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Linee guida all`installazione di Impianti Fotovoltaici

1. 23 45 sen 360 284 n 365 minimo di 23 26 in inverno Inclinazione della superficie Angolo tra la superficie considerata e il piano orizzontale su cui giace Angolo di incidenza 0 Angolo con cui i raggi solari colpiscono una superficie inclinata ad esempio la superficie dei moduli fotovoltaici calcolato a partire dagli angoli precedenti B y Radiazione Energia emessa trasportata o ricevuta in forma di onde elettromagnetiche Si misura in kWh o MJ Flusso di energia raggiante Radianza Intensit della Misurata in W m il rapporto tra il flusso di I r Ix cos radiazione energia raggiante incidente con un angolo 0 una solare incidente I superficie con generica inclinazione B e l area della superficie stessa r indice correttivo dovuto al variare della distanza quotidiana Terra Sole Radiazione Intensit della radiazione solare calcolata solare globale H nell intera giornata somma delle componenti diretta diffusa e riflessa E misurata in W m giorno Irraggiamento solare diretto Hp Irraggiamento solare diffuso Ha Tabella alla latitudine di Venezia Milano Roma e Palermo vedere quale producibilit si riesce ad avere per diverse inclinazioni dei moduli 40 30 20 Vedi itis Marconi PD Per il calcolo della radiazione solare si deve fare riferimento alla Norma UNI 8477 parte
2. 0 53 0 57 0 60 0 64 0 68 0 72 V V Per questi motivi quando si parla di prestazioni di una cella e di conseguenza di un modulo costituito da celle ci si deve riferire ad una condizione ambientale precisa e standardizzata Si definisce allora l insieme delle condizioni standard o STC Standard Test Condition che prevedono e una temperatura della cella di almeno 25 C e un irraggiamento pari a 1000 W m incidente normalmente sulla superficie della cella o pannello e una distribuzione dello spettro solare pari a quello ottenibile con la condizione di Air Mass AM pari a 1 5 Il valore di AM il rapporto tra l effettivo percorso dei raggi solari e il minimo possibile in altre parole possiamo dire che il valore medio di 1 5 quello che corrisponde mediamente alla situazione che si ha ad una latitudine di 45 3 Produzione di celle fotovoltaiche Esistono diverse materiali utilizzati per la costruzione di celle FV quello pi usato il silicio Celle in silicio cristallino Il silicio un materiale ampiamente diffuso sulla crosta terrestre in termini di peso il secondo componente per il 25 7 anche se presente principalmente sottoforma di composto con l ossigeno come la comune silice SiO2 presente in moltissime rocce Mediante una sequenza di processi chimici e metallurgici che impiegano una quantit energetica considerevole si ottiene in genere un lingotto di forma cilindrica o a parallelepipedo che verr poi ta
3. 50 Hz 5 0 4 W 10 W 94 Da 45 si si si si IP 30 273 x 399 x 117 18 kg INVERTER SERIE SI SERIE SI SI412 SI612 SI812 SI1212 SI1624 SI2324 SI3324 SI3548 S1424 S1624 SI824 SI1224 SI1648 SI2348 S1648 SI1248 Tensione nom Batteria V 12 24 12 24 12 24 12 24 24 48 24 48 24 48 48 48 Potenza nominale 400 W 600 W 800 W 1200 W 1600 W 2300 W 3300 W 3500 W Consumo in standby 25 mA 25 MA 25 MA 25 mA 21 mA 25 mA 25 mA 30 mA 21 mA 21 mA 21 mA 21 mA 12 mA 17 mA 10 mA 12 mA Consumo quando acceso 2 4 W 2 6 W 2 8 W 4 8 W 5 8 W 9W 13 W 17 W Massima efficienza 90 91 92 93 95 93 95 95 95 95 Dimensioni mm 142 x 215 x 206 206 276 391 391 591 636 791 Peso 58kg 69kg 10 4kg 13 2 kg 15 2 kg 22 8 kg 29 kg 31 kg 6 Quadri elettrici Il numero e la disposizione dei quadri per un impianto FV varia in funzione delle dimensioni e delle scelte progettuali specifiche Si possono comunque suddividere i quadri in base alla tensione a cui sono sottoposti e In corrente continua e In corrente alternata CC e quadri di sezionamento delle stringhe quadri con diodo di blocco e quadri per la protezione da sovratensione delle stringhe AC e quadri di misura dell energia prodotta e di protezione di interfaccia per la connessione in rete Tutti gli armadi contenitori dei quadri elettrici devono essere idonei alle condizioni del luogo di installazione soprattutto
4. Prescrizione per le celle fotovoltaiche di riferimento CEI EN 60904 3 Dispositivi fotovoltaici Parte 3 Principi di misura per sistemi solari fotovoltaici per uso terrestre e irraggiamento spettrale di riferimento Definisce le condizioni di prova standard in laboratorio per i componenti fotovoltaici CEI EN 61727 Sistemi fotovoltaici FV Caratteristiche dell interfaccia di raccordo con la rete CEI EN 61215 Moduli fotovoltaici in silicio cristallino per applicazioni terrestri Qualifica del progetto e omologazione del tipo CEI EN 61000 3 2 Compatibilita elettromagnetica EMC Parte 3 Limiti Sezione 2 Limiti per le emissioni di corrente armonica apparecchiature con corrente di ingresso 16 A per fase CEI EN 60555 1 Disturbi nelle reti di alimentazione prodotti da apparecchi elettrodomestici e da equipaggiamenti elettrici simili Parte 1 Definizioni CEI EN 60439 1 2 3 Apparecchiature assiemate di protezione e manovra per bassa tensione CEI EN 60445 Individuazione dei morsetti e degli apparecchi e delle estremita dei conduttori designati e regole generali per un sistema alfanumerico CEI EN 60529 Gradi di protezione degli involucri codice IP CEI EN 60099 1 2 Scaricatori CEI 20 19 Cavi isolati con gomma con tensione nominale non superiore a 450 750 V CEI 20 20 Cavi isolati con polivinilcloruro con tensione nominale non superiore a 450 750 V CEI 81 1 Protezione delle strutture contro i fulmini CEI 81 3
5. Valori medi del numero di fulmini a terra per anno e per chilometro quadrato CEI 81 4 Valutazione del rischio dovuto al fulmine CEI 0 2 Guida per la definizione della documentazione di progetto per impianti elettrici CEI 0 3 Guida per la compilazione della documentazione per la legge n 46 1990 UNI 10349 Riscaldamento e raffrescamento degli edifici Dati climatici CEI EN 61724 Rilievo delle prestazioni dei sistemi fotovoltaici Linee guida per la misura lo scambio e l analisi dei dati IEC 60364 7 712 Electrical installations of buildings Part 7 712 Requirements for special installations or locations Solar photovoltaic PV power supply systems Leggi e direttive di riferimento Decreto 28 luglio 2005 G U n 181 5 8 2005 Ministero delle Attivit Produttive Criteri per l incentivazione della produzione di energia elettrica mediante conversione fotovoltaica della fonte solare Decreto n 106 del 16 marzo 2001 del Servizio IAR del Ministero dell ambiente e Tutela del Territorio G U n 29 3 2001 Tetti fotovoltaici Programma finalizzato alla realizzazione di impianti fotovoltaici di potenza da 1 a 50 kW collegati alla rete elettrica e integrati nelle strutture edilizie tetti terrazze facciate elementi di arredo urbano che prevede la possibilit per soggetti pubblici e privati di beneficiare di un contributo pubblico in conto capitale E successivi aggiornamenti DECRETO 12 novembre 2002 DECRETO 11 aprile
6. ribadito la necessit di arrivare a coprire la quota del 12 dei consumi interni con energia da fonti rinnovabili entro il 2010 Non solo nella strategia energetica riconosciuto un ruolo fondamentale al risparmio energetico la prima fonte di energia alternativa sia per quanto riguarda i consumi nell edilizia che nei trasporti L Italia dal canto suo ha attivato una serie di progetti ed emanato delle leggi che incentivano il ricorso alle fonti rinnovabili ed il risparmio energetico Si partiti con il sistema di incentivazione tariffaria per impianti a fonti rinnovabili prevista dal disegno di legge del 1992 detto Cip6 rimasto in vigore fino al 1999 quando con il decreto legislativo n 79 subentrato il sistema dei Certificati Verdi Il decreto 79 99 ha sancito la liberalizzazione del mercato elettrico che in precedenza vedeva come monopolista 1 ENEL aprendo la strada ad un modello di approvigionamento energetico non pi esclusivamente centrale grande centrale termoelettrica ma distribuito nel territorio piccole centrali rinnovabili e non Per quanto riguarda l energia solare fotovolaica da ricordare il programma Tetti Fotovoltaici D L 16 marzo 2001 con il quale si stanziavano dei finanziamenti che coprivano parte della spesa per l installazione di impianti fotovoltaici di potenza variabile da 1 a 20 kW finanziamento del 710 Nel 2003 si compiuto un ulteriore passo avanti a sostegno delle fonti rinnovab
7. temperatura temperatura temperatura temperatura Temperatura Da 15 C a 45 C Da 15 C a 45 C Da 15 C a 45 C Da 15 C a 45 C ambiente Supervisione della Calcolo Atonic SOC Calcolo Atonic SOC batteria INVERTER AD ONDA SINUSOIDALE CARATTERISTICHE SERIE AJ La serie AJ 275 AJ350 AJ400 pu essere fornito con regolatore di carica da 10 A La serie AJ 500 AJ600 AJ700 pu essere fornito con regolatore di carica da 15 A La serie AJ 1000 AJ1300 pu essere fornito con regolatore di carica da 25 A La serie AJ 2100 AJ2400 pu essere fornito con regolatore di carica da 30 A SERIE AJ AJ275 AJ350 AJ400 AJ500 AJ600 Tensione nom batteria 12 V 24 V 48 V 12 V 24 V Potenza nominale 200 VA 300 VA 300 VA 400 VA 500 VA Potenza transitoria 30 275 VA 350 VA 400 VA 500 VA 600 VA min 25 C Potenza transitoria 5 350 VA 500 VA 600 VA 575 VA 675 VA min 25 C Potenza transitoria 5 450 VA 650 VA 1000 VA 1000 VA 1200 VA sec 25 C Tensione d uscita 230 V 230 V 230 V 230 V 230 V 5 5 5 5 5 50 Hz 50 Hz 50 Hz 50 Hz 50 Hz 5 5 5 5 5 Consumo in 0 3W 03W 04W 5 03W 04W standby acceso Massima efficienza Ventilazione forzata Protezione al surriscaldamento Protezione sovraccarico Allarme acustico ad arresto Protezione di cortocircuito Protezione Dimensioni mm Peso SERIE AJ Tensione nom batteria
8. 550 IR 900 IR Tensione d uscita 220 V 50 Hz 220 V 50 Hz 220 V 50 Hz 220 V 50 Hz Potenza nominale 550 W 900 W 550 W 900 W Forma d onda Sinusoidale pura Sinusoidale pura Potenza transitoria ammissibile CA 300 della potenza nom Autoconsumo 4 7W 0 9W 0 18W 11W 1 8W 0 38W Modalit operative On stand by off On stand by off CA 250 della potenza nom Tensione nom 12V 24 V I Sinusoidale pura Sinusoidale pura 300 della potenza nom 250 della potenza nom 4 7W 0 9W 0 18W 11W 1 8W 0 38W On stand by off On stand by off 12V 24V batteria Corrente nom 46 A inverter 38 A inverter 46 A inverter 15 A 38 A inverter 15 A batteria carico CC carico CC Max corrente dei 25 A 25 A moduli Max corrente dei 15 A 15 A carichi CC Metodo di carica IU IU Display LED LED LED 16 caratteri a LCD LED 16 caratteri a LCD Connessione CC 16 mm 16 mm 16 mm 16 mm Protezione Fusibile automatico Fusibile automatico Fusibile automatico Fusibile automatico dall inversione di polarit Dimensioni 311 x 245 x 110 mm 311 x 245 x 110 mm 311 x 245 x 110 mm 311 x 245 x 110 mm Installazione Su muro su tavola Su muro su tavola Su muro su tavola Su muro su tavola Peso 5 5 kg 7 5 kg 5 5 kg 7 5 kg Protezione IP 20 IP 20 IP 20 IP 20 Raffreddamento Ventola con controllo di Ventola con controllo di Ventola con controllo di Ventola con controllo di
