della intensit della radia
184. ntinua e in casi estremi anche sul lato alternata La figura precedente mostra le possibilit di collegamento degli SPD in un impianto fotovoltaico Possibili layout per il cablaggio delle stringhe Stretto 7 7 3 Misure di protezione contro la fulminazione indiretta Per quanto riguarda la fulminazione indi retta essa crea sovratensioni nel circuiti d impianto per accoppiamento indutti VO Poich i circuiti di stringa hanno tipica mente la forma di anello chiuso risultano causa di accoppiamenti induttivi con campi elettromagnetici generati dai ful mini Pertanto si raccomanda quando possi bile di realizzare per ciascuna stringa due anelli nei quali la corrente circola con senso opposto oppure realizzare anelli chiusi di minima superficie Inoltre per limitare le sovratensioni si raccomanda di inserire fra i poli di ingres so dell inverter e fra questi e la terra soppressori di sovratensione che dovran no essere del tipo a variatore dotati di fusibile incorporato e indicazione visiva Incrociato correnti opposte nelle due spire dello stato nonch montati in un conte nitore facilmente ispezionabile 7 8 Strutture di sostegno Si tratta di sistemi costituiti dall assem blaggio di profili generalmente metallici in grado di sostenere i moduli fotovoltai ci ancorarli al suolo o a una struttura edile preesistente e ottimizzarne l esposizione Si distinguono in struttura a cavalletto
185. nto delle protezioni ai fini della protezione generale della rete del produttore si appli ca una protezione contro le sovracorren ti agente sul dispositivo generale Quest ultimo costituito da un interruttore di manovra sezionatore dotato di fusibili oppure da un interruttore con protezione magnetotermica in ogni caso le protezioni devono essere coordinate con la protezio ne posta sulla linea della rete pubblica Ai fini della protezione per la rete pubbli ca viene prescritta l installazione dei rel Schema di riferimento per collegamento di impianto di produzione FV alla rete di distribuzione elettrica Norma CEl 11 20 apparecchiature di consegna e gruppo di misura parte della rete dell autoproduttore non abilitata al funzionamento in isola parte della rete dell autoproduttore abilitata al dispositivo generale dispositivo di interfaccia sistemi elettrici dell autoproduttore rete i funzionamento in isola dispositivo del generatore sistema di produzione di tensione e di frequenza agenti sulla bobina di minima tensione dell interrutto re d interfaccia Quest ultimo costituito da un interruttore con sganciatore di aper tura a mancanza di tensione oppure da un contattore o da un commutatore com binato con fusibili o con interruttore auto matico a cui siano asservite le protezioni suddette Lo scopo di queste protezioni quello di determinare il d
186. nto rappresenta ad oggi uno tra i pi importanti casi di inserimento di impianti fotovoltaici a larga scala urbana la potenza complessiva installata pari a 1 3 MW paragonabile alla potenza di una grande centrale fotovoltaica Le abitazioni realizzate sono state circa 6 000 distribuite in sei differenti quartieri in particolare in uno di questi il Water Quarter 500 delle 649 che lo compongono sono dotate di coperture fotovoltaiche 111 Figura A 2 Vista dall alto dell area di Nieuwland in Amersfoort Olanda Figura A 3 Esempio di integrazione architettonica del FV Nieuwland Amersfoort Olanda Appendice A Fotovoltaico e architettura Un aspetto rilevante di tale progetto che si tratta del primo esempio di applica zione di sistemi fotovoltaici sperimentato su una scala urbana ampia in zona edifi cata di conseguenza una particolare attenzione stata posta nell elaborazione di criteri di progettazione tecnica ed architettonica che consentissero di massimizzare i rendimenti energetici dei sistemi fotovoltaici e di realizzare delle soluzioni architet toniche armoniose e soddisfacenti In particolare il disegno urbano stato redatto in modo che tutte o quasi le abitazioni presentassero coperture esposte a sud adat te alla localizzazione degli impianti inoltre grande cura stata posta nella ricerca di profilati idonei a conseguire una piena integrazione del campo fotovoltaico nella copertura L
187. o 5 Contextuality Il sistema fotovoltaico dovrebbe essere in armonia con l immagine complessiva del l edificio Ad esempio nel caso di edifici storici tegole o lastre piane saranno proba bilmente da preferire a grandi moduli fotovoltaici vetro vetro 6 Well engineered Questo aspetto concerne specificamente l eleganza l accuratezza e la correttezza dei dettagli del design 7 Innovative new design Il fotovoltaico una tecnologia innovativa che richiede un modo di pensare innovati vo e creativo da parte degli architetti Nuove idee possono migliorare il mercato del fotovoltaico ed aggiungere valore agli edifici Criteri per la progettazione urbana Esempi di applicazione del fotovoltaico a larga scala in aree urbane quali ad esem pio il caso di Amersfoort dimostrano come il fotovoltaico offrendo la possibilit di produrre energia elettrica in contesti urbani possa contribuire allo sviluppo sostenibi le del territorio a livello locale inoltre interventi di questo tipo consentono di verifica re ed indagare le problematiche connesse alla progettazione di sistemi fotovoltaici in aree urbane e di elaborare alcuni criteri di riferimento In tale direzione un consistente contributo stato fornito nell ambito del progetto euro peo PV City Guide il cui obiettivo finale era l elaborazione di una guida informativa che fosse di supporto per progettisti urbani pianificatori e costruttori che volessero sviluppare progetti d
188. o investite non dalla radiazione provenien te da un unico sole ma da 100 200 o pi soli in funzione del tipo di lente utilizza ta per concentrare la radiazione solare con una proporzionale riduzione della quantit di celle solari da utilizzare a pari t di potenza intercettata dal modulo Poich il sistema ottico di concentrazio ne meno costoso delle celle si ha una riduzione dell investimento economico necessario La diffusione di tale applica zione parallelamente allo sviluppo di componenti non fotovoltaici a basso costo fa intravedere la possibilit di rag giungere nel medio lungo termine un costo di sistema inferiore a 2 M Il progetto PHOCUS Photovoltaic Con centrators to Utility Scale dell ENEA ha lo scopo di dimostrare la fattibilit tecnica del fotovoltaico a concentrazione e la sua maggiore potenzialit rispetto al fotovol taico convenzionale ai fini del consegui mento della competitivit economica con le altre fonti di energia Da un confronto fra sistemi fissi e sistemi a inseguimento emerge che i primi m sono quasi esenti da manutenzione m comportano semplicit di montaggio e trasporto m richiedono fondazioni modeste sistemi ad inseguimento invece m richiedono manutenzione m comportano operazioni di trasporto e montaggio impegnative m hanno costi maggiori m consentono di captare maggiore energia pi 20 per inseguimento su un asse pi 35 per inseguimento su
189. o da massimizzare l irrag giamento solare 4 2 Il sistema di condizionamento della potenza La caratteristica di variabilit di tensione e corrente in uscita dal generatore foto voltaico al variare dell irraggiamento sola re mal si adatta alle specifiche dell uten za che spesso richiede corrente in alter nata per alimentare direttamente il carico o per il collegamento alla rete elettrica di distribuzione nonch un valore costante per la tensione in uscita dal generatore Nei sistemi fotovoltaici il generatore quindi collegato a seconda dei casi alla batteria agli apparecchi utilizzatori o alla rete tramite un sistema di conversione e controllo della potenza Il convertitore DC AC inverter un dispositivo che converte la corrente con tinua in corrente alternata Questo dispo sitivo assume il ruolo di sistema di condi zionamento e controllo della potenza ero gata dal generatore Esso infatti nono stante la caratteristica di variabilit dei parametri tensione e corrente erogati dal campo al variare dell irraggiamento sola re e della temperatura delle celle FV fun zionando come un trasformatore in cor rente continua con rapporto di trasforma zione variabile si adopera per fornire un valore costante per la tensione in uscita dal generatore FV nonostante le fluttua zioni della tensione in uscita dal campo L inseguitore del punto di massima po tenza MPPT Maximum Power Point Tracker un dispositi
190. obale giornaliera media mensile Palermo Radiazione globale giornaliera media mensile Edito dall ENEA Unit Comunicazione Lungotevere Thaon di Revel 76 Roma www enea it Edizione del volume a cura di Antonino Dattola Finito di stampare nel mese di Luglio 2008 da Fabiano Group Srl Canelli AT
191. ogico derivano dal partico lare processo adottato per la fabbricazio ne del dispositivo fotovoltaico Le cause di inefficienza sono essenzial mente dovute al fatto che m non tutti i fotoni posseggono una ener gia sufficiente a generare una coppia elettrone lacuna m l eccesso di energia dei fotoni non genera corrente ma viene dissipata in calore all interno della cella m non tutti i fotoni penetrano all interno della cella in parte vengono riflessi m una parte della corrente generata non fluisce al carico ma viene shuntata all interno della cella m solo una parte dell energia acquisita dall elettrone viene trasformata in ener gia elettrica Spettro della radiazione solare Densit di energia Wim um 0 3 1 1 2 5 Lunghezza d onda A um Pe are 3 ES y lt g raa 8 19 L effetto fotovoltaico la conversione dell energia solare La cella m non tutte le coppie elettrone lacuna generate vengono separate dal campo elettrico di giunzione una parte si ricombina all interno della cella m la corrente generata soggetta e per dite conseguenti alla presenza di resi stenze in serie 2 3 Le caratteristiche elettriche della cella La cella fotovoltaica quando non viene illuminata ha un comportamento analo go a quello di un diodo a semicondutto re In queste condizioni la tensione e la corrente sono legati da una relazione di tipo esponenziale ottenuta risolvendo l equazione della con
192. olare le prove da effettua re eventualmente a campionamento sui moduli fotovoltaici riguardano m l ispezione visiva tesa ad evidenziare eventuali difetti macroscopici dei moduli celle rotte o in contatto difet ti dei vetri bolle m la verifica dell eventuale scostamento fra la potenza nominale misurata e quella dichiarata dal costruttore m il controllo delle misure e del peso e della conformit ad altre eventuali spe cifiche contrattuali Per quanto riguarda l inverter si consiglia invece la verifica della m curva rendimento potenza m fattore di potenza e distorsione armo nica in corrente m capacit di funzionamento in automa tico Il collaudo tecnico amministrativo infine ha lo scopo di verificare e certificare che l impianto stato eseguito a regola d ar te e in conformit al progetto e alle varian ti approvate e pu essere effettuato da professionisti abilitati non intervenuti in alcun modo nella progettazione direzio ne ed esecuzione dell opera La verifica della buona realizzazione di un impianto effettuata nel corso della visi ta di collaudo attraverso accertamenti saggi e riscontri che il collaudatore giudi ca necessari Qualora il collaudatore riten ga collaudabile il lavoro emette il certifi cato di collaudo che deve contenere i dati tecnici amministrativi e contabili i verba li delle visite con l indicazione delle verifi che effettuate nonch la dichiarazione circa la
193. oltaici FV Caratteristiche dell inter faccia di raccordo con la rete CEI EN 61215 CEl 82 8 Moduli foto voltaici in silicio cristallino per applica zioni terrestri Qualifica del progetto e omologazione del tipo CEI EN 61646 82 12 Moduli fotovol taici FV a film sottile per usi terrestri Qualifica del progetto e approvazione di tipo CEI EN 50380 CEI 82 22 Fogli infor mativi e dati di targa per moduli foto voltaici CEI 82 25 Guida alla realizzazione di sistemi di generazione fotovoltaica col legati alle reti elettriche di Media e Bassa tensione CEI EN 62093 CEI 82 24 Com ponenti di sistemi fotovoltaici moduli esclusi BOS Qualifica di progetto in condizioni ambientali naturali CEI EN 61000 3 2 CEI 110 31 Compatibilit elettromagnetica EMC Parte 3 Limiti Sezione 2 Limiti per le emissioni di corrente armonica appa recchiature con corrente di ingresso 16 A per fase CEI EN 60555 1 CEl 77 2 Disturbi nelle reti di alimentazione prodotti da apparecchi elettrodomestici e da equi 101 Aspetti economici e sistemi di incentivazione paggiamenti elettrici simili Parte 1 Definizioni CEI EN 60439 CEI 17 13 Apparec chiature assiemate di protezione e di manovra per bassa tensione quadri BT serie composta da CEI EN 60439 1 CEI 17 13 1 Apparecchiature soggette a prove di tipo AS e apparecchiature parzial mente soggette a prove di tipo ANS
194. omporta un costo dell energia paria 15 c kWh Il demand con i costi a 2 W anche senza sussidi potrebbe ammontare a 3 GW per il 2010 Il 75 di tale demand concen trato in 10 Stati Per accelerare il raggiun gimento di questo obiettivo occorre un net metering favorevole o l adozione di certificati verdi almeno 0 15 kWh In Spagna l obiettivo al 2010 di circa 150 MW e verr realizzato attraverso il rag giungimento di vari obiettivi locali In questo contesto prevista sia la realizza zione di tetti fotovoltaici sia una quota significativa di impianti di media taglia Nel corso del 2004 con il contributo in conto energia 42 c kWh e prestiti all 1 sono stati realizzati circa 11 MW mentre il totale cumulato di circa 40 MW In Francia sono stati installati circa 6 MW di cui 5 in connessione alla rete gra zie all efficacia di azioni di diffusione La potenza installata ad oggi in Cina ammonta a 75 MW 60 elettrificazione rurale Una legge di prossima emissione prevede una potenza cumulata di 500 MW per il 2010 8 5 1 Il programma italiano tetti fotovoltaici Avviato a marzo 2001 ha riguardato impianti connessi alla rete e installati su edifici di potenza 1 20 kW Gli incentivi economici sono in conto capitale fino al 75 del costo di impianto 7 8 W Gli investimenti totali ammontano a 165 ME con cui sar possibile installare circa 23 MW Programma stato articolato in 2 sotto programm
195. on 86 MW 3 4 e Mitsubishi Electric con 111 MW 4 4 che hanno una produzio ne complessiva di celle ancora inferiore a quella della sola Sharp La Germania conta pi di trenta aziende che produco no oltre il 50 delle celle totali realizzate in Europa l azienda tedesca pi grande la O CELL Deutsche Solar Shell DEU USA Mm 86 89 Aspetti economici e sistemi di incentivazione Per quanto riguarda la tecnologia la quota di produzione di celle al silicio in crescita e resta la predominante con il 94 2 del totale prodotto Il silicio multi cristallino con il 56 9 del mercato risul ta essere il pi utilizzato rispetto al mono cristallino all amorfo e al film sottile Tuttavia nuova spinta sta avendo il silicio mono cristallino che nel 2004 passato ad una quota di mercato del 36 2 era del 32 2 nel 2003 a causa della crescente domanda di celle a pi elevato rendimen to Il Giappone il maggiore produttore di celle al silicio multi cristallino e a film sottile silicio amorfo e altri materiali per quanto riguarda le celle al silicio Mono cri stallino invece il primo posto spetta all Europa Maggiori produttori del mercato fotovoltaico 2006 Produzione moduli MW anno 0 100 200 300 400 500 Sharp JPN Q cell DEU TT 253 Kyocera JPN C _ 180 Suntech CHINA 158 Sanyo JPN wam 155 Mitsubishi JPN PE 111 Motech TAIW Emma 110 Schott Solar DEU USA 96 BP Solar USA DEU
196. one Il generatore fotovoltaico SA 97 3 3 Il modulo fotovoltaico La stringa fotovoltaica o oo o o o o oo o o o o o o o o o o oo o o o o o o o o o o o o o oo o o oo o o o o o o o o oo o o o o o oo o o o o Il campo generatore fotovoltaico Capitolo Quattro Il sistema fotovoltaico e i suoi componenti principali 4 1 4 2 Il generatore o o o o o o o o o o o o o o o o o o o Il sistema di condizionamento della potenza Capitolo Cinque Le applicazioni degli impianti fotovoltaici del Caratteristiche e peculiarit della tecnologia fotovoltaica 9 1 1 Y y o 5 1 4 lo L impatto ambientale Il risparmio di combustibile oo o oo Tempo di ritorno dell investimento energetico Il degrado dei moduli L impatto sul territorio e o o o o o o o o o o o o o o o o o o o 10 16 17 18 19 19 20 20 20 21 22 24 25 26 26 28 30 30 34 30 30 59 39 36 dl Progettare ed installare un impianto fotovoltaico 5 2 Ka 5 4 9 3 5 6 Capitolo Sei La classificazione degli impianti fotovoltaici 5 2 1 Gli impianti isolati
197. one riconducibile al fatto che sistemi fotovoltaici si comportano in modo differente rispetto alle compo nenti suddette Infatti ad esempio i sistemi a concen trazione sono sostanzialmente insensi bili alla componente diffusa che non pu essere concentrata dai dispositivi specchi o lenti destinati a focalizzare la radiazione sulle celle fotovoltaiche Invece i moduli piani sono sensibili ad entrambe le componenti della radia zione seppure con caratteristiche dif ferenti in relazione alla tecnologia uti lizzata ed all inclinazione degli stessi rispetto al piano orizzontale angolo di tilt B La radiazione diffusa pu essere consi derata con buona approssimazione uniformemente distribuita sulla volta celeste e dunque occorre pesarla per la frazione di volta celeste vista dal pan nello FV La frazione di radiazione diffusa raccol ta da un pannello inclinato di un ango lo di tilt B data dalla seguente rela zione 1 cos 2 Hu Ho dove con Hao si indica la radiazione dif fusa raccolta su un pannello orizzonta le il quale vede l intera volta celeste e quindi raccoglie tutta la radiazione diffusa La radiazione riflessa data da H H a S dove H la radiazione globale sul 14 Tabella 1 1 Superficie Neve Superficie d acqua elevati angoli di incidenza Pareti di edifici chiare mattoni chiari pitture chiare Foglie secche Pareti di edifici scure ma
198. one figura D 1 sono m lunghezza 36 m m larghezza 10m m altezza al colmo 5m m inclinazione della falda 30 L inclinazione sul piano orizzontale della copertura di 30 mentre l orientamento di 20 Pertanto il campo fotovoltaico presenter un angolo di tilt di 30 mentre l azimuth sar di 20 la localit del sito di installazione ipotizzata Napoli latitudine 40 859 Longitudine 14 Per ci che concerne la potenzialit energetica del sito di installazione l irraggiamen to solare globale incidente sul piano orizzontale e quello incidente sul piano dei modu li espressi in KWh m giorno variano al variare dei mesi come riportato nella figura D 2 a e b La figura riporta anche le relative medie annue 143 Appendice D Esempi di progetti Figura D 2a Irraggiamento solare globale 9 8 del sito di installazione Figura D 2b Componenti diretta e diffusa b della irraggiamento solare sul piano orizzontale Jan Feb Mar Apr May Ane Jl Aug Sep Od Nov Dec Yee Jen Feb Mer Apr Mey dune Jul Aug Sep Od Now De Impianto fotovoltaico in silicio policristallino Figura D 3 L impianto in silicio policristallino presenta una poten za di 19 3 KW ottenuta mediante l uso di 168 moduli SHELL 5115 in silicio policristallino da 115 W di poten za nominale Come si detto si cercato di sfrutta re il pi possibile la superficie messa a disposizione dalla copertura del capannone Il modulo fotovoltai
199. one antiislandig ed ognuno di essi ha un sistema autonomo di disconnessione dalla rete L energia annuale prodotta non risente degli effetti di mismatch fra le stringhe o dei parziali oscuramenti L adozione di questa tecnologia consente di ridurre i costi di sistema di aumentare l affidabilit e di realizzare installazioni fotovoltaiche su larga scala Inverter Multistringa 3 Questa tipologia una evoluzione degli inverter di stringa L inverter connette diverse stringhe con separati MPPT DC DC converter ad un unico stadio di potenza DC AC inverter Questa soluzione consente di combinare i vantaggi degli inverte centralizzati e di quelli di stringa Al Multistringa si possono collegare stringhe fotovoltaiche di diver sa tecnologia e diverso orientamento ottimizzando per ogni stringa l efficienza di con versione L area di applicazione va dai 3 kW ai 5 KW Inverter di modulo 4 Un inverter per ogni modulo Ogni inverter dotato di un proprio MPPT e di una pro pria interfaccia rete Il bus in alternata Questa tecnologia ottimizza l energia prodot ta nell anno ma ha una efficienza pi bassa di quella di stringa moduli integrati di inverter sono caratterizzati dal fatto che ogni modulo deve essere collegato ad un cavo 220 V 50 Hz la manutenzione piuttosto complicata moduli integrati di inverter hanno potenza prossima a 100 Wp questo sistema pu essere consigliato per picco le applicazioni li VM z
200. ontale sono m la radiazione diretta H beam radia tion che colpisce una superficie al suolo con un unico e definito ango lo di incidenza m a radiazione diffusa H diffuse radia tion che raggiunge il suolo da tutte le direzioni in quanto generata nello strato atmosferico a causa dello scat tering subito dalla radiazione inciden te opportuno osservare che qualo 13 La conversione fotovoltaica ra la radiazione diretta non incida sulla superficie al suolo per la presen za di un ostacolo la zona ombreggia ta non risulta totalmente oscurata in quanto permane l effetto del contri buto fornito dalla radiazione diffusa ci riveste particolare rilevanza so prattutto per i dispositivi fotovoltaici che operano anche in presenza della radiazione diffusa la radiazione riflessa dal terreno o da specchi d acqua o da altre superfici orizzontali circostanti Tale componente detta componente di albedo H e dipende dall incli nazione della superficie in misura complementare alla radiazione dif fusa e dalle propriet riflettenti del terreno La componente di albedo di notevole importanza nel caso di utilizzo di moduli fotovoltaici bifacciali i quali sfruttano la radia zione incidente sia sulla parte ante riore sia sulla parte posteriore del pannello Componenti dell irraggiamento su una superficie inclinata La necessit di valutare separatamente le componenti diretta e diffusa della radiazi
201. ori trasparenti basati su chemical bounding materiali emergenti per la realizzazione di nuove celle riguardano l ossido di indio depositato mediante radio frequenza il solfuro di stagno che ha caratteristiche di semiconduttore di tipo P e il B FeSi per il suo coefficiente di assorbimento Vengono inoltre studiati alcuni approcci per l innalzamento dell efficienza riguar danti il termofotonico e la conversione up and down Il termofotonico riesce a superare lo svan taggio del termofotovoltaico ricorrendo ad un led estremamente selettivo con una elevata efficienza quantica La con versione up and down implica la conver sione delle varie lunghezze d onda in modo da poter essere sfruttate dal dato materiale costituente la cella Per celle a giunzione singola in combinazione con la conversione up and down stata calco lata una efficienza pari al 35 Una ulteriore opzione la quantum dot piccole parti di semiconduttore sono trat tate nanotecnologie in modo che ciascu na assorba una specifica lunghezza d onda ooo Capitolo Ire Il generatore fotovoltaico Il modulo fotovoltaico Le celle solari costituiscono un prodotto intermedio dell industria fotovoltaica for niscono valori di tensione e corrente limi tati in rapporto a quelli normalmente richiesti dagli apparecchi utilizzatori sono estremamente fragili elettricamente non isolate prive di supporto meccanico esse vengono quindi assemblate in modo o