9. catodo convertito quasi completamente da PbSO in Pb allo stesso modo all anodo pu formarsi O2 Processo di gassificazione Sono da evitare sovraccariche eccessive poich l idrogeno H2 esplosivo tuttavia i cicli di sovraccarico sono utili le bolle di gas che si generano servono a rimescolare l elettrolita che tende a stratificare Voltaggio di equilibrio a 0 C 2 12 V Voltaggio di fine carica 2 3 2 5 V Vearica P 0 85 con p concentrazione dell elettolita g cm Alcune definizioni utili Anodo elettrodo positivo Catodo elettrodo negativo Voltaggio differenza di potenziale tra elettrodo positivo ed elettrodo negativo A circuito aperto non ho carichi collegati Di fine carica limite superiore di carica Una volta raggiunto il valore la carica non si interrope ma la corrente di carica viene diminuita per mantenerlo Di equilibrio il voltaggio a cicuito aperto dopo un tempo di livellamneto dei sovravoltaggi interni Capacit Ah determinata da una corrente di scarica costante e da un voltaggio di fine scarica Per valutare batterie diverse necessario confrontare queste due caratteristiche Inoltre va considerata la temperatura di riferimento da cui dipende la capacit di carica della batteria La capacit decresce con il tempo per invecchiamento L accoppiamento con sistemi FV determina una capacit inferiore a quella nominale Infatti la batteria non viene mai completa
10. dell impianto stimata in circa 25 30 anni la spesa della sostituzione va compresa nella stima dei costi di manutenzione 1 annuo del costo di impianto Il montaggio la manutenzione ed eventuale sostituzione dell inverter risultano semplificate per la modularit con cui inserito nell impianto molti prodotti prevedono connettori Multi Contact Altrimenti si provvede ai collegamenti tramite morsettiere Per qualsiasi operazione di montaggio vanno seguite le specifiche istruzioni fornite dal costruttore Installazione Se la prima volta che si monta un inverter necassario leggere attentamente le avvertenze e le precauzioni riportate dal produttore sia per motivi di sicurezza che per evitare di danneggiare il prodotto Accertarsi che il prodotto sia certificato Per accedere ai finanziamenti bene accertarsi che si tratta di inverter certificati secondo quanto richiesto dai bandi leggi Essendo molteplici le opzioni di posizionamento interno esterno all atto dell installazione va verificato che la parete o la struttura di sostegno a cui si vuole assicurare l inverter sia adatta a sostenerne il peso Per ci che riguarda i collegamenti l inverter va collegato al generatore fotovoltaico da una parte e alla rete o ai carichi se si tratta di isola dall altra Bisogna distinguere due casi l presenza di contatti esterni all inverter si pu trattare di connettori Multicontact per agevolare l instal
11. fascicolo ricaviamo Fonti di sovratensioni 3 esistono due tipi di fonti di sovratensioni 1 ORIGINE ESTERNA 3 1 scariche atmosferiche 2 ORIGINE INTERNA 3 2 guasto di un componente errori di manovra transitori commutazione Metodi per ridurre le sovratensioni 4 1 CABLAGGIO 4 1 interconnessione con linee a bassa impedenza 2 MESSA A TERRA 4 2 questo punto suddiviso in 6 paragrafi descrive le procedure di messa a terra di un dispositivo FV e le opzioni di progetto per assicurare la massima protezione del sistema del personale e delle apparecchiature NORME CEI 82 5 Settembre 1995 Procedure di riporto dei valori misurati in funzione di temperatura e irraggiamento Tale fascicolo riporta le caratteristiche V f 1 di dispositivi FV a silicio cristallino e le procedure per il riporto dei valori misurati in funzione di temperatura e irraggiamento NORME CEI 82 6 Dicembre 1996 Requisiti dei moduli solari di riferimento Tale fascicolo fornisce i requisiti per la scelta l imballaggio la calibrazione l identificazione e le precauzioni d uso dei moduli solari di riferimento NORME CEI 82 7 Giugno 1997 Parametri caratteristici dei sistemi FV autonomi Tale fascicolo definisce i principali parametri elettrici meccanici e ambientali necessari per la descrizione e l analisi del funzionamento dei sistemi FV autonomi NORME CEI 82 8 Giugno 1997 Moduli FV in silicio cristallino per applicazioni terrestri Qualifica di p
12. impiegato nelle costruzione delle celle FV Per il silicio l energia di gap vale gap Si 1 08 eV elettronvolt Dall uso delle relazioni precedenti si pu ricavare che le radiazione solari con lunghezza d onda superiore a 1 11 10 m banda dell infrarosso non sono in grado di produrre effetto fotovoltaico Questa parte dello spettro solare corrisponde a circa il 25 del contributo energetico pertanto si pu sfruttare solo la rimanente quota pari al 75 dell energia solare incidente Una fetta dello spettro della radiazione solare risulta ininfluente alla produzione FV questa la prima limitazione nell utilizzo energetico del Sole Inoltre l energia di gap risulta necessaria e anche sufficiente ad attivare l effetto fotovoltaico ovvero la radiazione con energia superiore cede solo la quota energetica pari all sap mentre la rimanente viene dissipata in calore I due fatti chiariscono che esiste una limitazione rigida all energia ricavabile per effetto FV e che pertanto l efficienza teorica di una cella calcolata come rapporto tra energia elettrica prodotta e energia solare totale incidente non pu essere alta e con un valore di circa il 44 con il 56 dissipato in calore Vi sono poi dei fenomeni fisici locali nelle celle che abbassano ulteriormente l efficienza in laboratorio nelle migliori condizioni operative possibili non si supera il 33 con valori per le celle al Si cristallino attorno al 20 25 Nell
13. in considerazione del fatto che talvolta per necessit alcuni di essi sono posizionati all aperto In quest ultimo caso bene comunque che il quadro venga sempre collocato al riparo dagli agenti atmosferici costruendo delle piccole pensiline di protezione oppure se possibile sfruttando la copertura offerta dai pannelli Avvertenze particolari e Secondo la CEI EN 60439 1 obbligatoria la presenza su ciascun quadro di una targhetta identificativa contenente le informazioni prescritte dalla norma 7 Sistemi di accumulo DISPOSITIVI PER IL CONDIZIONAMENTO DI POTENZA BOS balance of system Il generatore fotovoltaico fornisce un energia variabile in dipendenza delle condizioni di irraggiamento che cambiano durante il giorno e le stagioni I carichi elettrici che devono essere alimentati richiedono una certa costanza delle grandezze elettriche I V per cui si ha la necessit di interporre dei dispositivi per il condizionamento della potenza L insieme dei dispositivi posti tra moduli e l utilizzatore ossia cavi quadri diodi di bypass e di blocco regolatori di carica inverter batterie costituiscono il BOS Balance Of System Se il sistema connesso in rete si interpone tra la rete ed il generatore FV un inverter convertitore DC AC ossia un dispositivo che converte la corrente continua in uscita dal campo fotovoltaico in corrente alternata avente le caratteristiche imposte dal gestore della rete frequenza e tensione Se
14. incidenza della radiazione solare e di temperatura il modulo fotovoltaico genera valori di I e V variabili Per massimizzare la potenza estraibile dal generatore fotovoltaico P I V necessario correggere continuamente i valori di V ed I della curva di funzionamento disegni V I delle curve di potenza e di funzionamento II MPPT un sistema di controllo che agendo per tentativi sposta la curva di potenza a valori diversi di V e I e verifica se cos facendo si ha un incremento di potenza Ponte di conversione il cuore dell inverter dove cio si esegue la conversione da corrente alternata a continua I circuiti di conversione possono essere in configurazione a mezzo ponte o ponte intero vedi figure Inoltre lungo il circuito sono presenti dispositivi semiconduttori di controllo della massima potenza transistor tiristori mosfet IGBT che limitano i conseguenti effetti di surriscaldamento Alle onde quadre cos ottenute si deve conferire l aspetto sinusoidale richiesto dalla rete frequenza 50 Hz vedi figure Per questa funzione si pu utilizzare il Pulse Width Modulation in modalit singola frequenza di conversione che corrisponde alla frequenza di rete vedi figura o multipla frequenza di conversione elevata si ottengono sequenze di impulsi la cui lungezza proporzionale al valore all istante della sinusoide che si vuole ottenere vedi figura Per quanto riguarda i limiti relativi alla presenza di armo
15. isola il passaggio da corrente continua ad alternata si rende necessario per il funzionamento degli utilizzatori oltre che per il sistema di regolazione della carica degli accumulatori Per svolgere queste funzioni si utilizza un opportuno convertitore statico di potenza l inverter A partire da una data corrente continua in ingresso l inverter in grado di generare una tensione alternata di ampiezza e frequenza desiderata Non solo ma risponde a quelle precise esigenze dell impianto fotovoltaico di interfacciarsi con i sistemi a valle siano essi la rete elettrica nazionale o utilizzatori diretti Il mercato offre un ampia variet di inverter si distinguono essenzialmente per la tipologia di installazione grid connected o stand alone avendo caratteristiche costruttive e funzionali diverse e per la potenza erogabile da 100 W applicabili alle prese domestiche fino a qualche centinaio di kW per grandi impianti Funzioni dell inverter Impianti grid connected Impianti stand alone Mantiene costante il sincronismo con la tensione di rete frequenza della tensione 50 Hz Rendere stabile la tensione in uscita al variare del carico inserito Garantire una protezione di interfaccia con la rete nel caso che la rete elettrica venga disalimentata in conseguenza a guasti o per manutenzione il generatore Fare da interfaccia tra le batterie ed il generatore fotovoltaico ovvero escludere il collegamento nel caso d
16. l intero dispositivo piuttosto che ripararne in loco le parti danneggiate Nell arco della vita utile di un impianto 20 anni prevedibile almeno una sostituzione di ciascun inverter Alla luce della loro incidenza sul costo dell intero impianto pertanto molto opportuno scegliere inverter che diano garanzie di durata e affidabilit Per quanto riguarda le attivit manutentive si raccomanda di attenersi sempre alle istruzioni specifiche contenute nel manuale uso e manutenzione fornito dal produttore dell inverter Gli accumulatori sono il componente con minore vita utile rispetto all intero impianto e di norma si programma la loro sostituzione con una cadenza calcolata sulla base del tipo di batteria usata e dell impiego La presenza di acido al loro interno li rende componenti da trattare con perizia e cura nel momento in cui vengono maneggiati e per i quali utile avere un occhio di riguardo maggiore Una corretta progettazione dell impianto FV che esula lo scopo di questa guida deve valutare le alternative possibili sia a livello di scelta dei componenti che di posizionamento degli stessi per poter minimizzare il costo complessivo nell arco della vita utile dell impianto riducendo quindi il numero di interventi manutentivi e le possibilit di guasti L eventualit di posizionare un dispositivo per l acquisizione dati con una connessione remota una possibilit che come gi accennato in precedenza consente
17. notevolmente l efficacia della trasmissione di energia Nella figura sono riportate le posizioni della Terra nei diversi solstizio d invemo momenti dell anno equinozi e solstizi con evidenziata l area irraggiata dal Sole solstizio d estate equinozio d autunno Le tre vignette indicano la variazione dell intensit di radiazione con le diverse condizioni metereologiche Come si vede anche con il cielo coperto 1000w atir 600Ww alting 200w attime riesco comunque a captare energia utile per il funzionamento dei moduli Visto il numero di variabili in gioco importante capire come queste possano influenzare il rendimento del modulo fotovoltaico o meglio come si possa ottimizzare la posizione di quest ultimo per ottenere la massima energia Si pu eseguire una stima della radiazione solare diretta e diffusa incidente su una superficie posta ad inclinazioni diverse A queste due componenti va aggiunta l eventuale parte di radiazione riflessa proveniente dalle superfici al suolo circostanti Poi tenendo conto delle prestazioni del modulo fotovoltaico e delle condizioni di irraggiamento dell anno medio si arriva a prevedere la produzione dell impianto Si tratta sempre di approssimazioni utili per in fase di progettazione e valutazioni di fattibilit preliminari AIR MASS Come si visto la radiazione solare diretta che giunge al suolo dipende dallo strato d aria attraversato dai ra