202. orre tener presente i vantaggi e gli svantaggi delle due soluzioni Nel caso della conver sione centralizzata l affidabilit e l efficien za sono maggiori e la manutenzione pi agevole Per contro necessario utilizzare quadri di stringa e sottocampo e un alloggiamento per l inverter inoltre il guasto comporta il fuori servizio di tutto l impianto Nella conversione di stringa il guasto implica il fermo di una sola parte dell im pianto sono possibili sostituzioni con componente di scorta le stringhe posso no essere differenti fra loro i cablaggi sono semplificati e la progettazione pi agevole modularit questo tipo di solu zione implica per l utilizzo di quadri di parallelo in alternata e richiede una manu tenzione poco agevole 74 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico 7 11 L interfacciamento alla rete La CEl 11 20 costituisce il principale riferi mento normativo Con la prescrizione DK 5940 02 2006 ENEL considera la possi bilit di far allacciare alla propria rete di distribuzione in BT gli impianti di produ zione fino ad una potenza nominale com plessiva non superiore a 75 KW La scel ta del livello di tensione cui allacciare un produttore dipende dalla potenza dell im pianto di produzione e da quella dei cari chi passivi e di altri impianti di produzio ne presenti sulla stessa rete Generalmen te gli impianti di produzione di potenza nominale complessiva lt 50 kW vengo
203. ossimi a quelli assorbiti dal carico si pu verifica re che la tensione e la frequenza restino al l interno della zona di intervento delle pro tezioni con conseguente mancato spe gnimento dell inverter Per evitare tale con dizione vengono adottate protezioni ag giuntive che intervengono in caso di bru sca variazione dell impedenza di rete La norma CEl 11 20 prescrive inoltre la se parazione metallica tra la parte in corren te continua e quella in corrente alternata Per potenze di impianto inferiori a 20 KW tale separazione pu per essere sostitui ta da una protezione che intervenga per valori di componente continua superiore allo 0 5 del valore efficace della corren te massima dell inverter Qualora l impianto fotovoltaico tale che possa essere trasferita nella rete del distri butore una potenza maggiore di quella con trattuale della fornitura i termini del contrat to stesso dovranno essere aggiornati 75 Componenti del sistema fotovoltaico Scelte e configurazioni Collegamento alla rete in media tensione Rete pubblica in media tensione Apparecchiature di consegna e contabilizzazione Utenze in MT Utenze in BT Impianto FV Protezioni Vf Utenze in dea Dispositivo del generatore Impianto FV Dispositivo Generale Dispositivo di rincalzo Dispositivo di interfaccia Nella configurazione di un sistema foto voltaico funzionante in parallelo al
204. otenza nominale tecnologia dei moduli orientamento integrazione architettonica Inverter Centralizzato 1 Questa tipologia di inverter caratterizzata dal fatto che tutte le stringhe dell impian to fotovoltaico sono connesse tra di loro in parallelo e collegate ad un solo inverter il pi delle volte presente un quadro di campo dove viene realizzato il parallelo delle stringhe per mezzo di diodi di blocco e di sezionatori Il Bus in corrente continua Questo tipo di inverter presenta alta efficienza di conversione e basso costo L energia annuale prodotta sensibile alle perdite di mismatch tra di moduli e alle per dite dovute agli oscuramenti parziali delle stringhe L affidabilit limitata in quanto il funzionamento dell intero generatore dipende da un singolo componente l inverter L area di applicazione va dai 10 KW in su 133 Appendice B Gli inverter PWM Laboratorio TESLA TESting LAboratory ENEA Area Sperimentale di Monte Aquilone FG Inverter di Stringa 2 Simile all inverter centralizzato l impianto fotovoltaico in questa applicazione diviso in diverse stringhe ad ogni stringa assegnato un inverter chiamato inverter di strin ga La potenza di ogni inverter pu andare da 700 W fino a 2500 W Ogni inverter di questo tipo ha un proprio MPPT che agisce sulla stringa assegnata ed una propria interfaccia rete Il Bus in alternata Sono dispositivi ad alta efficienza di elevata pro tezi
205. pericolo imminente o per motivi funzionali il comando funzionale si trova per tipicamente all interno dell in verter L organo da usare per il sezionamento deve essere un apparecchio che nella posizione di aperto assicuri una adegua ta distanza di sezionamento Dovr esse re capace di aprire e chiudere il circuito di stringa quando la corrente trascurabile nonch portare nella posizione di chiuso la corrente di lavoro e di corto circuito Dovr essere preferibilmente onnipolare e potr essere costituito in bassa tensione da sezionatore interruttore automatico fusibili estraibili oppure connettori a inne sto rapido Infine l organo di manovra dovr essere conforme alle norme CEI 9 dispositivi in Generatore fotovoltaico gestito come sistema IT 66 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico corrente continua Comunque in bassa tensione i dispositivi in corrente alternata possono essere usati anche sulla corren te continua purch siano indicati i dati di targa per i due modi di funzionare Al riguardo i dispositivi in corrente alternata per usi industriali dovranno essere confor mi alle norme CEl 17 5 mentre quelli per uso domestico alle norme CEI 23 3 7 5 La gestione del generatore fotovoltaico sistemi elettrici possono essere classifi cati in base alla tensione nominale come sistemi di categoria m 0 Viom lt 50 Vea o 120 V bassissima tensione m Viom lt 1 000 Vca o 1
206. pi che altro di un ingegnoso sistema di montaggio che consente di ottenere il posizionamento otti male dei moduli ed un effetto decorativo del prospetto Figura A 14 Die Hochschule f r Bildende Kunst Germania una interessante applicazione retrofit 120 Figura A 15 Funzioni costruttive dei componenti fotovoltaici Si tratta di un edificio per abita zioni progettato dagli architetti Heidi e Peter Schibli realizzato a Gams in Svizzera e premiato tra le migliori architetture solari sviz zere del 2001 Si potr osserva re come i moduli per una po tenza nominale complessiva in stallata pari a 5 12 kW siano impiegati in facciata come ele menti di rivestimento ma anche in corrispondenza delle balau stre con funzione di partizione esterna oltre che essere colloca ti sulla copertura piana Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Fatte queste prime considerazioni evidente che il componente fotovoltaico integra to in un edificio necessariamente connotato da una valenza multifunzionale in quan to esso sia un generatore di energia elettrica che una parte della costruzione al limi te anche come elemento decorativo pertanto allo stesso modo di un componente edile pu essere impiegato come elemento di chiusura partizione o rivestimento In tal senso un ottimo esempio delle possibilit di applicazione e delle differenti fun zioni costruttive dei componenti fotovoltaici offerto dall edi
207. pi 2 942 3 749 4 581 5 261 5 785 6 049 6 065 5 569 4 860 4 003 2 873 2 434 1653 7 Terni TR 4234 12 39 130 orizzontale 1 892 2 614 3 781 4 786 5 897 6 404 6 400 5 532 4 250 3 036 2 045 1 488 1469 8 Terni TR 4234 12 39 130 Sud tilt 30 abitazioni 3 167 3 676 4 584 5 042 5 670 5 897 5 992 5 586 4 811 3 995 3 165 2 489 1651 0 Terni TR 4234 12 39 130 Sudtilt 30 campi 3 186 3 703 4 622 5 090 5 729 5 962 6 057 5 642 4854 4 026 3 185 2 504 1665 8 Torino TO 45 04 07 41 239 orizzontale 161212213 3 8254 282 10 O32 6309 550 1015127255 1560 1509 10150 Torino TO 45 04 07 41 239 Sud tilt 30 abitazioni 2 812 3 705 4 804 5 245 5 556 5 895 5 980 5 421 4 622 3 654 2 896 2328 1615 3 Torino TO 45 04 07 41 239 Sud tilt 30 campi 2 828 3 730 4 842 5 294 5 613 5 959 6 044 5 475 4 662 3 681 2 914 2341 1629 5 Tortol OG 39 56 0939 13 orizzontale 2 117 3 021 4 098 5 165 6 117 6 607 6 667 5 743 4 561 3 337 2 234 1 769 1570 7 Tortoli 39 56 0939 13 Sudtilt 30 abitazioni 3 367 4 180 4 885 5 379 5 805 6 002 6 156 5 719 5 090 4 299 3 302 2 851 1741 0 Tortoli 39 56 09 39 13 Sud tilt 30 campi 3 388 4 210 4 927 5 431 5 867 6 068 6 223 5 777 5 135 4 332 3 324 2 869 1756 8 Trani BT 4117 16 25 orizzontale 1 887 2 768 3 884 5 071 6 092 6 686 6 601 5 731 4 462 3 233 2 011 1 566 1526 7 7 Trani BA 41 17 1625 7 Sudtilt 30 abitazioni 3 019 3 847 4 659 5 321 5 822 6 113 6 139 5 753 5 026 4 225 2 986 2 541 1692 8 Trani BA 41 17 1625 7 Sudtilt 30
208. pica mente per un numero di celle in serie superiore a 20 L assenza del diodo di by pass limiterebbe in ogni caso la corrente di tutta la stringa a quella erogata dalla cella oscurata limitando cos la potenza dell intera stringa I diodi di blocco vengono inseriti al fine di evitare che in seguito a ombreggia mento o guasti una stringa divenga pas siva assorbendo e dissipando con danno la potenza elettrica generata dalle altre stringhe connesse in parallelo Analogamente ai diodi di by pass l as senza del diodo di blocco limita la tensio ne di tutto il generatore fotovoltaico a quella della stringa guasta limitando cos la potenza erogata dall intero impianto Per contro i diodi di blocco attraversati dalla corrente di funzionamento induco no una caduta di tensione 1 V apprezza bile in impianti a bassa tensione diminui scono l affidabilit del generatore fotovol taico e dissipano calore pertanto il qua dro elettrico dei diodi deve essere proget tato termicamente 7 2 quadri elettrici quadri in continua devono essere realiz zati per assolvere alle seguenti funzioni m sezionamento delle stringhe e connes sione in parallelo m protezione delle stringhe con diodi di blocco 65 Componenti del sistema fotovoltaico Scelte e configurazioni m protezione delle stringhe da sovraten sioni indotte attraverso scaricatori verso terra e fra le polarit per piccoli impianti con accumulo i qua dr
209. possono accedere al premio Le tariffe incentivanti sono estese anche agli impianti entrati in esercizio dopo il 1 ottobre 2005 ma a condizione che non abbiano gi usufruito dei benefici intro dotti dai decreti interministeriali del 28 07 2005 e del 6 02 2006 Oltre all ob bligo di rispettare le norme tecniche il decreto prevede divieti di cumulabilit con altri meccanismi economici esistenti in materia di incentivi Le tariffe incentivanti non sono cumulabi li con incentivi pubblici di natura comuni taria nazionale regionale o locale in conto capitale e o interessi eccedenti il 20 del costo dell investimento con l eccezione delle scuole pubbliche e le strutture sani tarie pubbliche Il divieto della cumulabi lit totale invece per i certificati verdi per titoli di efficienza energetica c d cer tificati bianchi e qualora il soggetto bene fici della detrazione fiscale L 289 02 art 2 comma 5 il cui beneficio comporta una riduzione del 30 della tariffa incentivan te riconosciuta Secondo quanto disposto dal decreto legislativo 633 72 e dal decre to del Ministero dell Economia e delle Finanze 29 12 1999 gli impianti facenti uso di energia solare hanno diritto all IVA al 10 anzich al 20 Vediamo nel dettaglio che cosa ha stabi lito il decreto MSE in merito alle tariffe soggetti che me possono beneficiare sono le persone fisiche le persone giuri diche i soggetti pubblici e i condomini d unit