18. proprio paese ENEL DK5950 DV604 Delibera AEEG 224 00 scambio energia con impianti FV potenza fino a 20 KW Delibera AEEG 34 05 scambio energia con impianti FV potenza maggiore di 20 kW Guida realizzata con il contributo di CCIAA Padova Edizione aggiornata marzo 2006 Testo redatto da Bluenergycontrol di Marco Fiorese CNA Padova
19. rabbocco periodico ad elettrolita solido gel sono sigillate e evacuazione dei gas consentita da una valvola regolata delle sovrapressioni che si generano VRLA Valve regulated lead acid battery L elettrolita disperso in una matrice vetrosa AGM absorbent glass matt immobilizzato in un gel di SiO2 Hanno installazione e manutenzione semplificata Necessitano di specifici regolatori di carica pi costosi dei tradizionali Nel mercato sono disponibili per uso fotovoltaico due tipologie di batterie al piombo acido 1 derivano da batterie SLI starting lightning ignition con Pb arricchito di Ca ed elettrodi pi spessi 2 batterie con Pb arricchito di Sb derivanti da batterie di qualit elevate Un altra tipologia di accumulatori elettrochimici sono quelli al nichel cadmio Rispetto agli accumulatori al piombo acido e sono meno sensibili alla temperatuta se inferiore a 40 C e hanno durata elevata 8 25 anni e offrono velocit di scarica inferiore efficienza energetica inferiore effetto di memoria della carica cadmio difficile da smaltire poich tossico costo elevato 2 3 le batterie al piombo acido Le reazioni di carica scarica sono descritte dalla formula Pb PbO 2H S04 2PbSO 4 2H30 Leggendo da destra a sinistra si ha la reazione di carica mentre da sinistra a destra la reazione di scarica La chimica delle batterie al piombo L elettrodo positivo anodo ricoperto di diossido di
20. 2003 Protocollo di kyoto Atto esecutivo che contiene obiettivi legalmente vincolanti e decisioni sulla attuazione operativa di alcuni degli impegni della Convenzione Quadro sui Cambiamenti Climatici United Nation Framework Convention on Climate Change firmato nel dicembre del 1997 a conclusione della terza sessione plenaria della Conferenza delle parti COP3 svoltasi a Kyoto Giappone Il Protocollo impegna i paesi industrializzati e quelli a economia in transizione i paesi dell Est europeo a ridurre complessivamente del 5 2 le principali emissioni antropogeniche di gas serra entro il 2010 e pi precisamente nel periodo compreso tra il 2008 e il 2012 Il paniere di gas serra considerato nel Protocollo include sei gas l anidride carbonica il metano il protossido di azoto i fluorocarburi idrati i perfluorocarburi l esafloruro di zolfo L anno di riferimento per la riduzione delle emissioni dei primi tre gas il 1990 mentre per i rimanenti tre che sono gas lesivi dell ozono stratosferico e che per altri aspetti rientrano in un altro protocollo il Protocollo di Montreal il 1995 La riduzione complessiva del 5 2 non uguale per tutti i paesi Per i paesi membri dell Unione europea nel loro insieme la riduzione dovr essere pari all 8 per gli USA al 7 per il Giappone al 6 Il Protocollo di Kyoto entrer in vigore dopo 90 giorni dalla ratifica da parte di non meno di 55 paesi parti della Convenzione quadro su
21. C XVoc Ci si riferisce ai valori definiti dallo STC vedi caratteristiche elettriche capX parY Tcena 25 C 1000 W m e AM 1 5 Descrizioni pi dettagliate sono reperibili sulla norma CEI EN 60904 3 CEI 82 3 relativa alla conversione fotovoltaica e alle condizioni meteorologiche di interesse Caratteristica l V _ Punto di potenza Pm Vm P Andamento della potenza P V Caratteristica principale di un modulo la potenza erogata tanto che molto spesso il modello contiene nella sigla una indicazione su tale valore Ad esempio Helios Technology H1540 BP 4160 S Shell SQ160 C con rispettivamente 154 160 e 160 Wp Il valore sempre riferito alla potenza di picco a STC Utile il valore di tolleranza sul valore di W al fine di poter formulare l ipotesi peggiore della producibilit dell impianto installato L efficienza un parametro che per moduli dello stesso tipo e con potenza simile indica la bont della costruzione fatta dal produttore Ovviamente uno dei parametri che andrebbe valutato dal progettista nella fase di definizione dell impianto sia dal punto di vista economico che tecnico Dal punto di vista pratico pu essere impiegato per la scelta dei moduli nel caso si debba necessariamente massimizzare l energia producibile e contemporaneamente minimizzare la superficie occupata dal sistema fotovoltaico Nello specifico il suo valore calcolato a STC come segue cella 1 con P potenz
22. FS N caratteristiche del sito X 3 Lista delle attrezzature e delle componenti da utilizzare gt 4 Fornitura dei componenti 5 Stesura di un piano dei lavori 6 INIZIO LAVORI lavorare in sera 7 Montaggio delle strutture di supporto 8 Predisposizione del cablaggio canalette 9 Posa dei pannelli 10 Cablaggio Connessioni 11 Installazione degli inverter 12 Posizionamento del BOS e degli accumulatori se presenti 13 Connessioni alla rete utenza 14 Verifiche di progetto e prova 15 Collaudo finale 16 Relazione progettuale sul come costruito e prescrizioni su manutenzione e utilizzo Ricognizione Di fatto da una corretta ispezione del sito ove si prevede l installazione l operazione che pu condizionare in maniera significativa molta parte del resto delle attivit Questo perch quanto prima ci si accorge delle problematiche che potranno nascere in fase di montaggio tanto meglio si pu adoperarsi per limitarne le conseguenze Un elemento da valutare con attenzione l edificio su cui l impianto viene posizionato ed in particolare occorre verificare il tipo e la qualit di opere edili presenti come consiglio sempre meglio non fidarsi di quanto riferito ma vedere e andando al limite a tastare con mano la consistenza strutturale Essere scrupolosi su questo evita di dover a lavori iniziati cambiare la disposizione delle strutture di supporto o peggio di realizzare un impianto non sicuro
23. I Energia solare Calcolo degli apporti per applicazioni in edilizia Valutazione dell energia raggiante ricevuta e Norma per effettuare valutazioni di massima dell apporto energetico medio mensile dell energia solare Contiene e Definizioni generali specifiche e dei parametri geometrici e Calcolo dell irraggiamento su una superficie comunque inclinata ed orientata e Esempi di calcolo e Uso dei diagrammi solari e Prospetti e Appendici TABELLE DA NORMA UNI 8477 per dimensionamenti di massima per varie latitudini Le celle fotovoltaiche 1 L effetto fotovoltaico Il principio di funzionamento di una cella fotovoltaica si basa sul cosidetto effetto fotoelettrico Questo fenomeno consiste nel trasferimento di energia dai fotoni componenti la radiazione solare incidente agli elettroni atomici del materiale solido impiegato Silicio o altri L energia ceduta agli elettroni pu essere opportunamente sfruttata per generare una tensione elettrica da cui ottenere una corrente elettrica a tensione continua si parla in questo caso di effetto fotovoltaico Nello specifico l effetto fotovoltaico consente agli elettroni recettori di energia di spostarsi dalla regione atomica in cui orbitano abitualmente detta banda di valenza ad una regione periferica definita banda di conduzione da cui possono migrare verso altri atomi componenti il materiale Se il materiale costituito da una giunzione di due materiali drogati in modo op
24. IEC 61646 amorfo Spesso richieste Garanzia Per 10 a 20 anni per le prestazioni Produttore Vari Silicio monocristallino M Tipo Silicio policristallino P Silicio amorfo A Numero 16 36 72 Dimensione cm x cm CELLE Rettangolare Forma Pseudoquadrata Quadrata Trapezoidale Blu Colore Nero Antracite Potenza di picco Pm Wp Tolleranza valore Efficienza del modulo n Corrente nel punto di Im A Nelle condizioni di CARATTERISTICHE massima potenza l o definite da ELETTRICHE ensione nel punto di Vm V STC massima potenza Corrente di corto circuito Isc A Tensione a vuoto Voc V Temperatura nominale NOCT C della cella CARATTERISTICHE DI Massima tensione di V INTERESSE sistema PROGETTUALE Coefficiente di tensione B Presenza di diodo di by Si No pass J Box Connessione J Box Cavo MC Presenza di cornice Si No Lunghezza mm Larghezza mm CARATTERISTICHE Spessore mm MECCANICHE Spessore con J Box mm Peso kg Interasse forature di Verticale x Orizzontale fissaggio mm x mm Tabella 1 Caratteristiche di modulo FV 3 Connessioni cablaggio In base alla classificazione prevista dalle norme gli impianti FV ricadono tra i sistemi di categoria 0 fino a 50 V ca e 120 V cc o a quelli di I categoria fino a 1000 V ca e 1500 V cc e Le connessioni fatte su di un sistema FV dovrebbero in generale soddisfare questi criteri generali e Gar
25. PROTEZONE FRONIUS IG 15 20 30 40 60 HV Misurazione isolamento DC Avviso se R lt 500k Ohm Protezione inversione polarit ntegrata Comportamento in condizioni di sovraccarico DC Da www deasrl it inverter sinusoidali spostamento punto di lavoro INVERTER AD ONDA SINUSOIDALE CON REGOLATORE DI CARICA Inverter sinusoidale stand alone Modello 550 I 900 I Potenza nominale di 550 W 900 W Il dispositivo pu sopportare elevate correnti dovute a carichi critici per esempio frigoriferi Uscita sinusoidale pura che assicura il perfetto funzionamento delle apparecchiature pi sensibili Computers televisori Resistenza al 100 contro i corto circuiti Efficienza massima del 92 Tre modalit operative per un adattamento ottimale ad ogni necessit on stand by off Design perfetto facilit d installazione Inverter sinusoidale con regolatore di carica Modello 550 IR 900 IR Facile installazione un unica connessione con la batteria e Possibilit di alimentazione contemporanea di apparecchiature in alternata e in continua e AtonIC all interno precisa determinazione del reale stato di carica mediante un algoritmo intelligente Display a LCD a 16 caratteri che mostra la tensione dell accumulatore la corrente del carico e dei moduli e lo stato di carica Per garantire un utilizzo ottimale della batteria e la sua migliore protezione e Coordinamento ottimale del regolatore di carica DATI TECNICI 550 1I 900 I
26. Potenza nominale Potenza transitoria 30 min 25 C Potenza transitoria 5 min 25 C Potenza transitoria 5 sec 25 C Tensione d uscita Consumo in standby acceso Massima efficienza Ventilazione forzata Protezione al surriscaldamento Protezione sovraccarico Allarme acustico ad arresto Protezione di cortocircuito Protezione Dimensioni mm Peso 1 9 W 3 3 W W 93 94 94 Da 45 Da 45 Da 45 si si si si si si si si si si si si IP 30 IP 30 IP 30 142 x 84 x 142 x 84 x 142 x 84 x 163 163 163 2 4kg 2 6kg 2 6kg AJ700 AJ1000 AJ1300 48 V 12V 24V 500 VA 800VA 1000 VA 700 VA 1000 VA 1300 VA 900 VA 1200 VA 2000 VA 1400 VA 2200 VA 2800 VA 230 V 230 V 230 V 5 5 5 50 Hz 50 Hz 50 Hz 5 5 5 1W 10 0 3W 9 04W Ww W 10W 94 93 94 Da 45 Da 45 Da 45 si si si si si si si si si si si si IP 30 IP 30 IP 30 142 x 84 x 142 x 428 142 x 428 240 x 84 x 84 4 5kg 8 5kg 8 5kg 3 3 W 93 Da 45 si si si si IP30 142 x 84 x 240 4 5 kg AJ2100 2v 2000 VA 2100 VA 2450 VA 5000 VA 230 V 5 50 Hz 5 0 5 W 13 W 92 Da 45 si si si si 1P30 273 x 399 x 117 19 kg 8 5 W 94 Da 45 si si si si IP 30 142 x 84 x 240 4 5 kg AJ2400 24V 2000 VA 2400 VA 2800 VA 5200 VA 230 V 5
27. TERNI o ESTERNI e vista la specificit dell argomento si rimanda alla gi citata CEI 81 1 per i dettagli tecnici SPD Surge Protection Device La loro presenza necessaria per proteggere l impianto dalle sovratensioni generate da una fulminazione diretta o indiretta Sono costituiti da spinterometri o da varistori e collegati alla linea di terra e vengono di norma posizionati prima dell ingresso ai dispositivi elettrici sensibili come gli inverter o i regolatori di carica Sono componenti che a seguito del loro intervento devono essere necessariamente sostituiti In commercio esistono versioni che consentono di inviare un segnale di stato al quadro generale dell impianto I moderni inverter sono comunque equipaggiati di SPD all ingresso proveniente dal campo FV Insieme di quadro di stringa e inverter NOSTRE MM A valle D inverter si usano comuni cavi adatti alle circostanze specifiche di progetto Foto nostre 4 Strutture di sostegno Dal punto di vista meccanico la struttura deve sostenere il proprio peso e le due maggiori sollecitazioni prevedibili ovvero il carico per azione del vento e per azione del peso della neve A tal proposito le norme a cui riferirsi per il calcolo e la verifica sono il DM 16 gennaio 1996 Norme tecniche relative ai Criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi e la successiva Circolare 4 luglio 1996 n 156 Istruzioni per l applica
28. a massima a STC Isrc 1000 W m irraggiamento e Acela area x I eella a I src della cella NOCT Normal Operatine Cell Temperature una temperatura operativa per il modulo FV in condizioni standard di 800 W m 20 C ambientali e vento a 1 m s Valori tipici sono tra i 40 e i 50 C Consente di stimare sulla base delle reali condizioni di funzionamento il rendimento effettivo del modulo e quindi l energia producibile cella Il coefficiente di tensione f correla la perdita di efficienza con il crescere della temperatura E un valore legato al tipo di cella e pu essere espresso con la relazione 77 77 1 Te T ove nre Tr sono l efficienza e la temperatura di riferimento Tc la temperatura considerata La massima tensione di sistema un valore che mi specifica fino a quale valore ovviamente con i dovuti margini di sicurezza posso arrivare con le connessioni in serie CARATTERISTICHE MECCANICHE Si deve fare attenzione allo spessore del modulo con J Box in quanto in alcuni moduli questa risulta sporgente dal piano inferiore del pannello e pu creare difficolt di posizionamento Le dimensioni e il peso sono certamente utili al fine di poter maneggiare i pannelli in maniera adeguata nel momento di montaggio TOTO Gruppo Parametro Valore Note Produttore e modello Vari Prezzo MODULO eco Conformit alla IEC 61215 cristallino o
29. a pratica vanno poi considerate una serie di perdite che degradano il valore dell efficienza per giungere ai valori di un modulo FV al Si monocristallino tipicamente attorno al 13 17 Se si considerano anche le inefficienze legate ad altri componenti di di un impianto FV completo si giunge a valori del 10 12 Il grafico seguente sintetizza qualitativamente il processo di conversione a partire dalla radiazione sino all utilizzatore finale L efficienza indicata con n il rapporto tra quanto si riesce ad ottenere e quanto si impiega inizialmente in un Quantit ottenuta processo di conversione 7 valore sempre minore al 100 Quantit ingresso Energia incidente 2 Perdite dell impianto 11 Calore Energia utile 2 Caratteristica elettrica di una cella fotovoltaica Il comportamento elettrico di una cella FV descrivibile assimilando il comportamento della cella a quello di un diodo e usando un circuito equivalente opportuno con una relazione caratteristica tensione corrente Dove Ir corrente di luce quella che si otterrebbe dalla cella vista come generatore ideale di corrente senza perdite Ip corrente di diodo l effetto rettificante della cella composta da una giunzione P N Rs resistenza di serie rappresenta l insieme delle resistenze proprie delle connessioni elettriche presenti Rn resistenza di shunt rappresenta le perdite dovute alle correnti di dispersione all inte
30. a rete elettrica In tal caso si parla rispettivamente di impianti grid connected connesso in rete e di impianti stand alone utenza isolata come casi tipici possiamo ipotizzare per il primo una comune abitazione servita da rete elettrica e per il secondo una baita montana isolata In un impianto FV di dimensioni medio piccole sono necessariamente presenti il campo fotovoltaico il sistema di condizionamento della potenza e il carico elettrico Gli impianti di grosse dimensioni indicativamente sopra i 50 kW dedicati alla produzione elettrica sono connessi direttamente alla rete elettrica senza carichi elettrici in prossimit Nel caso di impianti stand alone necessaria la presenza di batterie di accumulo per immagazzinare l energia prodotta e poi fornirla ai carichi elettrici In tal caso pu esserci una connessione alla rete elettrica o ad un generatore ausiliario come ad esempio motore diesel alimentato a gasolio I sistemi senza batteria di accumulo sono necessariamente connessi in rete sia per garantire fornitura di elettricit ai carichi elettrici e sia per immettere in rete l energia in eccesso prodotta dal generatore FV Il campo FV dal punto di vista elettrico assimilabile ad un generatore e come tale corretto considerarlo I suoi componenti principali sono i moduli FV il campo FV le strutture portanti e i materiali di fissaggio diodi di bypass diodi di blocco fusibili sistemi di protezione da sovraccarico paraf
31. antire una bassa dispersione di energia per dissipazione e Minimizzare la possibilit di guasti al sistema e Garantire una installazione rapida e quindi abbassare il costo della manodopera Di fatto i primi due aspetti sono compito del progettista che dovr curare l analisi dettagliata di tutte le possibili ottimizzazioni sia sulla disposizione planimetrica layout e numero di cavi che sull utilizzo di sezioni di cavo maggiori al fine di minimizzare le prestazioni del sistema Compito dell installatore quello di seguire le indicazioni progettuali e di eseguire tutte le opere di connessione sulla base delle regole d arte comunemente impiegate nelle comuni installazioni elettriche facendo maggiore attenzione vista l importanza nel minimizzare le dispersioni possibili Nello specifico la connessione tra pannelli appartenenti alla stessa stringa avviene generalmente con l uso di sistemi di connessione come il gi citato MultiContact spesso abbreviato con MC caratterizzati da connettori stagni e cavi unipolari con doppio isolamento specifici per l impiego FV Va rimarcato che spesso il maggiore costo di tali sistemi ampiamente ripagato dal minore tempo necessario alla posa del campo FV Considerando il fatto che generalmente si eseguono interventi su strutture sopraelevate all aperto ove seppure con tutti i dispositivi previsti dalla sicurezza nei cantieri preferibile rimanere il minore tempo possibili Solitamente nei trat
32. attenzione alla eventuale presenza di difetti o danneggiamenti sulla superficie delle celle fotovoltaiche e al corretto assemblaggio della telaio La posa consiste nel fissaggio dei pannelli sulle strutture di supporto secondo lo specifico caso e nella connessione in serie dei pannelli per la realizzazione delle stringhe come da progetto I pannelli sono sufficientemente protetti dall involucro protettivo telaio e vetro temprato per essere stoccati e maneggiati senza particolari precauzione da una sola persona visto che il peso non considerevole Di fatto l ingombro che pu dare problemi se si deve lavorare in posti sopraelevati con difficolt di accesso rendendo necessario l uso di montacarichi Cablaggio Le operazioni di cablaggio non sono soggette a particolari precauzioni si rimarca la necessit di porre massima cura nella connessione fisica dei cavi e morsettiere per garantire dispersioni minime Installazione degli inverter Se la prima volta che si monta un inverter necassario leggere attentamente le avvertenze e le precauzioni riportate dal produttore sia per motivi di sicurezza che per evitare di danneggiare il prodotto Accertarsi che il prodotto sia certificato Essendo molteplici le opzioni di posizionamento all atto dell installazione va verificato che la parete o la struttura di sostegno a cui si vuole assicurare l inverter sia adatta a sostenerne il peso Per ci che riguarda i collegamenti l i
33. by significa che questo inverter comunque consuma energia anche per esempio in presenza di luci spente a discapito quindi di consumi maggiori anche in assenza di carico elettrico presente Lavora con un ingresso da 11 a 15V e ha un peso di circa 1 Kg DATI ENTRATA FRONIUS IG Gamma tensione MPP Tensione max entrata a 1000 W m 10 C Potenza impianto FV Corrente max entrata DATI USCITA FRONIUS IG Potenza nominale Potenza max uscita Grado max efficacia Grado efficacia 15 20 150 400 V 150 400 V 500 V 500 V 1300 2000 Wp 10 8 A 1800 2700 Wp 14 3 A 15 20 1300 W 1800 W 1500 W 2000 W 94 2 94 3 91 4 92 3 30 150 400 V 500 V 2500 3600 Wp 19A 30 2500 W 2650 W 94 3 92 7 40 150 400V 500 V 3500 5500 Wp 29 4 A 40 3500 W 4100 W 94 3 93 5 60 HV 150 400 V 530 V 4600 6700 Wp 35 8 A 60 HV 5000 W 5000 W 94 3 93 5 Tensione di rete frequenza 230 V 50 Hz Fattore di distorsione lt 3 5 Fattore potenza 1 Utilizzo proprio notturno ow DATI GENERALI FRONIUS IG 15 20 30 40 60 HV Dimensioni l x b x h 366 x 344 x 220 mm 500 x 435 x 225 mm 610 x 344 x 220 mm 733 x 435 x 225 mm Peso 9 kg 12 kg 16 kg 20 kg Raffreddamento ventilazione forzata regolata Varianti modelli versione design da interni optional versione da esterni Gamma temperatua ambientale 20 50 C Umidit dell aria ammessa 0 95 DISPOSITIVI DI
34. cambiano Nel collegamento in parallelo il voltaggio non cambia mentre capacit e corrente risultano dalla somma delle celle collegate SERIE PARALLELO Messa in servizio La prima carica delle batterie pu essere effettuata a tensione costante a corrente costante a corrente decrescente per valori di tensione corrente e tempi indicati dal costruttore La prima carica importante da essa dipende la durata e il funzionamento futuro dell accumulatore Manutenzione Quando vengono acquistati gli accumulatori possono essere in carica secca cio con le piastre precaricate ma senza il solvente aggiunto oppure gi contenenti l elettrolita Nel primo caso le batterie hanno un tempo di immagazzinamento maggiore ma sono sensibili alle condizioni ambientali temperatura ed umidit elevata ne riducono la durata consigliato mantenerle in posizione verticale con i tappi ben chiusi per evitare il contatto con l aria Il locale deve essere fresco ed asciutto Nel caso contengano l elettrolita devono essere tenute sempre in ambienti freschi ed asciutti e almeno una o due volte l anno devono essere ricaricate I probemi principali a cui si va incontro sono l invecchiamento delle batterie con la conseguente perdita di capacit la solforazione e il ghiacciamento Per quest ultimo problema si rende necessario il controllo della temperatura l impianto si trova in zone non praticabili 0 utilizzare le batte