210. poten za P lt deve essere effettuata in condizio ni di irraggiamento l sul piano dei modu li superiore a 600 W m Qualora nel corso di detta misura venga rilevata una temperatura di lavoro dei moduli misurata sulla faccia posteriore dei medesimi superiore a 40 C am messa la correzione in temperatura della potenza stessa In questo caso la condi zione a precedente diventa a fa gt 1 Prov 0 08 Pa etc Ove Pipy indica le perdite termiche del generatore fotovoltaico desunte dai fogli di dati dei moduli mentre tutte le altre perdite del generatore stesso ottiche resistive caduta sui diodi difetti di accop piamento sono tipicamente assunte pari all 8 NOTA Le perdite termiche del generatore fotovoltai co Pipy nota la temperatura delle celle foto voltaiche Ts possono essere determinate da 100 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Pipy Tue 25 y 7100 oppure nota la temperatura ambiente Tamb da Prov Tamb 25 NOCT 20 1 800 y 100 dove y il coefficiente di temperatura di poten za parametro fornito dal costruttore per moduli in silicio cristallino tipicamente pari a 0 4 0 5 C NOCT la temperatura nominale di lavo ro della cella questo parametro fornito dal costruttore e tipicamente pari a 40 50 C ma pu arrivare a 60 C per moduli in retro camera Tamb la temperatura ambiente nel caso d
211. pplicazioni gene razione centralizzata residenziale elettri ficazione rurale industriale Pu essere scaricata gratuitamente 45 MB dal sito www iea pvps task2 org richiesta la regi strazione ma anche disponibile su CD Rom Nella banca dati sono memorizzati sia alcuni significativi dettagli di progetto sia i dati di esercizio L ultima versione della banca dati consente un pi facile accesso export per elaborazioni personalizzate una migliore possibilit di selezionare e ordinare i dati secondo le esigenze del l utente cos come una pi immediata ricerca di impianti desiderati Sono stati inoltre sviluppati strumenti per l immissione e il prelievo dei dati consen tendo anche il calcolo automatico degli indici delle prestazioni Banca dati IEA Distribuzione impianti per nazione 404 Z y SS 7 e ARPA APIS EA e 43 Le applicazioni degli impianti fotovoltaici Questi strumenti possono essere usati per verificare il comportamento operativo degli impianti fotovoltaici archiviati e per ottenere un rapporto sulle loro prestazio ni espresse in grandezze standardizzate in modo da consentire un paragone tra i sistemi sistemi fotovoltaici che costituiscono la banca dati sono riferiti ai vari programmi dimostrativi nazionali promossi nei paesi aderenti all IEA PVPS ad esempio il pro gramma austriaco tetti fotovoltaici il pro gramma francese di elettrificazione rura le il
212. ppo di conversione poich la tariffa incentivante si applica sull intera produzione dell impianto fotovoltaico Il regime fiscale Gli impianti di taglia superiore a 20 KW in base alla Legge 133 99 devono essere dotati di contatore per la misura dell ener gia elettrica prodotta ed autoconsumata conforme alle prescrizioni UTF sigillabile dotato di certificato di taratura con visua lizzazione a vista da assoggettare ad Imposta Erariale di Consumo e Addi 81 Componenti del sistema fotovoltaico Scelte e configurazioni zionale Questi consumi come nel caso di quelli relativi ai servizi ausiliari possono essere forfettizzati Inoltre chiunque intenda esercire impian ti di potenza superiore a 20 kW deve farne denuncia all ufficio tecnico di finanza com petente per territorio che eseguita la veri fica rilascia licenza d esercizio soggetta al pagamento di un diritto annuale DL 504 1995 art 53 7 12 Il monitoraggio degli impianti L indicazione dello stato degli impianti di piccola taglia inferiore a 20 kW viene generalmente effettuata tramite display dell inverter Per gli impianti di grande taglia la misura delle grandezze elettriche dei sistemi ven gono effettuate m nei quadri di campo mediante stru menti per l indicazione della V e della Sistema di acquisizione dati per monitoraggio impianto fotovoltaico Generatore fotovoltaico parte del generatore fotovoltaico colle gato m nella
213. pportuno a costituire un unica struttura il modulo fotovoltaico Il modulo rappre senta di fatto il componente elementare dei sistemi fotovoltaici una struttura robusta e maneggevole in grado di garantire molti anni di funzionamento anche in condizioni ambientali difficili Il processo di fabbricazione dei moduli anicolato in vane lasi Connessione elet trica incapsulamento montaggio della cornice e della scatola di giunzione La connessione elettrica consiste nel col legare in serie parallelo le singole celle per ottenere valori di tensione e di cor rente desiderati al fine di ridurre le per dite per disaccoppiamento elettrico necessario che le celle di uno stesso modulo abbiano caratteristiche elettriche simili tra loro L incapsulamento consiste nell inglobare le celle fotovoltaiche tra una lastra di vetro e una di plastica tramite laminazio ne a caldo di materiale polimerico importante che l incapsulamento oltre a proteggere le celle sia trasparente alla radiazione solare stabile ai raggi ultravio letti e alla temperatura abbia capacit autopulenti e consenta di mantenere bassa la temperatura delle celle In linea di principio la vita di una cella solare infinita pertanto la durata del l incapsulamento a determinare la durata di vita del modulo oggi stimabile in 25 30 anni Il montaggio della cornice conferisce al modulo maggiore robustezza e ne con sente l ancoraggio alle strutture di
214. pre presenti una sezione di fil traggio delle armoniche di corrente iniet tate in rete ed i dispositivi di protezione di interfaccia lato carico generalmente dispositivi di massima e minima tensione massima e minima frequenza massima corrente idonei a soddisfare le prescrizio ni per il collegamento alla rete elettrica stabilite dalle norme tecniche di riferimen to Lo schema a blocchi di principio di un convertitore idoneo ad essere connesso alla rete elettrica riconducibile in gene rale a quello riportato in figura Gli inverter per sistemi stand alone sono costituiti da un ponte di conversione generalmente con trasformatore a valle e da un regolatore interno in grado di assi curare un valore costante della tensione e frequenza di uscita al variare della tensio ne continua di ingresso in un campo di valori stabilito Allo stadio di conversione fa seguito una sezione di filtraggio delle armoniche ed un altra comprendente i dispositivi di protezione lato carico A seconda dell architettura di sistema gli inverter possono essere provvisti o no di un trasformatore inserito in posizione intermedia tra i due stadi di conversione High Frequency Transformer HFTR oppure all uscita dello stadio finale Low Frequency Transformer LFTR Il trasformatore consente di adattare la tensione di uscita del convertitore a quel la di rete nonch di garantire la condizio ne di separazione metallica tra il sistema di generazione fotovo
215. rado solare prevista la purificazione del silicio metal lurgico anzich attraverso i costosi pro cessi Siemens e Czochralskj mediante processi a basso contenuto energetico e a basso costo La disponibilit di questo materiale a differenza del silicio di grado elettronico praticamente illimitata Con il silicio di grado solare caratterizzato da Dispositivi realizzati in laboratorio a Si a CdTe p Si m Si 4 3 GaAs 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Anno un minor grado di purezza rispetto a quello elettronico possibile inoltre rea lizzare celle con efficienza dell 11 13 2 5 1 I film sottili Questa tecnologia sfrutta la deposizione ad esempio su vetro di un sottilissimo strato di materiali semiconduttori in pra tica il silicio amorfo ed alcuni semicondut tori composti policristallini quali il dise leniuro di indio e rame CulnSe e il tel luriuro di cadmio CdTe Tale tecnologia punta sulla riduzione del costo della cella e sulla versatilit d impie go ad esempio la deposizione su mate riali da utilizzare quali elementi struttura li delle facciate degli edifici anche se resta da superare l ostacolo rappresenta to dalla bassa efficienza e dell instabilit iniziale Questa tecnologia potrebbe rap presentare la carta vincente per trasfor mare il fotovoltaico in una fonte energe tica in grado di produrre energia su gran de scala La tecnologia a film
216. rdine dei 9 11 kE kWp il corrispondente costo attualizzato del kWh dell ordine delle 0 5 0 7 8 4 Il valore aggiunto del fotovoltaico Il costo del kWh da fonte fotovoltaica viene istintivamente confrontato con quello pagato dall utente alle societ elet triche distributrici di elettricit Tale costo oggi diverso a seconda del tipo di uten za e dei livelli di consumo un valore medio per la famiglia tipo italiana dell ordine delle 15 cE kWh Per il caso degli impian ti isolati il confronto non significativo a fronte dei costi di allacciamento alla rete di distribuzione Per quanto riguarda gli impianti connessi alla rete il costo del kWh fotovoltaici invece circa doppio rispetto a quello pagato alla societ elettrica Bisogna tuttavia tenere conto del fatto che nessuno pu prevedere quale sar il costo dell energia negli anni a venire e dei vantaggi in termine di valore aggiunto offerti dalla fonte fotovoltaica In primo luogo gli impianti fotovoltaici hanno un valore aggiunto di tipo elettri co nel senso che migliorano i parametri della rete picchi di assorbimento perdi te di trasmissione possono fornire ener gia in situazioni di emergenza e nel caso di utenze isolate non richiedono spese di allacciamento alla rete e trasporto del car burante Nel campo ambientale il valore aggiunto del fotovoltaici si traduce in ridu zione delle emissioni e piogge acide costo del kWh 95 A
217. re FV m indice di prestazione Pr Yf Yr effi cienza dell intero sistema Un discorso a parte merita la misura della radiazione solare poich la precisione di misura correlata a molti parametri quali il livello di irraggiamento la distribuzione spettrale l angolo di incidenza della radia zione solare nonch la temperatura e la stabilit del sensore radiometri a termopila di prima classe hanno un errore di misura del 3 mentre i radiometri a fotodiodo presentano un errore di misura attorno al 5 Qualora la risposta spettrale del radiometro a foto diodo sia diversa da quella del generato re fotovoltaico l errore di misura pu risul tare superiore al 5 nel caso di spettro della radiazione solare non in condizioni standard 7 13 La manutenzione ordinaria E consigliata con cadenza annuale alme no per impianti isolati sulla base delle indicazioni fornite dal manuale di uso e 83 Componenti del sistema fotovoltaico Scelte e configurazioni manutenzione In particolare per i moduli fotovoltaici necessaria un ispe zione visiva per individuare l eventuale danneggiamento di vetri il deterioramen to del sigillante o l eccessiva sporcizia inoltre utile il controllo della cassetta di terminazione al fine di verificare la forma zione umidit lo stato dei contatti elettri ci il serraggio delle morsettiere i diodi e l integrit pressacavi Per quanto riguarda le stringhe si raccomanda il con
218. re aggiunto del fotovoltaico 92 8 5 Programmi nazionali di diffusione _ 93 8 5 1 Il programma italiano tetti fotovoltaici 94 8 5 2 ll conto energia in Italia il Decreto 19 febbraio 2007 94 8 5 3 Allegati a complemento del decreto Conto Energia 99 Appendice A Fotovoltaico e architettura 108 Appendice B Gli inverter PWM 130 Appendice C Verifiche tecnico funzionali 134 Appendice D Esempi di progetti 140 Appendice E Dati della radiazione solare nelle localit italiane capoluogo di provincia ooo 152 e Elenco delle localit ordinate per regione 155 e Dati di radiazione solare 156 e grafici per alcune significative localit italiane 167 Capitolo La radiazione solare La sorgente energetica primaria di un sistema fotovoltaico FV PV nella nota zione anglosassone rappresentata dal Sole Per radiazione solare si intende l energia elettromagnetica emessa dal Sole come risultato dei processi di fusio ne dell idrogeno in esso contenuto Con buona approssimazione il Sole pu considerarsi come un perfetto emettito re di radiazioni black body ad una tem peratura di circa 5800 K La distanza media tra il Sole e la Terra di circa 1 5 108 km Considerato l elevato valore del rappor to tra questa
219. re di variare la propria impeden za di ingresso per assumere quella neces saria a realizzare il massimo trasferimento di potenza all utilizzatore Questa funzio ne viene svolta generalmente da un primo ponte di conversione DC DC per mezzo di un unit di controllo a microprocesso re In particolare viene effettuata un azio ne di regolazione della tensione o della corrente di uscita a seconda delle tecni che utilizzate in modo tale che l inverter venga visto dalla rete nel primo caso come un generatore di tensione che rego la il suo angolo di carico sfasamento tra le tensioni del generatore e di rete per trasferire la massima potenza e nel secon do caso come un generatore di corrente il quale inietta in rete una corrente propor zionale alla massima potenza trasferibile Un secondo stadio di conversione DC AC sincronizzato con la frequenza di rete provvede a fornire la potenza d uscita con le caratteristiche desiderate di tensione e frequenza Nel caso in cui non sia necessario realiz zare un particolare adattamento di tensio ne tra l ingresso lato generatore FV e l uscita lato carico o rete le azioni di con trollo dell MPPT e di regolazione delle grandezze di uscita tensione e corrente possono essere entrambe effettuate filtro di uscita stadio finale Regolazione V f sistema di controllo mediante un unico stadio di conversione DC AC A valle dello stadio di conversione finale sono sem
220. rfologia dell ambiente costruito la geometria dell edificio oggetto dell intervento Nell immagine in figura A 7 sono mostrati differenti casi di ombreggiamento dovuto a corpi edilizi prossimi al campo fotovoltaico alla geometria dell edificio ad elemen ti di vegetazione ma anche a particolari elementi tecnologici o costruttivi ad esem pio finestre apribili come anche pilastri o travi aggettanti o volumi accessori dell edi ficio ad esempio vani ascensore o comignoli 115 Figura A 7 Ombreggiamento del campo fotovoltaico Figura A 8 Centro per l Innovazione e le Nuove Tecnologie Germania Appendice A Fotovoltaico e architettura Nel caso in cui la geometria o la struttura dell edificio comportino ombre sul campo fotovoltaico e questa condizione non possa essere evitata dovr essere adottato un design elettrico appropriato oppure si dovra ricorrere all impiego di celle o moduli non attivi elettricamente Nelle immagini che seguono sono mostrati due esempi di integrazione del fotovoltai co in architettura ben riusciti da un punto di vista di composizione architettonica e di valenza estetica che presentano per effetti di self shading dovuto alla loro geo metria In figura A 8 mostrato un edificio realizzato nel 1998 in Germania che ospi ta un Centro per l Innovazione e le Nuove Tecnologie i I E ey ka 116 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Nella
221. ri a 0 3 0 4 um Segue quindi la realizzazione della griglia metal lica frontale di raccolta delle cariche elet triche e del contatto elettrico posteriore per elettrodeposizione o per serigrafia Al fine di minimizzare le perdite per rifles sione ottica si opera la deposizione di un sottile strato antiriflesso per es di TiO 2 4 2 Le celle commerciali In pratica la tipica cella fotovoltaica costituita da un sottile wafer di spessore di 0 25 0 35 mm circa di silicio mono o policristallino opportunamente drogato Essa generalmente di forma quadrata e di superficie pari a circa 100 cm anche fino a 400 cm e si comporta come una minuscola batteria producendo nelle condizioni di soleggiamento standard 1 kW m2 e a 25 C una corrente di 3 A con una tensione di 0 5 V quindi una poten za di 1 5 W L attuale processo di fabbricazione delle celle si basa sull utilizzo di m silicio monocristallino dell industria elettronica materiale molto puro rispetto alle esigenze della tecnologia fotovoltaica m silicio policristallino ottenuto da fusio ne degli scarti dell industria elettronica solidificazione direzionale e riduzione del lingotto in fette In passato i piccoli ma sempre crescenti volumi di produzione caratteristici dell at tuale fase di sviluppo dell industria foto voltaica sono stati perfettamente compa tibili con la quantit ovviamente limitata di tali materiali di scarto Per
222. rogettare ed installare un impianto fotovoltaico 150 IS d 0 AMA E 6T OP O2 011OAO4OJ OjluUOIdul 2 T dwodqns ouponb o gt uy3aja 0w3UIS 487 4BAU OJU3WOBINOI Ip 11739540W ANI Y 001 dy 240 0d0Uz a 034009305 3403 DUO Z3S Y 91 de a unjodiq O3 M0I 0930S 3407 VUOJZ3S Y OT Wqlsnj o8uuys ID IPOT oBula3s Ip p3asuoy T41S VIN494 1 2 t f wad ayuauoA3adsju p G G l agua puo 151 Appendice D Esempi di progetti IS d 10 dM E 6T OP 03 07 0403 03 07uvidu 3734 0 2204437U P a ayouaUaG ouponb 0 gt 14333 a 043UYIS 33u33n Ip 23234 070 olanoJod aa P Duaa p vsaud odas p osaud a vubasuo gt dazuaau ybap IP_1333SJ0U 20 0ss3 8u 10 YZE dy ozuujdu p 03 Uaw06a 05 a ouauaB ddd yu mur IP I 1 S40u d3 43AU 1 p Y T dy 3J J AU Jy 0 9SN 0 Jq 079 odwuvagns oyuawoBapo gt 944190 ossauBu ODO IP 14935404 03305 407 vuojzas VIT da t ABAU DY oduvagns 030 02j7 0uozno oyuauwoBayo gt 234093N44334 IP 1995404 VON3931 20 INDIZIS zans fa a 4 O E Appendice Dati della radiazione solare nelle localita italiane capoluogo di provincia La radiazione globale giornaliera media mensile e globale annua per i capoluoghi di provincia La tabella allegata di seguito riporta i dati relativi a 119 localit capoluogo di provin cia per 2 diverse orientazioni della superficie ricevente m orizzontale m azimut Su
223. rto agevole costo 71 Componenti del sistema fotovoltaico Scelte e configurazioni Sollecitazioni sulle strutture di supporto dei moduli fotovoltaici vento ribaltante i vento stabilizzante MTT TT Tt peso zavorre e strutture cedimento terreno contenuto e facilita nella manutenzione richiedono pero maggiori superfici con un risultato estetico piuttosto modesto Le strutture a palo sono armoniose e con sentono di uscire da zone di ombra Richiedo pero fondazioni impegnative e costi maggiori 7 9 L accumulo elettrico Con l accumulo elettrico si immagazzina l energia elettrica prodotta dal generato re fotovoltaico di giorno per renderla disponibile di notte o in condizioni meteo rologiche sfavorevoli Le batterie pi usate per l accumulo elettrico sono quelle al piombo acido per la maturit tecnologi ca raggiunta e il basso costo ma posso no essere usate anche quelle del tipo al Li NiCd NiZn Fra le caratteristiche principali si evi denzia m la capacita pari alla massima carica accumulabile C m lo stato di carica cio il livello di ener gia esistente nella batteria m l efficienza che tiene conto delle per dite durante i processi di carica e sca rica 85 La capacit dipende dal regime di cari ca che tipicamente avviene in 10 h e aumenta con cariche pi lente dalla den sit dell elettrolita dalla temperatura la capacit aumenta dello 0 7 C nonch dal
224. saria una diffe renza di potenziale e questa viene crea ta grazie all introduzione di piccole quan tit di impurit nel materiale che costitui sce le celle Queste impurit chiamate anche droganti sono in grado di modi ficare profondamente le propriet elettri che del semiconduttore Se come comu nemente accade il materiale semicon duttore il silicio introducendo atomi di fosforo si ottiene la formazione di silicio di tipo n caratterizzato da una densit di elettroni liberi cariche negative pi alta di quella presente nel silicio norma le intrinseco La tecnica del drogaggio del silicio con atomi di boro porta invece al silicio di Il II tipo p so sulla norma sono di segno positivo in cui le cariche libere in ecces Una cella fotovoltaica richiede l intimo contatto su una grande superficie di due strati di silicio p ed n Nella zona di con tatto tra i due tipi di silicio detta giun zione p n si ha la formazione di un forte campo elettrico Le cariche elettriche posi tive e negative generate per effetto foto voltaico dal bombardamento dei fotoni costituenti la luce solare nelle vicinanze della giunzione vengono separate dal campo elettrico Tali cariche danno luogo a una circolazione di corrente quando il dispositivo viene connesso ad un carico Energia utile 18 La corrente tanto maggiore quanto mag giore la quantit di luce incidente Ai fini del funzio
225. se controllabile rispetto alla tensione stessa per avere un fat tore di potenza praticamente unitario UDO pa Ud aN e Capitolo Le applicazioni degli Impianti fotovoltaici 5 1 Caratteristiche e peculiarit della tecnologia fotovoltaica 5 1 1 L impatto ambientale Gli impianti fotovoltaici non causano inquinamento ambientale poich m dal punto di vista chimico non produ cono emissioni residui o scorie m dal punto di vista termico le tempera ture massime in gioco non superano OE m dal punto di vista acustico non produ cono rumori La fonte fotovoltaica l unica che non richiede organi in movimento n circola zione di fluidi a temperature elevate o in pressione e questo un vantaggio tecni co determinante Si deve anche considerare che le emissio ni complessive di CO e di altri gas serra durante tutto il ciclo di vita dell impianto fotovoltaico produzione dei componen ti trasporto installazione esercizio e rimo zione sono nettamente inferiori rispetto a quelle dei sistemi di generazione a com bustibili fossili 5 1 2 Il risparmio di combustibile Si pu ragionevolmente valutare in 30 anni la vita utile di un impianto ma pro babilmente durer anche pi questo significa che esso supponendo un pay back time pari a 5 anni e una producibili t annua di 1 300 kWh kW nell arco della sua vita efficace produrr mediamente 1 300
226. sempio adatto a tutti i moduli dotati di telaio ne esistono diver se tipologie che lo rendono adatto ad applicazione su coperture piane o inclinate o anche in facciata come possibile verificare in figura D 4 a sinistra sistema per coper tura piana al centro per facciata sulla destra per copertura inclinata Figura D 4 Sistema di sostegno dei moduli fotovoltaici Il sistema adatto a differenti tipi di sottostruttura in quanto dotato di una serie di ganci e pezzi speciali che ne rendono possibile l uso in presenza di tetti in acciaio inox tetti in tegole lamiera aggraffata ed anche eternit ondulato Nel caso di montaggio del sistema su tetto figura D 5 a tegole con struttura lignea i ganci di supporto del sistema vano avvitati sui falsi puntoni del tetto quindi necessario rimuovere le tegole in corri spondenza dei punti ove si intenda effettuare il montaggio e ad operazione effettuata ripristinare le tegole nella loro posizione iniziale per garantire la tenuta all acqua Le caratteristiche elettriche e meccaniche del modulo al silicio policristallino prescelto sono riportate nella pagina seguente figura D 6 Figura D 5 Particolare di montaggio dei moduli SU FALDA mediante struttura di sostegno dedicata 145 Figura D 6 Appendice D Esempi di progetti Mechanical Specifications Module The module frame is provided with a slot on each side in which M8 bolts can be inserted The bolts are able to slide o
227. servazione della carica Quando la cella viene illuminata la giunzione diviene una sorgente di cop pie elettrone lacuna pertanto circuital mente ha un comportamento analogo a quello di un diodo con in parallelo un generatore di corrente Circuito equivalente e parametri della cella o corrente di corto circuito tensione a circuito aperto corrente nel punto di massima potenza tensione nel punto di massima potenza massima potenza fattore di riempimento Pm lse Voc efficienza P_ potenza incidente temperatura cella in condizioni standard Graficamente invece la caratteristica ten sione corrente di una cella illuminata risul ta pari a quella di un diodo traslata per verticalmente di una quantit pari alla corrente fotogenerata Poich la corrente fotogenerata varia con l irraggiamento e con la temperatura in misura minore la caratteristica tensione corrente della cella risulta influenzata da questi parametri 2 4 La tecnologia del silicio Attualmente il materiale pi usato per la fabbricazione di una cella fotovoltaica lo stesso silicio adoperato dall industria elettronica il cui processo di fabbricazio ne presenta costi molto alti non giustifi cati dal grado di purezza richiesto dal fotovoltaico inferiore a quello necessario in elettronica Il processo pi comunemente impiegato per ottenere silicio monocristallino per uso elettronico parte dalla preparazione di silicio metallur