35. dal punto di vista strutturale Altro aspetto da osservare con scrupolo l esistenza di ostacoli visivi attorno all edificio che possono ombreggiare parzialmente i moduli FV Uno degli elementi pi fastidiosi la presenza di alberi nelle immediate dei moduli in direzione del sole Questo non tanto per gli effetti prodotti nel presente ma in previsione di quelli futuri a seguito della naturale crescita delle chiome Per svolgere una ricognizione corretta pu essere utile usare una macchina fotografica specie se di tipo digitale per la quale il costo operativo decisamente basso con cui evidenziare i dettagli pi interessanti del sito in questione Analisi del progetto Contemporaneamente alla ricognizione fatta sul luogo di installazione opportuno confrontare le ipotesi progettuali con la situazione concreta che si trovata questo non tanto per scarsa fiducia nei confronti del progetto ma solo perch lo ribadiamo se esistono errori progettuali anche piccoli meglio accorgersene prima e rimediare per tempo piuttosto che durante l esecuzione dei lavori Certamente vero che il miglior strumento di valutazione l esperienza che si acquisisce col tempo Tutti i progetti di impianti fotovoltaici devono essere redatti in conformit alle normative tecniche specifiche La guida CEI 0 2 Guida per la definizione della documentazione di progetto degli impianti elettrici prevede che le fase di progettazione possono essere suddiv
36. di monitorare il funzionamento dell impianto praticamente in tempo reale consentendo di evitare frequenti uscite per sopralluoghi di verifica o di intervenire in modo rapido al sopraggiungere di un guasto La seguente tabella schematizza i principali controlli periodici utili alla corretta manutenzione dell impianto L elenco da ritenersi un insieme di indicazioni utili e non una lista di prescrizioni da osservare scrupolosamente sia perch ogni impianto presenta caratteristiche specifiche e sia perch non sempre pu essere agevole effettuare tutte le operazioni nel dettaglio Vista una non preventivabile periodicit specifica per le verifiche si consiglia comunque di svolgere l insieme di tutte le verifiche riportate magari in una unica giornata annuale al fine di minimizzazione del tempo e del costo quindi per la manutenzione dello stesso FASCICOLO TECNICO DELL OPERA Da ricordare che ove prescritto comunque obbligatorio consegnare al cliente un manuale di uso e manutenzione che descriva in maniera anche sommaria quali sono le principali operazioni da seguire per garantire il funzionamento dell impianto 2 Tabella delle manutenzioni SIMBOLO Tipo di operazione VISIVA MISURA MANUALE Tabella manutenzioni Componente Dettaglio TIPO Descrizione Periodicit Possibili interventi Ambiente Vegetazione Ii Verifica della Annuale utile Potatura circostante dimen
37. dire r detta riflessivit che varia in funzione della superficie ad esempio per l acqua vale per un prato per un bosco La radiazione complessiva pari H H Ha Hy Il Sole non irradia allo stesso modo le regioni della Terra a causa dei moti terrestri Osservando la figura si vede che la Terra si muove compiendo un percorso ellittico attorno al Sole moto di rivoluzione 1 anno Durante l anno quindi la distanza Terra Sole varia quotidianamente solo durante i due equinozi 21 marzo e 23 settembre ha lo stesso valore per diminuire in inverno 3 e aumentare in estate 3 rispetto al valor medio Inoltre varia la posizione dell asse terrestre rispetto al piano meridiano del Sole passando da 23 45 a 23 45 circa si spiegano le stagioni alternate tra emisfero nord e sud A causa dell inclinazione dell asse terrestre 1 raggi solari incidono la supeficie della sfera terrestre con angolazioni 0 variabili in base alla latitudine Questi fenomeni spiegano l alternarsi delle stagioni e perch d estate sia pi caldo che d inverno i raggi solari grazie alla posizione dell asse terrestre giungono con una direzione pi vicina alla perpendicolare alla superficie quindi sono pi concentrati ho una stessa quantit di energia che si ripartisce in un area minore Quest ultimo elemento non da sottovalutare la direzione dei raggi rispetto alla superficie arriva ad alterare
38. e si va da 0 del meridiano di Greenwich a 180 dell antimeridiano corrispondente In totale si hanno 360 meridiani di riferimento Angolo orario Angolo formato dal piano meridiano per l osservatore con il piano meridiano passante per il Sole cerchio orario Vale 15 per ora 360 24 posto uguale a 0 al mezzogiorno solare locale positivo nelle ore del mattino negativo nel pomeriggio Esempio ore 10 00 30 ore 15 00 45 Azimut di superficie Y una Angolo formato dalla normale alla superficie e dal piano meridiano del luogo Si indica con 0 il sud con gradi positivi rotazioni verso ovest con gradi negativi rotazioni verso est Mezzogiorno solare Si ha quando il Sole si trova esattamente a sud azimut 180 cio quando transita sul meridiano corrispondente alla posizione dell osservatore Pu anche non coincidere con il mezzogiorno orario AI mezzogiorno solare il Sole raggiunge la massima altezza giornaliera AI mezzogiorno solare si la proiezione pi corta delle ombre ed esattamente in direzione sud nord Verifica possibile attraverso lo gnomone asta piantata verticalmente nel terreno Figura con gnomone ___ Declinazione solare Angolo che la retta tracciata dal centro della Terra al Sole forma con il piano orizzontale passante per l osservatore stesso Il suo valore varia da un massimo di 23 26 in estate ad un
39. e alla potenza e al voltaggio che si vuole ottenere in uscita Strato sigillante inferiore si utilizza uno o pi fogli di materiale sintetico come EVA Chiusura posteriore uno strato di materiale sintetico come il Tedlar oppure talvolta uno strato sottile di vetro VETRO TEMPERATO TE CELULA Stratificazione del sandwich ez TEDLAR T Eva _ 34 6 Sigillante EVA Foglio sigillante eva Tedlar o vetro N Figura 2 Sezione tipica di un modulo FV fonte Helios Technology Le connessioni elettriche dei moduli contenuti confluiscono in un punto comune posto nel retro del pannello e che di solito racchiuso in una apposita cassetta di terminazione Cassetta di terminazione chiamata anche J Box In genere si tratta di una scatoletta di plastica nera rettangolare di circa 10 x 15 cm posta sul retro del modulo sporgente qualche centimetro o allineata con la cornice Di grado di protezione IP 65 contiene i due morsetti elettrici per le due polarit e pu contenere i diodi di by pass Diodi di by pass Svolgono la funzione di isolare elettricamente un modulo una serie di celle nel caso esso presenti al suo interno delle celle che o per oscuramento od ombreggiamento si trovino a funzionare come diodi polarizzati inversamente in serie con le altre celle In questa situazione l effetto immediato di azzerare l energia prodotta dalle altre celle ma si pu arrivare al fenomeno di hot spo
40. elle molto leggere e adatte ad usi mobili caravan barche I valori ottenuti per l efficienza di conversione sono dell ordine del 10 12 Ancora in una fase di sviluppo sono 1 film a policristalli di arseniuro di gallio GaAs e arseniuro di gallio e alluminio GaAlAs Sono caratterizzati da una alta efficienza teorica con valori attorno al 30 ma penalizzati da costi di produzione elevatissimi e giustificati per ora solo da applicazioni spaziali Una interessante evoluzione delle celle a film sottile la possibilit di realizzare delle celle multistrato dette a giunzione multipla Costituite da differenti materiali semiconduttori ciascuno con un valore proprio di gap energy gap disposti a strati sovrapposti Gli strati sfruttano singolarmente lo spettro della radiazione solare che compete loro e complessivamente massimizzano l energia fotovoltaica ottenuta con l effetto di aumentare l efficienza totale di conversione Il tipo pi diffuso costituito da due celle a giunzione singola sovrapposte denominato tandem A livello teorico si calcola che possano arrivare ad un valore per l efficienza di conversione pari al 30 Altra tecnica innovativa in fase di sviluppo l uso di sistemi di concentrazione specchi abbinato di GaAs monocristallino costosissimo che consente di sostituire una parte della superficie occupata dalle celle FV con superficie riflettente con un vantaggio di costo su queste ultime Tabella riepi
41. fotovoltaici in vigore alla stesura del testo stesso Gli eventuali aggiornamenti da applicare sono a cura del lettore Si ricorda che l adesione ad eventuali bandi regionali o nazionali comporta il rispetto di specifiche norme elettriche di collaudo solitamente precisate nel testo del bando stesso a cui si deve fare riferimento Legge n 10 del 09 01 1991 Norme per l attuazione del Piano energetico nazionale in materia di uso razionale dell energia di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia Decreto Legislativo n 387 del 29 dicembre 2003 Attuazione della direttiva 2001 77 CE relativa alla promozione dell energia elettrica prodotta da fonti energetiche rinnovabili nel mercato interno dell elettricit Decreto Legislativo n 192 del 19 agosto 2005 Attuazione della direttiva 2002 91 CE relativa al rendimento energetico nell edilizia DM 16 gennaio 1996 Norme tecniche relative ai Criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi Circolare 4 luglio 1996 n 156 Istruzioni per l applicazione delle Norme tecniche relative ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei di cui al decreto ministeriale 16 gennaio 1996 La Legge 168 68 sancisce che le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici devono essere realizzati a regola d arte secondo le norme del Comitato Elettrotecnico Italiano CEI Decret
42. gevole movimentazione del Sunway M sono disponibili quattro maniglie accessorie da applicare sui lati della apparecchiatura nelle fasi di trasporto e installazione meccanica SUNWAYM120VxxGC SunwayM SunwayM SunwayM SunwayM 3 0kVA 2 5kVA 1 8kVA A 2 5kW Specifiche elettriche lato DC Specifiche elettriche lato Dc lato DC Massima potenza raccomandata del Set FV 3 7kWp 3 OkWp Tensione nominale di ingresso nominale di ingresso Campo di variazione tensione Campo di funzionamento Specifiche elettriche lato AC Potenza nominale di uscita 3 0kVA 2 5kVA Capacit di erogazione N potenza reattiva l COSp U gt i 125 Pnom per 10 min Sovraccarico transitorio o 6 Intervento limitazione statica Campo di funzionamento tensione 5 Frequenza di uscita 50 o 60Hz impostabile 50 Hz 60Hz a richiesta Cosg della corrente immessa in 1 rete Stabilit statica Vout per variazioni di Vin e lout da 0 a valori lt 2 nominali l E o Variazione massima transitoria di Vout per variazioni del carico dal lt 8 30 al lt 100 Ritardo della regolazione di Vout 100ms per rientrare al 2 di Vnom Distorsione totale della forma d onda della tensione di uscita per lt 3Y tutto eni il campo di potenza Distorsione totale della forma lt 3 d onda di corrente ai Rendimento a Vin Vnom 5 E Rendimento a Vin Vnom gt 5 Rendimento solo convertitore 95 5 statico Poten
43. ggi solari i gas dell atmosfera causano fenomeni di dispersione ed assorbimento che alterano la radiazione solare incidente a livello del suolo A tal fine si utilizza un indice che correla il percorso dei raggi solari in base all angolo di incidenza e quindi alla massa d aria attraversata con l energia trasmessa 1 Air Mass Valori di riferimento AMO radiazione estratmosferica al di sopra dell atmosfera AMI radiazione al suolo con traiettoria perpendicolare all orizzonte AMI1 5 radiazione al suolo con angolo di zenith h di circa 42 standard Alcune definizioni utili da norma UNI 8477 GRANDEZZA SIGNIFICATO DISEGNI Latitudine Suddivisione della crosta terrestre in circonferenze parallele all equatore in numero di 180 90 a nord e 90 a sud che degenerano man mano fino a punti in corrispondenza dei poli Il grado rappresenta il parallelo passante per una data localit ne specifica la latitudine cio l altezza rispetto all equatore 0 con un segno o se si tratta rispettivamente di emisfero nord o sud Esempio p Venezia 45 Viene calcolata pari all angolo che si forma tra il piano equatoriale e la retta che congiunge il Longitudine centro della sfera terrestre con il punto considerato Suddivisione della crosta terrestre in semicirconferenze massime passanti per i poli e ortogonali ai paralleli Ad ogni meridiano associata una longitudin
44. gli studi sull effetto fotoelettrico della luce solare su materiali metallici e semiconduttori degli scienziati di inizio novecento si andarono definendo le dinamiche del fenomeno con la teoria dei quanti di luce di A Einstein Tuttavia per arrivare all utilizzo di materiali con maggior rendimento rispetto al selenio si dovr aspettare fino al 1954 quando nei laboratori della BELL verr costruita la prima cella al silicio Inizialmente si prevedeva un utilizzo esclusivo per applicazioni aerospaziali visti i costi elevati e i modesti rendimenti dei moduli costruiti Da allora la tecnologia del fotovoltaico ha fatto molti passi avanti avendo sfruttato i miglioramenti dell industria elettronica e microelettronica con cui condivide i principi di funzionamento Oggi gli studi sperimentali vertono alla ricerca e allo sviluppo di nuovi materiali fotosensibili che consentano di eludere i problemi legati al reperimento e alla lavorazione delle materie prime il silicio e di abbattere ulteriormente i costi di questa tecnologia Perch impiegare l energia solare Il Sole la principale fonte di energia per la vita sulla Terra La sua influenza tale da essere causa diretta o indiretta di tutti i fenomeni climatici e metereologici L energia che ci invia superiore al fabbisogno energetico umano in meno di un ora arriva sulla Terra una quantit di energia pari al fabbisogno mondiale annuo un energia gra
45. gliato in fette molto sottili Il livello di purezza del silicio ottenuto molto elevato per l impiego principale a cui destinato quello dei settore dei semiconduttori elettronici mentre per gli usi fotovoltaici il livello di purezza inferiore per non aggravare ulteriormente il costo di produzione gi alto La tipica cella fotovoltaica al silicio una sottile fetta chiamata abitualmente wafer dello spessore di 0 2 0 3 mm e di forma quadrata o comunque squadrata il pi possibile sono oramai in disuso le sezioni circolari per ricoprire la maggiore superficie utile sui pannelli dove verranno assemblate Dimensioni tipiche dei lati sono 10 12 5 fino al massimo 15 cm La forma cristallina del silicio pu essere monocristallina ovvero generata per solidificazione controllata con struttura dei reticoli cristallini orientati secondo una unica direzione di crescita oppure policristallina con reticoli cristallini orientati in varie direzioni e raggruppati in grani In genere il wafer di policristallo si origina dalla fusione e successiva ricristallizzazione del silicio di scarto dell industria elettronica Visivamente la distinzione evidente dato che nella struttura policristallina i diversi grani riflettono la luce in modo diverso dando alla superficie un aspetto a macchie Foto Tecnicamente il silicio monocristallino fornisce prestazioni superiori in termini efficienza e consente di avere nelle applicazioni una minore s
46. i batterie troppo cariche o troppo scariche fotovoltaico deve escludersi automaticamente per evitare che la rete sia mantenuta in tensione dallo stesso effetto isola Effettuare la regolazione MPPT Effettuare la regolazione MPPT Ridurre l inquinamento armonico dovuto alle forme d onda non sinusoidali in uscita dal convertitore Gli inverter per impianti ad isola sono interposti tra i sistemi di accumulo e gli utilizzatori la tensione di alimentazione dipende dalle caratteristiche delle batterie e varia tra i valori di 12V 24V e 48V Gli inverter di impianti connessi alla rete devono presentare caratteristiche particolari per la connessione alla rete richieste dal gestore stesso oltre ad avere un alimentazione diversa rispetto ai sistemi stand alone poich sono direttamente collegati ai generatori fotovoltaici quindi con valori di V ed I variabili con la radiazione solare Luogo di installazione Possono essere posizionati all esterno nei pressi dell impianto es sotto le strutture portanti dei moduli o all interno ad esempio in un sottotetto sempre ben areato Se all esterno vengono posti in luogo ombreggiato coperture entro armadi carrozzerie di contenimento stagni di metallo provvisti di un opportuno sistema di circolazione dell aria per evitare condense e permettere il raffreddamento dei componenti elettronici Per evitare il danneggiamento sono indicate le temperature massima e minima de
47. i cambiamenti climatici che siano responsabili nel complesso di almeno il 55 delle emissioni complessive di CO relative al 1990 Il protocollo di Kyoto entrato in vigore il 16 febbraio 2005 Con il protocollo si introducono dei meccanismi che consentono lo scambio di quote di emissioni di gas serra tra paesi industrializzati JI Joint Implementation Meccanismo flessibile in base al quale una societ di un paese industrializzato firmatario del Protocollo pu realizzare un progetto che determini una riduzione delle emissioni di gas serra in un altro paese industrilizzato e spartire in base a un accordo tra le parti i crediti relativi alle emissioni evitate International Emission Trading Strumento flessibile finalizzato a permettere lo scambio di crediti d emissione tra paesi o societ in relazione ai rispettivi obiettivi Una societ o una nazione che abbia conseguito una diminuzione delle proprie emissioni di gas serra superiori al proprio obiettivo potr cedere tali crediti a un paese o una societ che al contrario non sia stata in grado di abbattere sufficientemente le proprie emissioni CDM Clean Development Mechanism Meccanismo flessibile in base al quale i paesi industrializzati e ad economie in transizione possono realizzare nei paesi in via di sviluppo progetti che conseguano un beneficio ambientale in termini di emissioni di gas serra e trasferire tali benefici crediti sull obbligo relativo al
48. i e i materiali che si utilizzano siano conformi alle norme di riferimento specificate nel progetto e nei bandi Scegliere i componenti a parit di prestazioni fornite sulla base della facilit e rapidit di installazione e manutenzione piuttosto che sulla base del semplice costo d acquisto iniziale Materiali Tutti i materiali impiegati devono essere adatti all esposizione prolungata ai raggi UV e alla radiazione solare in genere Tutti 1 materiali devono essere adatti alle condizioni di temperatura relative alla localit di installazione Materiali metallici diversi posti a contatto come per esempio alluminio e acciaio devono essere opportunamente isolati mediante interposizione di materiale isolante Le strutture di alluminio non devono essere poste a contatto diretto con i materiali cementizi Devono essere impiegati solo connettori di alta qualit Componenti e criteri Appoggiarsi a fornitori con esperienza nel settore che possano fornire un minimo di supporto e di garanzia sul prodotto Tutti i componenti elettrici impiegati devono essere adatti alle correnti e alle tensioni previste nell impianto Tutti i componenti devono essere installati in accordo con le prescrizioni e le specifiche dei singoli produttori E buona norma leggere attentamente almeno la prima volta che si utilizzano i manuali d uso e manutenzione dei componenti al fine di prendere confidenza con gli stessi Tutte le etichette identificative dei com
49. icazioni del costruttore Funzionamento master slave sistema studiato per ottimizzare la potenza anche in regime variabile per irragiamento limitato Il funzionamento master si attiva per condizione di parziale irragiamento mentre la funzionalit slave subentra quando l irragiamento cresce Cos in una linea c a non sempre tensione e corrente sono in fase normalmente invece si osserva un certo sfasamento dovuto alla presenza di effetti induttivi e capacitivi principalmente dovuti ai carichi Quando il coseno dell angolo di fase tra V e I cos e uguale a 1 non vi e sfasamento viceversa quando tale valore e uguale a 0 si dice che tensione e corrente sono in quadratura 90 col risultato di non avere trasferimento di potenza fruibile sulla linea Valori compresi tra 0 e 1 indicano sfasamenti pi o meno accentuati Gli inverter dotati di stadio di uscita commutato a 50 Hz tecnologia peraltro ormai in disuso per via del sempre pi frequente ricorso alla tecnica PWM richiedono quasi sempre il filtraggio delle armoniche per mezzo di induttanze e condensatori il che migliora la qualit della forma d onda in uscita ma ottiene l effetto indesiderato di abbassare il cos all uscita fino a valori di circa 0 5 Gli inverter PWM viceversa hanno sempre valori di cos prossimi a 1 Acquisizione dati Utile e per impianti di una certa potenza necessario per avere il monitoraggio dell impianto Generalmente lo stesso produ
50. ienza di carica e conversione autoscarica ridotta veloce ricarica facile valutazione dello stato di carica e di vita sicurezza nel caso di scarica profonda e di sovraccarico ridotta variazione di voltaggio tra carica e scarica affidabilit manutenzione ridotta facile istallazione ed eventuale collegamento serie parallelo per incremento di voltaggio e capacit ridotta tossicit facilit di smaltimento bassa rischio di esplosione costo ridotto disponibilit commerciale diffusa La lista piuttosto lunga Ad oggi risulta difficile conciliare tutti questi requisiti per cui in base alle esigenze si cercheranno gli opportuni compromessi Nella pratica trovano ampio utilizzo le batterie al piombo acido che offrono il miglior rapporto costo prestazioni Il sistema di accumulo elettrochimico per impianti fotovoltaici costituisce una parte molto delicata dell impianto le batterie hanno una vita utile tra i 3 10 anni contro i 25 30 dei moduli hanno un costo rilevante richiedono particolari cure nell installazione e nella manutenzione periodica Descrizione di come fatta una batteria Batterie al piombo acido Le batterie al piombo acido sono le batterie pi diffuse grazie ai diversi sviluppi tecnici e applicativi avuti nel tempo Sono le batterie che offrono il rapporto costo prestazioni migliore L unico svantaggio il ridotto contenuto energetico per unit di peso dovuto all elevato peso molecolare del piomb
51. il sistema invece ad isola stand alone saranno predisposti dei sistemi di accumulo dimensionati in base all autonomia richiesta all impianto Per regolare adeguatamente la carica delle batterie ed il loro funzionamento deve essere inserito un regolatore di carica Oltre ci l impianto corredato di un dispositivo che massimizza il voltaggio di funzionamento Vwpp Il BOS deve avere un efficienza di funzionaento minima fissata al 85 I SISTEMI DI ACCUMULO Qualora l impianto installato funzioni per utenze isolate cio dove non presente un collegamento ad una rete elettrica estesa ad esempio la rete elettrica nazionale si deve prevedere un sistema di immagazzinamento dell energia prodotta La caratteristica principale nonch la questione pi annosa dell energia solare la sua irregolarit durante il giorno varia sia a causa della diversa posizione del Sole sia per le diverse condizioni atmosferiche che si possono avere basta il passaggio di qualche nuvola per far precipitare la radiazione captata La notte ovviamente non posso produrre energia Le richieste dei carichi elettrici generalmente si discostano dai tempi di produzione dell energia rendendo indispensabile un sistema che immagazzini l energia e la ceda quando richiesto quanto consentono gli accumulatori elettrochimici La scelta di utilizzare un impianto stand alone anzich grid connected deriva per lo pi da considerazioni eco