228. sione e corrente misura di le e Voc a diverse temperature con step di 5 m misura NOCT Irr 800 W m2 T 20 C Prevede inoltre le seguenti prove m isolamento gt 400 MQ applicando una tensione di 1 000 V m immersione misura resistenza di isola mento con modulo immerso in acqua m esposizione gt 60 h a 1 kW m2 m oscuramento parziale esposizioni di 1 h a 1000 W m esposizione UV gt 15 h a 1 kW m cicli termici 200 da 40 C a 85 C cicli termici diodo 1 h I le T 75 C esposizione umidit 1000 h a 85 C e 85 RH m resistenza terminazioni stress simulanti operazioni serraggio viti m carico meccanico 3 cicli di 1 h con cari co uniforme di 2400 Pa vento 130 km h m resistenza grandine 25 mm a 23 m s in diversi punti del modulo In base alla Norma CEI EN 50380 i modu li devono essere accompagnati da un data sheet che riporter le principali carat teristiche le Voor Im Pm NOCT e devo no essere prowisti di numero di serie e nominativo del costruttore Riguardo alla garanzia il costruttore deve garantirne la qualit e le prestazioni attra verso la m garanzia di prodotto per almeno 2 anni contro difetti di fabbricazione e di mate riale che possano impedirne il regolare funzionamento a condizioni corrette di uso installazione e manutenzione m garanzia di prestazioni la potenza ero gata dal modulo misurata alle condi zioni di prova standard non dovr esse
229. sistenza al fuoco Particolare attenzione va posta anche nella previsione della sequenza delle fasi di instal lazione del sistema e delle eventuali operazioni di manutenzione pulizia sostituzione di moduli guasti o altre riparazioni importante sottolineare come il modulo fotovol taico standard sia piuttosto fragile e non sia quindi calpestabile da ci consegue che andr verificata anche la possibilit da parte dei tecnici di operare le dovute riparazio ni dei sistemi senza dover necessariamente calpestare i moduli Considerazioni sull integrazione architettonica Nell affrontare il tema dell integrazione del fotovoltaico in architettura opportuno ope rare una prima distinzione tra interventi attuati su edifici esistenti i cosiddetti retro fit ed interventi in edifici di nuova progettazione che prevedono quindi sin dalle prime fasi del progetto l impiego di sistemi fotovoltaici Nel primo caso quello degli interventi retrofit una delle problematiche prioritarie da affrontare soprattutto quando si tratti di edifici pregevoli il rispetto delle caratteri stiche formali ed estetiche dell edificio oggetto di intervento Questo comporta da parte delle aziende che operano nel campo della produzione di componenti fotovol taici per l integrazione edilizia una ricerca ed una produzione di componenti tecnolo gicamente ed esteticamente compatibili ma anche di sistemi semplici di installazione che consentano di minim
230. sottile comporta un consumo di materiale molto limitato pari a circa 1 200 di quello richiesto per la tec nologia del silicio cristallino in questo caso la fetta ha uno spessore ridottis simo dell ordine di pochi micron e potrebbe permettere lo sviluppo di pro cessi produttivi dedicati che non dipen dano dall industria elettronica Inoltre utilizzando questa tecnologia possibile ottenere moduli leggeri e fles sibili fabbricare il modulo con un unico processo e avere la possibilit di realizza re celle tandem Il processo di fabbricazione prevede infat ti la deposizione su un substrato tipica mente vetro di un sottilissimo strato di materiale trasparente e conduttore ad Deposizione da fase vapore di SnO conduttore e trasparente vetro Efficienza Deposizione di a Si tipo p i n da fase vapore 100 20 22 Deposizione di Al e Ag da fase vapore Laser patterning e incapsulamento Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Fabbricazione di moduli in a Si Laser patterning Laser patterning II es ossido di stagno Tale strato viene parzialmente asportato tramite operazio ne di laser patterning ottenendo in tal modo una serie di elettrodi che costitui scono i contati anteriori delle singole giunzioni p n Successivamente viene depositato in sequenza il silicio amorfo di tipo p intrinseco e di tipo n Anche in seguito al deposito del silicio
231. spetti economici e sistemi di incentivazione Confronto tra fotovoltaico bolletta centrale Da un punto di vista architettonico l ele mento fotovoltaico sostituisce i compo nenti tradizionali di rivestimento contri buisce ad aumenta l isolamento termico e acustico protegge dall acqua e dal fuoco e riflette le onde elettromagnetiche Infine da un punto di vista socio econo mico il fotovoltaico crea lavoro indotto migliora le condizioni di vita e pu avere ricadute tecnologiche in altri settori Se a questi vantaggi si aggiungono le incentivazione previste per il futuro si pu Il valore aggiunto certamente concludere che i sistemi sola ri fotovoltaici sia isolati che connessi alla rete si possono considerare gi oggi una interessante opzione energetica alla por tata di un gran numero di utilizzatori 8 5 Programmi nazionali di diffusione In considerazione dell elevata valenza stra tegica del fotovoltaico molti governi nazionali hanno deciso di farne oggetto di impegnativi Programmi di sviluppo L obiettivo il raggiungimento della com petitivit economica attraverso i migliora menti tecnologici e il fattore di scala Le strategie e le motivazioni riguardano m la costituzione di un mercato di dimen sioni significative stabile nel tempo m il rafforzamento delle industrie interes sate m la ricaduta occupazionale In Giappone la potenza installata nel 2004 ammonta a circa 273 MW mentre quel
232. ssa l angolo di tilt che rende mas sima l energia solare raccolta dai modu li fotovoltaici differente da localit a localit Con riferimento al territorio italiano possibile osservare che deviazioni di una decina di gradi rispetto al valore ottimale di tilt determinano variazioni dell energia totale catturata dal piano dei moduli di qualche percento OOO 4 Lage a Capitolo Due E u Pagi A A A w RN AN ira 2 1 L effetto fotovoltaico e la cella fotovoltaica L effetto fotovoltaico consiste nella conver sione diretta della radiazione solare in ener gia elettrica Tale fenomeno avviene nella cella fotovoltaica tipicamente costituita da una sottile lamina di un materiale semicon duttore molto spesso silicio Quando un fotone dotato di sufficiente energia viene assorbito nel materiale semiconduttore di cui costituita la cella si crea una coppia di cariche elettriche di segno opposto un elettrone carica di segno negativo ed una lacuna cio una carica positiva Si dice allora che queste cariche sono disponibi li per la conduzione di elettricit Sruttura della cella radiazione solare contatto anteriore griglia contatto posteriore L effetto fotovoltaico la conversione dell energia solare La cella Per generare effettivamente una corren te elettrica per neces
233. ssibilit di variare periodicamente l inclinazione al fine di permettere la captazione ottimale della radiazione solare In queste condizioni si ottiene un aumento della producibilit degli impianti paria a circa il 30 Il sistema di conversione contiene il misu ratore continuo dell isolamento provvisto di indicatore e dispositivo di blocco in presenza di anomalie l inverter e le pro tezioni di interfaccia Il collegamento dell impianto alla rete Monitoraggio Na elettrica di distribuzione nel caso tipico di Sistema di acquisizione dati SEE applicazione del regime di scambio sul Contatori E posto dell energia elettrica prevede un contatore per la misura dell energia pre Efficienza Progettare ed installare un impianto fotovoltaico levata dalla rete e un misuratore dell ener gia immessa in rete Gli impianti isolati oltre ad essere costi tuiti dal generatore fotovoltaico e dal l eventuale sistema di conversione sono provvisti di batterie per l accumulo elettri co e di centralina per il controllo delle fasi di carica e scarica dell accumulo stesso Infine sia gli impianti isolati sia quelli con nessi a rete possono essere provvisti di sistema di misura e acquisizione dati per il monitoraggio delle loro prestazioni 7 1 Il modulo fotovoltaico e le stringhe Elemento base degli impianti il modulo e costituito da celle fotovoltaiche collega te elettricamente e incapsulate al fine di
234. ste cifre si applicano anche alle richieste di connessione di impianti che non siano raggiungibili con strada percorribile da automezzi o che siano separati dagli impianti di distribuzione esistenti da trat ti di mare di lago o laguna o situati oltre 2 km dalla cabina di trasformazione media bassa tensione Per gli impianti di produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili i corrispettivi per la connessio ne sono per il 50 a carico del soggetto responsabile e per il 50 a carico del Conto per nuovi impianti da fonti rinno vabili e assimilati alimentati dalla compo nente tariffaria A3 Prima dell entrata in esercizio dell impian to il soggetto responsabile comunica alla societ Terna Spa attraverso un apposito portale informatico predisposto dalla stes sa societ le informazioni relative all im pianto secondo le condizioni stabilite da Terna Spa nonch il codice identificativo Il produttore dovr inviare all impresa distributrice l attestazione rilasciata da Terna Spa dell avvenuta comunicazione dei dati dell impianto A sua volta le imprese distributrici trasmettono con cadenza trimestrale alla societ Terna Spa un elenco degli impianti connessi alla loro rete entrati in esercizio negli ultimi tre mesi riportando il codice identificativo e la data di entrata in esercizio Entro 60 giorni dalla pubblicazione del presente provvedimento le imprese distri butrici debbono trasmettere all AEEG le regole tecniche per
235. stemi in corrente continua come nel caso dei generatori fotovoltaci il sistema del tipo TN TT si configura quan do il punto neutro inteso come punto di Configurazione con poli isolati da terra sistema IT riferimento della parte attiva collegato a terra e le masse sono collegate m al neutro nel caso del sistema TN m ad una terra locale ed indipendente nel caso del sistema TT Nel caso di separazione metallica le modalit di esercizio della sezione conti nua del generatore fotovoltaico possono essere ricondotte comunque ad una delle due seguenti soluzioni m poli isolati da terra floating polo collegato a terra L esercizio con poli isolati da terra della sezione in continua dell impianto fotovol taico configura un sistema elettrico di tipo IT e presenta il vantaggio di garantire una pi elevata continuit del servizio primo guasto a terra non pericoloso tuttavia si verifica una maggiore complessit e diffi colt nel rilevamento delle condizioni ano male di funzionamento delle singole strin ghe fotovoltaiche e nell individuazione del punto del primo guasto a terra L esercizio con un polo a terra in genere il punto mediano di ogni stringa della sezione in continua dell impianto consen te invece di configurare un sistema del tipo TT o TN vedi figura seguente e pre senta il beneficio di ridurre l entit delle sollecitazioni dielettriche che agiscono sui componenti e di limitare le tensioni i