52. ili con la legge n 387 Attuazione della direttiva 2001 77 CE relativa alla promozione dell energia elettrica prodotta da fonti energetiche rinnovabili nel mercato interno dell elettricit che prevedeva l introduzione del conto energia per l energia elettrica prodotta da moduli fotovoltaici Per l attuazione di quest ultimo si dovuto attendere fino al 28 luglio 2005 quando con il decreto attuativo definitivamente entrato in vigore il Conto Energia di fatto elimina i finanziamenti alla costruzione dell impianto per cui questo totalmente a carico del proprietario ma di contro stabilisce il prezzo corrisposto per l energia che l impianto produrr per 20 anni es per un impianto di potenza minore di 20 kW percepisco 0 445 KWh Per quanto riguarda invece l uso razionale dell energia negli edifici ha trovato applicazione prima con la legge n 10 del 9 gennaio 1991 e poi con limiti pi rigorosi con il recepimento della direttiva europea 2002 91 CE nella legge n 192 del 19 agosto 2005 Storia del fotovoltaico La scoperta dell effetto fotovoltaico risale al 1839 e si deve al francese Edmond Becquerel mentre eseguiva alcuni esperimenti su celle elettrolitiche si accorse che il platino una volta colpito dai raggi solari dava origine ad una piccola corrente elettrica Nel 1889 Charles Fritts realizz la prima cella fotovoltaica al selenio aveva un rendimento dell 1 Successivamente grazie a
53. industriali dei paesi dell estremo oriente Se da un lato la disponibilit di energia significa benessere e miglioramento delle condizioni di vita dall altro ci si sta rendendo conto in modo sempre pi drammatico che tutto questo ha un prezzo Il surriscaldamento della Terra l estensione del buco di ozono troposferico l inquinamento delle acque e dei suoli l aumento delle malattie respiratorie sono solo alcune conseguenze dell intensa attivit umana e dello sfruttamento delle fonti energetiche L effetto serra La trasformazione dell energia termica in energia meccanica ed elettrica avviene principalmente con la combustione delle fonti fossili petrolio carbone gas metano I residui gassosi della combustione vengono immessi direttamente in atmosfera si tratta principalmente di CO2 NOx SOx La CO anidride carbonica il vapor d acqua al metano CH4 il protossido di azoto N20 gli idrofluorocarburi HFC i perfluorocarburi PFC e l esafluoruro di zolfo SFg sono i principali gas causa dell effetto serra antropogenico cio derivato dalle attivit umane Esiste infatti un fenomeno naturale di effetto serra prodotto dal vapore d acqua dalla CO naturale dall ozono 03 e da altri gas presenti nell atmosfera terrestre consiste nella capacit che questi gas presentano di trattenere gran parte della radiazione infrarossa calore riflessa dalla superficie terrestre senza cederla all universo Questo pr
54. iore per la scelta della fornitura dei componenti soprattutto se si alle prime armi di affidarsi a fornitori con un minimo di esperienza nella vendita di dispositivi FV capaci di fornire un minimo di supporto e che possano dare garanzie sull affidabilit dei prodotti Giova ricordare ancora una volta che il puro e semplice costo di acquisto non va visto come il parametro principale per svolgere una corretta valutazione Solo se si ha una certa dimestichezza con i componenti FV e l esperienza fatta con talune marche o modelli di prodotto positiva allora si pu tranquillamente puntare sul prezzo di acquisto In certi momenti la richiesta di pannelli FV pu avere dei picchi e i tempi di consegna possono essere dilatati pertanto meglio programmare la tempistica di esecuzione dei lavori dopo avere avuto modo di verificare le disponibilit a magazzino dei materiali e la tempistica di consegna Sicurezza Prima dell inizio dei lavori vero e proprio obbligatorio come prescritto dalle norme sulla sicurezza dei cantieri predisporre tutte le opere necessarie a garantire l incolumit degli operatori I riferimenti normativi principali sono il DL 14 agosto 1996 n 494 Attuazione della direttiva 92 57 CE concernente le prescrizioni minime di sicurezza e di salute da attuare nei cantieri temporanei e mobili e sue successive integrazioni e modifiche e il DL 626 del 1994 Durante l esecuzione dell opera si deve procedere alla
55. ise in momenti distinti con compilazione separata dei documenti relativi distinguendo sostanzialmente tre fasi e Progetto di massima detto anche preliminare e Progetto definitivo e Progetto esecutivo Tale distinzione obbligatoria per gli impianti che seguono l iter dei lavori pubblici mentre per il resto delle installazioni non necessaria ma pu benissimo essere adottata Di seguito si riporta uno schema riassuntivo dei documenti che un progetto esecutivo dovrebbe contenere DAMORE NO OICR EINONISERSNE vedi volume CEI Documento Relazione tecnica sulla consistenza e tipologia dell impianto Schema elettrico generale Schemi di installazione planimetrie costruttive Riepilogo delle potenze installate Tabelle e diagrammi di coordinamento delle protezioni Elenco dei componenti elettrici Elenco delle condutture elettriche Specifiche tecniche dei componenti elettrici Documenti di disposizione funzionale Schemi dei quadri elettrici Planimetrie Dettagli di installazione Documenti specifici per ambienti particolari Capitolo d appalto Computo metrico Disposizioni sulla sicurezza e sulla manutenzione Progetto esecutivo Fornitura dei componenti Esiste un ampia offerta da parte dei produttori e una distribuzione sostanzialmente non capillarmente diffusa visto che di fatto il mercato del fotovoltaico in Italia in fase di sviluppo Il consiglio migl
56. l energia che il Sole irradia non giunge totalmente sulla superficie del nostro pianeta in parte viene riflessa e dispersa in parte viene assorbita dai gas atmosferici azoto ossigeno vapore acqueo ozono la restante giunge direttamente alla superficie La potenza specifica massima che arriva al suolo stimata intorno a valori di 1000 W m si tratta di un valore indicativo aumentabile per atmosfere trasparenti deserti minore per atmosfere meno trasparenti localt urbane legato alla posizione della Terra rispetto al Sole percorso dei raggia solari alla latitudine e all altitudine La radiazione solare globale viene distinta nelle due componenti e La radiazione diretta Hy costituita dai raggi che dal Sole giungono senza subire deviazioni angolari alla superficie terrestre e La radiazione diffusa H4 comprende la parte di raggi solari che incontrano particelle di gas atmosferici e da queste vengono riflessi variando l angolazione di incidenza una frazione della radiazione solare importante variabile in base alle condizioni metereologiche oltre che per altitudine latitudine e declinazione solare Fenomeni prodotti dalla diffusione della luce solare sono ad esempio l aurora o crepuscolo mattutino e il crepuscolo serale o serotino A queste due componenti si deve aggiungere il contributo di riflessione H che possono fornire le superfici su cui incide la radiazione solare un conributo proporzionale ad un in
57. l luogo di installazione accettabili range di temperatura di funzionamento Se si montano pi inverter vicini si deve sempre avere cura di lasciare uno spazio sufficiente a ciascun inverter per il passaggio dell aria di raffreddamento evitando che interferiscano tra loro bene controllare sempre le indicazioni e i vincoli specificati dal produttore Si ricorda che gli inverter sono dispositivi elettronici la cui componentistica particolarmente sensibile e delicata nei confronti di ambienti inquinati se sussiste questo pericolo si devono sciegliere inverter con maggior resistenza agli agenti danneggianti es condense polveri sali Norma IP Anche in questo caso vanno seguiti i limiti previsti dal costruttore Gli inverter possono essere muniti di display su cui si leggono le grandezze principali tensione corrente frequenza dell impianto e in caso di malfunzionamento dei messaggi di errore attraverso i quali si ha un immediato riscontro di ci che non funziona Proprio per questa loro funzione importante che gli inverter si trovino in luoghi facilmente accessibili per garantire un monitoraggio rapido e gli interventi opportuni Durata e costo La durata dell inverter garantita dal produttore generalmente di 5 anni estendibile fino a 10 per alcuni modelli Il costo dell inverter compreso tra il 10 ed il 15 del costo totale dell impianto prevedibile una sostituzione nell arco della vita
58. lazione 2 collegamenti da fare dalle morsettiere dell inverter aprendone l involucro Per le connessioni seguire le indicazioni del costruttore che avr predisposto morsetti per il collegamento alla rete e al generatore FV Alla rete si avranno i tre collegamenti alla linea L al neutro N e alla protezione di terra EP sistema trifase Si ricorda la necessit di interporre tra inverter e rete elettrica un dispositivo di protezione che rispetti i requisiti richiesti dal gestore della rete DK5950 L allacciamento alle stringhe del campo fotovoltaico consiste nel collegare le due polarit e all inverter attenzione a rispettare le indicazioni Le modalit di collegamento tra le stringhe e l inverter dipendono dai valori di tensione massima accettati dall inverter e dalle caratteristiche del campo numero di stringhe potenza generata Anche in questo caso si rimanda alle specifiche del costruttore contenute nei dati tecnici dello strumento Si possono prevedere impianti multinverter cio con tre o pi inverter collegati in questo caso si rende necessaria l aggiunta di un quadro di interfaccia di rete norme CEI 11 20 Descrizione Vediamo ora in dettaglio da quali parti costituito l inverter e come queste rispondono alle esigenze dell impianto MPPT Maximum Power Point Tracker Ossia meccanismo inseguitore del punto di massima potenza Variando istante per istante le condizioni di
59. linee guida all installazione di impianti fotovoltaici LINEE GUIDA ALL INSTALLAZIONE DI IMPIANTI FOTOVOLTAICI ORDINE DEGLI ARGOMENTI Introduzione Intro generale L effetto serra Da Kyoto al fotovoltaico Storia del fotovoltaico L energia del Sole Calcolo della radiazione incidente Alcune definizioni utili Le celle fotovoltaiche 1 L effetto fotovoltaico 2 Caratteristica elettrica di una cella fotovoltaica 3 Produzione di celle fotovoltaiche Componenti d impianto Definizioni e schemi d impianto Dalla cella ai pannelli fotovoltaici SCELTA DI UN MODULO Connessioni cablaggio LPS se richiesto SPD obbligatorio Strutture di sostegno Inverter e sistemi di controllo Quadri elettrici Sistemi di accumulo NIDODUDWUNroOo L installazione 1 RACCOMANDAZIONI GENERALI 2 FASI OPERATIVE Manutenzione Tabella manutenzioni Leggi e norme di riferimento Intro Intro generale Fin dal suo inizio la vita dell uomo o meglio la sua sopravvivenza stata garantita da quella quota di energia che riusciva a procurarsi e che gli permetteva di cibarsi riscaldarsi e proteggersi Grazie alle scoperte scientifiche e alle innovazioni tecnologiche che si sono succedute nei secoli della storia umana la quantit di energia che l uomo andava producendo ed sfruttando cresciuta per arrivare ai massimi valori di oggi Valori che sono destinati a crescere con un ritmo incalzante per lo sviluppo