236. successivamente attraverso metodi di cal colo sperimentali le sue componenti sul piano sono solo due cio diretta e diffu sa non c ovviamente la riflessa Il pi noto di questi metodi quello di Liu 48 H 1 39 4 027 H Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Jordan fornisce una legge che mette in relazione la componente diffusa H alla Hc 2 3 CANES dove H l irradiazione su superficie oriz zontale fuori dall atmosfera calcolato Un altra relazione che fornisce valori non molto differenti dalla precedente quel la proposta dalla Norma UNI 8477 H H 0881 0 972 A Nota la radiazione diffusa sul piano oriz zontale e possibile calcolare la compo H o f nente diretta sul piano orizzontale me diante la relazione A H a Hao In alternativa a questo metodo possibi le far riferimento alla Norma UNI 10349 che fornisce direttamente i valori di Hy e Hpo per ciascuna provincia italiana Per il calcolo della radiazione globale H incidente su una superficie inclinata rispet to al piano orizzontale di un angolo f necessario sommare le seguenti 3 compo nenti m diretta H R Hpo dove Rp un termine dipendente dalla latitudine del sito dalla declinazio ne solare 9 e dall angolo di tilt B ed definito dal rapporto H H 4 dove H rappresenta l irradiazione su una super ficie inclinata fuori dall atmosfera calco lato m dif
237. t dei moduli fotovoltaici Appendice A Fotovoltaico e architettura sistema la minimizzazione degli effetti di ombreggiamento del campo fotovoltaico gli effetti della temperatura i requisiti tecnici dei componenti fotovoltaici il disegno elet trico e la sicurezza gli ultimi due aspetti non verranno trattati Massimizzazione del rendimento energetico del sistema Il rendimento energetico di un sistema fotovoltaico dipende dalla localizzazione geo grafica dall esposizione del sistema dall area della superficie fotovoltaica dei moduli dalla tecnologia impiegata Di questi aspetti prenderemo in considerazione quelli rela tivi al posizionamento del sistema La posizione di un componente fotovoltaico viene definita attraverso due angoli detti azimuth e tilt il primo la distanza angolare misurata in gradi in senso orario attorno all orizzonte dell osservatore a partire da sud positivo verso ovest negativo verso est il secondo l angolo relativo all inclinazione del piano dei moduli rispetto al piano tan gente la superficie terrestre come possibile osservare dall immagine seguente a Sun azimut Y Sun altitude dl Azimut of PY module Ko Till of PV module lt PV Module West 90 o South 0 East 90 Per differenti angoli di azimuth cambiano le modalit con le quali la radiazione solare viene intercettata e trasformata dai moduli durante l arco della giornata mentre per differenti an
238. ta della radiazione diffusa poich l ango Energia raccolta in relazione all angolo di tilt 15 45 60 75 90 angolo di tilt lo di cielo visto da ciascun filare limi tato dalla presenza del filare antistante 6 2 3 La scelta dell angolo di tilt Per ciascun periodo dell anno esiste un diverso valore dell angolo di tilt ottimale il quale cambia secondo che l impianto sia a fila singola o a file parallele Il picco invernale viene raccolto per ango li di tilt elevati 65 mentre il picco estivo si ottiene per angoli di tilt piccoli 15 I picco su base annuale si ottiene invece per angoli di tilt leggermente inferiori alla latitudine del sito L angolo che rende massima l energia rac colta da file parallele sempre minore di quello corrispondente a fila singola poi ch a parit di inclinazione minore la radiazione raccolta da file parallele Per l inclinazione che rende massima l energia raccolta in inverno si raccoglie complessivamente nell anno il 90 della massima energia Se invece si inclinano i pannelli in modo da rendere massima l energia raccolta in estate nel periodo invernale l energia raccolta solo il 65 della massima ottenibile in quel periodo In altre parole il diagramma annuale del l energia si appiattisce se l inclinazione ottimizzata per il periodo invernale Viceversa se l inclinazione ottimizzata per il periodo estivo il diagramma annua le dell energia presenta un picco
239. tare il rischio dovu to al fulmine qualora sporgessero verso l alto rispetto alla struttura stessa In questo caso il valore di altezza H da considerare nelle formule riportate nelle norme CEl 81 10 aumenta conseguente mente occorre verificare che la presenza dell impianto fotovoltaico non faccia aumentare il rischio dovuto ai fulmini oltre il livello accettabile Se nonostante tutto la struttura risultasse ancora autoprotetta anche se le norme CEI 81 10 non impongono alcuna prescri zione buona pratica progettuale impie gare SPD Surge Protection Device di caratteristiche idonee collocandoli nei punti corretti Se invece la struttura richiede l installazio ne di un LPS e questa ne risultasse sprov Esempio di posizionamento di captatori a fune in un impianto fotovoltaico di grande estensione 300 kW con configurazione a file parallele vista sar necessario realizzare l LPS prima di procedere con l istallazione dell impian to fotovoltaico questo ultimo in ogni sua parte moduli cavi quadri dovr ne cessariamente essere contenuto dentro il volume protetto e sufficientemente distan ziato dai captatori e dalle calate per evi tare la formazione di scariche laterali Le cornici metalliche dei moduli fotovol taici e le relative strutture di sostegno andranno collegate all LPS nei modi pre visti dalla normativa solo se non possi bile rispettare la distanza minima dai cap tatori e dalle calate Sar
240. tibili con quelli del gene ratore fotovoltaico in termini di finestra di tensione operativa ripple lato DC e poli isolati da terra Le caratteristiche di uscita dell inverter riguardano essenzialmente il valore della tensione e della frequenza di uscita la distorsione armonica il control lo del fattore di potenza e la presenza o meno delle protezioni di massima e mini ma tensione e frequenza Tra i dati di targa dell inverter devono figu rare l efficienza e la potenza nominale la potenza massima erogabile continuativa mente dal convertitore e il campo di tem peratura ambiente alla quale tale poten za pu essere erogata Qualora sia adottata la connessione trifa se per potenze superiori a 6 kW pu essere utilizzato un inverter con uscita tri fase oppure pi inverter monofasi in con figurazione trifase tipicamente connessi tra una fase di rete ed il neutro In questo caso lo squilibrio massimo consentito di 5 kW Deve essere previsto un organo di inter faccia unico per l intero impianto asser vito ad una unica protezione di interfac cia omologata Per per potenze fino a 20 kW la funzione di interfaccia pu essere 75 Componenti del sistema fotovoltaico Scelte e configurazioni Curva di efficienza dell inverter 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 P ingresso inverter Pnom svolta da dispositivi di interfaccia distinti fino ad un massimo di tre anche integra ti negli inverter purch certificati La ta
241. tipo di suolo gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic kWh m Cuneo CN 44 24 07 33 534 orizzontale 1 608 2 564 3 848 4 920 5 728 6 244 6 184 5 192 4 025 2 807 1 843 1 332 1413 6 Cuneo CN 44 24 07 33 534 Sud tilt 30 abitazioni 2 726 3 740 4 793 5 264 5 555 5 801 5 842 5 280 4 601 3 744 2 921 2 313 1604 9 Cuneo CN 44 24 07 33 534 Sud tilt 30 campi 2 742 3 765 4 832 5 314 5 612 5 864 5 905 5 332 4 642 3 772 2 940 2 326 1619 1 Enna EN 37 34 14 17 931 orizzontale 2 298 3 204 4 202 5 276 6 292 6 722 6 687 5 830 4 646 3 544 2 455 2 056 1624 9 Enna EN 37 34 14 17 931 Sudtilt 30 abitazioni 3 500 4 304 4 902 5 417 5 897 6 028 6 097 5 728 5 093 4 465 3 520 3 224 1775 8 Enna EN 37 34 14 17 931 Sudtilt 30 campi 3 923 4 336 4 944 5 470 5 960 6 096 6 164 5 787 5 139 4 501 3 545 3 244 1792 1 Fermo FM 43 10 13 43 319 orizzontale 1 719 2 573 3 758 4 928 5 993 6 527 6 475 5 481 4 291 2 977 1 830 1 362 1463 3 Fermo AP 4310 13 43 319 Sudtilt 30 abitazioni 2 846 3 651 4 586 5 227 5 782 6 026 6 081 5 551 4 892 3 940 2 786 2 265 1637 4 Fermo AP 43 10 13 43 319 Sudtilt 30 campi 2 864 3 677 4 624 5 277 5 843 6 092 6 146 5 606 4 935 3 970 2 804 2 279 1652 1 Ferrara FE 44 51 11 37 9 orizzontale 1 509 2 444 3 793 4 872 5 910 6 461 6 486 5 439 4 232 2 752 1 741 1 189 1430 1 Ferrara FE 4451 11237 9 Sudtilt 30 abitazioni 2 547 3 555 4 741 5 225 5 749 6 013 6 143 5 563 4 895 3 683 2 749 2 025 1614 4 Ferrara FE 445
242. tivi di interfac cia quello attivo deve essere unico In deroga alla condizione suddetta per impianti di produzione collegati a reti pubbliche di categoria e di potenza complessiva fino a 20 kW se statici e 50 kW se rotanti tale funzione pu essere svolta da pi dispositivi distinti massi mo tre nel caso in cui ad un punto di conse gna MT connessa una sbarra BT tra mite trasformazione dedicata e la potenza complessiva di produzione afferente alla stessa sbarra BT inferio re al 2 della potenza nominale del tra sformatore o degli eventuali trasforma tori in parallelo consentito applicare all impianto di produzione afferente alla sbarra BT le prescrizioni degli impianti di produzione collegati a reti pubbli che di categoria gli impianti di produzione statici desti nati al funzionamento in parallelo alla rete pubblica di categoria devono essere provvisti di separazione metalli ca tra la rete pubblica in AC e la parte in DC anche se la parte in DC inter na al convertitore Nel caso di potenze non superiori a 20kW tale separazione pu essere sostituita da una protezione che intervenga per valori di componen te continua complessiva superiore allo 0 3 del valore efficace della compo nente fondamentale della corrente mas sima complessiva dei convertitori 7 11 2 Criteri di esercizio e di sicurezza Nel caso in cui l impianto di produzione sia privo di una separazione metallica tra la sezio
243. to dall energia prodotta moltiplicata per il costo del kilowattora ceduto alla rete 7 9 5 c a cui potrebbe essere aggiunto una eventuale tariffa incenti vante E quindi necessario in fase di progetta zione valutare l energia producibile dal Il dimensionamento energetico degli Impianti fotovoltaici l impianto Ep Essa dipende m dal sito di installazione caratterizzato dalla latitudine dalla radiazione solare disponibile e dalla temperatura nonch dalla riflettanza della superficie antistan te i moduli fotovoltaici m dall esposizione dei moduli attraverso l angolo di inclinazione tilt e angolo di orientazione azimut m dalle caratteristiche dei moduli quali potenza nominale coefficiente di tem peratura risposta angolare ma anche dall uniformita delle caratteristiche elet triche dei vari moduli da cui dipende la perdita in potenza per mismatch m e non ultime dalle caratteristiche del BOS Balance Of System vale a dire dall efficienza e dalle perdite nell insie me dei dispositivi necessari a trasforma re ed adattare la corrente continua pro dotta dai moduli fotovoltaici alle esi genze dell utenza il dispositivo pi importante del BOS sicuramente l in verter ma non vanno trascurate le per dite nei cavi e le cadute sui diodi L energia producibile dall impianto data dall espressione E Elo SN D H Prom I 1 Di 1 1 T L dove Poy sono le perdite termiche ott
244. trollo delle tensioni e delle correnti Relativamente ai quadri elettrici si consi gli una ispezione per la verifica dell even tuale danneggiamento dovuto alla tem peratura o a roditori dei componenti e dell indicazione degli strumenti da qua dro nonch del controllo delle protezio ni diodi e scaricatori degli organi di manovra interruttori sezionatori e del misuratore di isolamento La manutenzione dell inverter dovr esse re effettuata secondo le indicazioni del manuale di uso e manutenzione comun que utile un ispezione visiva per individua re eventuali danneggiamenti meccanici infiltrazione di acqua formazione conden sa O deterioramento componenti Per quanto riguarda infine la batteria necessario controllare densit dell elettro lito e la tensione dei singoli elementi Rabboccare l acqua distillata fino al livel lo consigliato ed effettuare l ispezione visiva al fine di verificare l integrit dei vasi di contenimento il deterioramento piastre e intorpidimento dell acido 7 14 Documentazione di progetto degli impianti E l insieme degli studi guida CEI 0 2 che produce le informazioni necessarie alla valutazione ed esecuzione dell impianto in conformit alla regola d arte sulla base delle prestazioni richieste e delle condizio ni ambientali assegnate Si articola in m progetto preliminare che definisce le caratteristiche qualitative e funzionali dei lavori il quadro delle esig