60. logativa sui materiali per celle FV Efficienza valori indicativi Vantaggi Svantaggi della cella N14 17 Si multicristallino 12 14 Alto rendimento Rapporto n costo durata e stabilit Produzione pi semplice Costo Complessit produttiva Complessit produttiva Sensibilit alle impurit Si amorfo 4 6 singolo 7 10 tandem Costo Minore nella fabbricazione energia m buono scarso irraggiamento con Basso rendimento Degrado iniziale Stabilit anni negli Flessibile GaAs 30 laboratorio in Adatto alle alte temperature dei sistemi al concentrazione Tossicit in fase produttiva Costo CdTe 10 ossicit del admio in fase CIS CULNSe2 12 Molto stabile Costo L IMPIANTO FOTOVOLTAICO Componenti d impianto 0 Definizioni e schemi d impianto 1 Dalla cella ai pannelli fotovoltaici 2 SCELTA DI UN MODULO 3 Connessioni cablaggio LPS se richiesto SPD obbligatorio 4 Strutture di sostegno 5 Inverter e sistemi di controllo 6 Quadri elettrici 7 Sistemi di accumulo Schema a blocchi di un impianto FV Lo schema sintetizza le possibili configurazioni che caratterizzano un impianto FV In esso sono presenti cinque insiemi composti ciascuno da diversi elementi che in varie configurazioni caratterizzano le tipologie di impianto La distinzione pi importante relativa alla presenza o assenza di un
61. lone o della corrente fornita in uscita grid connected tramite microprocessore a 16 bit che ne garantisce la forma sinusoidale con distorsione estremamente bassa Funzionamento in parallelo alla rete a cos unitario Programmazione e monitoraggio tramite tastiera alfanumerica o PC interfaccia seriale R8232 Monitoraggio tramite rete locale con bus di campo CAN BUS Scheda opzionale per la verifica della resistenza di isolamento tra l ingresso e la terra Data Logger opzionale per le principali grandezze Ingressi analogici configurabili opzionali per il monitoraggio di grandezze di impianto quali temp ambiente insolazione ecc Contenitore metallico particolarmente robusto e adatto per montaggi in esterno Protezione IP 55 Connessione in configurazione trifase mediante apposito adattatore elettromeccanico solo inconfigurazione grid connected L impiego di componenti opportunamente selezionati la notevole quantit di informazioni di allarme e di misura ricavabili dal display in italiano e in inglese le protezioni poste sia in ingresso che in uscita ed un contenitore particolarmente robusto e adatto al funzionamento in esterno rendono gli inverter Sunway M estremamente affidabili e adatti all impiego per il quale sono stati progettati e costruiti STRUTTURA DELL INVERTER CONTENITORE L inverter alloggiato in un contenitore metallico per fissaggio a parete con grado di protezione IP55 Per consentire una pi a
62. mente ricaricata a causa dei limiti della radiazione solare Si definisce perci uno stato di carica massima stato di piena carica solare Inoltre si deve evitare la scarica totale della batteria per cui si definisce uno stato di fine scarica pratico Stato di carica state of charge SOC capacit percentuale disponibile in un dato istante 0 batteria carica 100 batteria scarica Profondit di scarica depth of discharge DOD complementare al 100 del SOC Energia nominale Wh prodotto tra il voltaggio e la capacit nominale Ciclo fase di scarica seguita da una fase di ricarica Nella specifica della batteria il produttore pu indicare il numero di cicli vita che in questo caso partono da una scarica completa fino ad un DOD del 100 Cicli parziali periodo tra due cambiamenti di segno della corrente circolante nella batteria prima di arrivare a carica completa Capacit producibile capacity turnover rapporto tra Ah accumulati e capacit della batteria pari al numero di cicli con DOD del 100 raggiunti nella vita dalla batteria Taglia energia nominale nello stato di carica Se riferita al carico che alimenta si parla anche di giorni di autonomia kWh giorno Efficienza capacitiva Man rapporto tra Ah forniti nella scarica e Ah necessari alla ricarica in un dato periodo es 95 per una batteria al Pb Efficienza energetica Mwn rapporto tra i Wh forniti nella scarica e i Wh necessari alla carica es bat
63. ni elettromagnetiche composta da diverse componenti cromatiche caratterizzate da un valore di lunghezza d onda e da un valore di intensit diverso Si parla in questo caso di spettro della radiazione Tale scomposizione pu essere visualizzata graficamente indicando per le diverse lunghezze d onda il valore di insolazione secondo una curva caratteristica Per la radiazione al di fuori dell atmosfera lo spettro rappresentato dalla figura seguente i 18 0 6 1 0 14 Lunghezza d onda pm Spettro solare al di fuori dell atmosfera Il 99 della radiazione solare ha lunghezze d onda variabili tra 0 28 um e 4 96 um Tra 0 4 e 0 8 um vi il campo del visibile circa il 38 della radiazione dello spettro solare Per valori di minori di 0 4 um si nel campo dell ultravioletto pari a circa 1 8 73 della radiazione solare per valori maggiori di 0 7 um si nel campo dell infrarosso quindi della radiazione che trasmette calore il 53 12 della radiazione dello spettro solare Il massimo dell insolazione si ha per una lunghezza d onda pari a 0 48 mm campo verde del visibile A questo punto si devono fare delle considerazioni Il valore di 1353 W m il valore della costante solare Go pari all energia incidente normalmente 0 90 su una superficie di area unitaria in assenza di atmosfera e per una distanza media tra Terra e Sole Poich la Terra ricoperta da uno strato di gas l atmosfera appunto
64. niche nella corrente ceduta alla rete si deve fare riferimento alla norma CEI 110 31 per apparecchi trifase bilanciati classe A Trasformatore Ha il compito di adeguare il valore di tensione del circuito primario con il valore richiesto dal carico provvedere alla separazione galvanica tra generatore fotovoltaico e utenza soprattutto se a valle ho il collegamento alla rete Se non richiesta la separazione galvanica il trasformatore pu non essere presente si sopperisce alla regolazione della tensione elettronicamente Protezioni L inverter prevede un sistema di protezione di massima corrente se supero una certa soglia di corrente si provvede a staccare l inverter per preservarlo Nell eventualit presente anche un sistema magnetometrico che rileva gli incrementi di temperatura effetto Joule Se connesso alla rete deve essere inserito un sistema di sicurezza di interfaccia con la rete di distribuzione elettrica nazionale vedi Unificazione ENEL Si tratta in genere di circuiti 1 per inverter monofase 3 per inverter trifase provvisti di rel per togliere l alimentazione alla rete In figura rappresentata la configurazione a ponte intero La corrente continua alimenta il ponte mentre misuro la tensione in uscita ai nodi centrali Vou Vx Vy Vxy Ipotizzando che all istante t 0 siano chiusi gli interruttori A1 e A2 e aperti B1 e B2 si ha che il nodo X collegato al potenziale Vpc mentre il nod
65. nomiche oltre che logistiche pu trattarsi di una baita o di un rifugio in alta montagna raggiungibile solo in alcuni mesi all anno ma potrebbe anche accadere che la cabina elettrica per l allacciamento alla rete disti pi di 3 km dall utenza per cui il costo del cablaggio pu superare quello dell impianto FV isolato Per quanto riguarda le applicazioni per l illuminazione stradale o dei parcheggi vale un discorso analogo oltre ad un obiettivo di risparmio energetico Sistemi di accumulo elettrochimici La presenza di un sistema di accumulo connesso al generatore fotovoltaico di potenza inferiore ai 20kW e consente di far fronte alle punte di carico senza sovradimensionare la superficie dei moduli e garantisce la continuit di fornitura elettrica anche in caso di insufficiente irragiamento e essendo interposto tra moduli e carico attenua le eventuali fluttuazioni di voltaggio Pu trattarsi di batterie al piombo acido che derivano dalle batterie automobilistiche batterie al nichel cadmio Ni Cd rispetto alle precedenti offrono una vita utile maggiore ma ad un costo superiore a batterie agli idruri metallici di nichel NiMH utilizzate fin ora solo per piccole applicazioni e con un costo ancora molto elevato batterie al litio polimeriche Il sistema di accumulo deve possedere determinate qualit in vista anche degli usi e dei siti in cui pu trovarsi VR ea e de lunga vita utile elevata effic
66. nomina del coordinatore per la progettazione e per l esecuzione e alla redazione dei documenti prescritti PIANO DI SICUREZZA E COORDINAMENTO NOTIFICA PRELIMINARE VERIFICA DELL APPLICAZIONE DELLE NORME DI SICUREZZA VERIFICA DOCUMENTALE DELLE IMPRESE APPALTATRICI Come in ogni cantiere obbligatorio l uso di adeguati DPI dispositivi per la protezione individuale in ogni fase del montaggio e nelle successive operazioni di verifica e collaudo Montaggio Strutture In termini di tempo la fase pi lunga specie se si va ad operare in posti caratterizzati da difficolt di accesso e o sicurezza critica oppure se contestualmente devono essere eseguite opere edili Per garantire che l impianto installato sia sicuro dal punto di vista dal punto della tenuta senza spreco di tempo fondamentale che la fase di posa delle strutture di sostegno sia fatta con la massima cura possibile Sono da evitare incertezze circa la disposizione finale dei supporti per i moduli FV per non dovere in corso dell opera smontare e riposizionare le strutture con conseguente aumento dei tempi e dei costi di consegna Da rimarcare ancora il fatto che si deve cercare il di puntare su componenti caratterizzati da facilit di montaggio e con una buona flessibilit nell uso per ridurre il tempo di esecuzione dell attivit Posa dei pannelli Si consiglia di verificare nel momento della rimozione degli imballaggi la consistenza dei pannelli ponendo
67. ntegrit i W ddy Corretta indicazione degli strumenti di misura Interruttori sezionatori Funzionamento Diodi di blocco Funzionamento Verifica Scaricatore da sovratensioni SPD Stato Stato del colore della cartuccia In genere l impianto va in blocco se entra in funzione Annuale o a seguito di caduta fulmini nelle immediate vicinanze Sostituzione Inverter Funzionamento se previsto dal modello presenza di messaggi d errore su display delle componenti elettriche Componente Dettaglio TIPO Descrizione Periodicit Possibili interventi Ispezione per Stagionale DA ESEGUIRE controllo dell integrit AD IMPIANTO IMPIANTO dell armadio di FUORI contenimento SERVIZIO a Presenza di infiltrazioni d acqua o condense Vasche di n NS contenimento Integrit formazione di Annuale deposito sui contatti Misura della densit s Elettrolito dell elettrolito e Accumulatori Loti L Annuale Tensioni misura della tensione a campione Sulla base ER delle Sostituzione le indicazioni del produttore Danneggiamenti Annuale Lx iti abrasioni alterazioni Collegamenti RE Bel See HE elettrici isolante le Verifica di tenuta allo Resistenza sfilamento LEGGI E NORME DI RIFERIMENTO NOTA BENE Di seguito vengono riportate le leggi e le norme citate nel testo in materia di impianti
68. nverter va collegato al generatore fotovoltaico da una parte e alla rete o ai carichi se si tratta di isola dall altra Bisogna distinguere due casi presenza di contatti esterni all inverter si pu trattare di connettori Multicontact per agevolare l installazione collegamenti da fare dalle morsettiere dell inverter aprendone l involucro Per le connessioni seguire le indicazioni del costruttore che avr predisposto morsetti per il collegamento alla rete e al generatore FV Alla rete si avranno i tre collegamenti alla linea L al neutro N e alla protezione di terra EP sistema trifase Si ricorda la necessit di interporre tra inverter e rete elettrica un dispositivo di protezione che L allacciamento alle stringhe del campo fotovoltaico consiste nel collegare le due polarit e all inverter attenzione a rispettare le indicazioni Le modalit di collegamento tra le stringhe e l inverter dipendono dai valori di tensione massima accettati dall inverter e dalle caratteristiche del campo numero di stringhe potenza generata Anche in questo caso si rimanda alle specifiche del costruttore contenute nei dati tecnici dello strumento Si possono prevedere impianti multinverter cio con tre