245. trutture e dei moduli m i cablaggi m le marcature dei cavi m i collegamenti di messa a terra Misure di continuit elettrica e connessioni tra i moduli Strumento voltmetro figura C 2 Procedura m accertarsi che l inverter sia spento m aprire i sezionatori di campo e di stringa m misurare con il voltmetro le tensioni di stringa queste devono risultare uguali tra di loro il valore di tensione atteso la somma dei valori di tensione a circuito aperto dei moduli se si fa riferimento ai dati di targa del modulo calcolare la perdita per temperatura utilizzando per il silicio cristallino il coefficiente a 2 2 mV C per ogni cella collegata in serie ad esempio se abbiamo montato una stringa di 7 moduli a 36 celle il numero totale delle celle serie 7 36 252 se la temperatura del modu lo di 40 C il delta di temperatura rispetto alle STC 25 C sar dT 40 25 15 C la perdita di tensione per effetto temperatura dV 2 2 mV 15 C 252 celle serie 8 3 V per ogni stringa se le misura non d nessun valore si in presenza di una disconnessione nella serie 138 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico dei moduli controllare le scatole di giunzione i capicorda se la misura d valori diver si tra le stringhe verificare la correttezza del cablaggio pu essere stata effettuata una inversione di polarit su qualche modulo oppure qualcuno di questi pu essere difet toso o vi
246. ttoni rossi pitture scure Foresta in autunno Frba verde Cemento Frba secca Superfici di rocce non omogenee Terreni argillosi Superfici di bitume e ghiaia Foresta in inverno Strade bianche Progettare ed installare un impianto fotovoltaico piano orizzontale ed a il fattore di albedo il quale dipende sia dalle caratteristiche della localit in esame che dalla risposta spettrale del disposi tivo solare utilizzato suoi valori rica vati sperimentalmente riferiti ad alcuni paesaggi tipici sono riportati nella tabella 1 1 La radiazione globale H su una super ficie inclinata quindi data dalla somma dei contributi relativi alle com ponenti diretta diffusa e di albedo Pertanto risulta H H H H e dipende m dalle condizioni meteorologiche ed atmosferiche infatti in condizioni di tempo nuvoloso la radiazione sostanzialmente diffusa mentre in presenza di tempo sereno e clima secco prevalente la componente diretta circa il 90 della radiazione totale a fattore di albedo 0 75 0 70 0 60 0 30 0 27 0 26 0 26 0 22 0 20 0 20 0 14 0 13 0 07 0 04 m dall angolo di inclinazione della superficie di raccolta rispetto al piano orizzontale infatti una superficie oriz zontale riceve la massima radiazione diffusa e la minima riflessa dalla presenza di superfici riflettenti poich il contributo alla riflessione risulta tanto maggiore quanto pi chiara la superficie di
247. ttrica di origi ne fotovoltaica per raggiungere l impian to elettrico utilizzatore con il rischio in assenza di misure di protezione specifiche di innescare incendi nella struttura edilizia ospitante La normativa di riferimento per la prote zione delle strutture dalle fulminazione quella emessa dal CT 81 del CEI in par ticolare le norme da applicare sono quel le della serie EN 62305 ovvero le CEI 81 10 1 CEI 81 10 2 CEI 81 10 3 e CEI 81 10 4 Queste norme sono il risultato di un pro cesso di armonizzazione europeo hanno validit internazionale e riportano le moda lit di progettazione esecuzione verifica e manutenzione degli impianti di protezio ne Lightning Protection System LPS nonch un procedimento di calcolo det tagliato per la valutazione del rischio dovu to alle fulminazioni dirette ed indirette E bene premettere che l applicazione delle norme della famiglia CEI 81 10 non pu assicurare una protezione assoluta alle strutture e alle persone tuttavia consente di ridurre in modo significativo il rischio di danno provocato dal fulmine a livelli rite nuti accettabili 68 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico 7 7 1 Misure di protezione contro i fulmini per le strutture senza LPS necessario verificare che la struttura risul ti autoprotetta e quindi non necessiti di un LPS tenendo presente che i moduli foto voltaici se posti sulla sommit di edifici potrebbero far aumen
248. tuisce un forum costan te sugli argomenti legati alle tematiche energetiche per 26 paesi membri Nell organizzazione gene rale esistono differenti gruppi tematici operanti su argomenti specifici tra questi la Task 7 ha opera to nel campo dell inserimento di sistemi fotovoltaici negli ambienti costruiti T Schoen D Prasad P Eiffert H S rensen Task 7 of the IEA PV Power Systems Program Achievements and outlook Proceedings of the 17th European Photovoltaic Solar Conference Munich Germany 22 26 October 2001 Particolarmente interessante in questo senso il CD Rom prodotto al termine delle attivit della Task 7 ed intitolato Education amp training material for architect realizzato dall Energy Research Centre of the Netherlands ECN cos come molto utili sono le informazioni che si possono trovare presso l in dirizzo internet di demosite IEA PVPS TASK 7 EXHIBITION CENTRE FOR PV INTEGRATION www demosite ch Vedi anche M Alonso Abella A B Cueli F Chenlo A year of irradiation data on tilted surfaces with different orientations Proceedings of the 17 European Photovoltaic Solar Energy Conference Munich Germany 22 26 October 2001 H Kiess W Durisch Orientation of solar panels to the elevation of the sun revisited ibidem Progetto pubblicato in Casabella n 683 novembre 2000 pp 44 45 IEA PVPS Task 7 Education amp training material for architects CD Rom made in 2002 by Energy Research Cent
249. utro del sistema elettrico scelta rilevante anche ai fini degli aspetti funzionali e di sicurezza anche in que sto caso rappresentato dalla norma CEI 11 20 A tal riguardo essa stabilisce che lo stato del neutro e le misure di protezione contro i contatti indiretti della parte di impianto della rete del sistema di produ zione devono essere conformi alle pre scrizioni indicate dalle norme CEl 11 1 e CEI 64 8 secondo il rispettivo campo di applicazione In funzione del tipo di sistema elettrico TT IN o IT selezionato per l esercizio della rete dell impianto di produzione la norma CEl 64 8 stabilisce i criteri di sicu rezza da adottare ovvero l insieme degli accorgimenti tesi a garantire la sicurezza delle persone e delle apparecchiature e fornisce inoltre le prescrizioni riguardan ti la protezione contro gli effetti termici le sovracorrenti ed il sezionamento e coman do es criteri di selezione delle portate dei cavi scelta delle correnti nominali degli interruttori di protezione ecc Nel caso in cui la sezione in continua del l impianto fotovoltaico risulti elettricamen te vincolata alla rete pubblica di distribu zione assenza del trasformatore essa come detto in precedenza trattabile come un estensione della sezione alterna ta e come quest ultima esercita con sistema TT oppure TN in conformit alla norma CEl 64 8 Pertanto l approccio da seguire per la protezione contro i contat ti indiretti
250. ver almost the entire langth of the frame This provides a simple and easy to use mounting method for fixing the solar module to mechanical constructions Simple camps can be designed to mount the module Electrical Characteristics Data at Standard Test Conditions STC STC imadiance level 1000W m spectrum AM 1 5 and cell temperature 25 C Pi 115W 26 8V 32 8V Short circuit current Le ATA Minimum peok power Pace min 109 25W Tolerance on Peak Power 5 The abbreviation mpp stands for Maximum NOCT 800W m irradiance level AM 1 5 spectrum wind velocity 1m s Tamb 20 C Tnoct Short circuit current L Typical data at low irradiance The relative reduction of module efficiency at an irradiance of 200W m in relation to 1000W m both at 25 C cell temperature and AM 1 5 spectrum is 8 Temperature coefficients a Prep 0 45 C vo 115 mV C cl 2 mA SC a Voc 115 mV C Maximum system voltage 600Vde 146 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico Per ci che concerne la configurazione del campo FV si scelto di adottare 14 strin ghe ciascuna delle quali si compone di 12 moduli connessi in serie Le caratteristiche del campo fotovoltaico sono le seguenti m Potenza operativa 17 2 KW 50 C m Potenza nominale 19 3 KW STC Numero di moduli 168 B Vinmp 60 C 272 V Vmmp la tensione alla massima potenza N la s 00 C 60 A Immp la corrente alla massima potenza m
251. vo convertitore 31 Il sistema fotovoltaico DC DC interno all inverter che esercita la funzione d interfaccia tra l utilizzatore e il generatore fotovoltaico esso fa s che il generatore fotovoltaico veda sempre ai suoi capi un carico ottimale per cedere il massimo della potenza Esso varia il suo punto di lavoro in modo da estrarre dal generatore istante per istante la massi ma potenza disponibile convertitori statici negli impianti fotovoltaici convertitori statici di potenza utilizzati negli impianti fotovoltaici consentono di convertire le grandezze elettriche in cor rente continua di uscita del generatore fotovoltaico in grandezze alternate ido nee per il trasferimento dell energia ad una rete o utenza in corrente alternata La conversione da corrente continua in corrente alternata viene realizzata trami te un ponte di conversione il quale uti lizza dispositivi semiconduttori general mente IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor o MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor pilotati con sequenze di impulsi di comando controllati Nella maggior parte degli inverter commerciali la com mutazione del ponte avviene ad una fre quenza superiore di quella di rete qual che decina di migliaia di Hz mediante la tecnica PWM Pulse Width Modulation di modulazione della durata degli impul si la quale consente di generare una suc cessione di treni di impulsi di durata pro porz
252. vvalgono di tutte le componenti della radiazione solare per tanto in sede di progettazione urbana o a scala di quartiere sarebbe opportuno tene re in considerazione tipologia e caratteristiche delle superfici circostanti ad esempio pavimentazioni stradali prati specchi d acqua prospetti degli edifici e relativi fattori di albedo questo si traduce in una attenta valutazione dei materiali edilizi impiegati Nella tabella 6 sono riportati i fattori di albedo caratteristici di differenti superfici 129 NOTE Appendice A Fotovoltaico e architettura 1 13 Tratta da R Thomas Photovoltaics and Architecture Londra 2002 p 19 F Vlek T Schoen A lliceto 1 MW decentralized and building integrated PV system in a new housing area of the city of Amersfoort Proceedings of the 16th European Photovoltaic Solar Energy Conference Glasgow UK 1 5 May 2000 AA VV Building integrated photovoltaic power system lesson learned case studies amp electrical design issues Report IEA PVPS T7 09 2001 2001 C Abbate Amersfoort 1 3 MW di FV integrato in FotoVoltaici n 2 2002 pp 42 47 C Masotti Esperienze di edilizia residenzia le sostenibile in Olanda in Costruire sostenibile l Europa catalogo del Cuore Mostra SAIE 2002 Bologna ottobre 2002 pp 186 195 La International Energy Agency ha sede in Parigi ed una societ autonoma che collabora con la Organisation for Economic Co operation and Development OECD Essa costi

Progettare ed installare un impianto fotovoltaico

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents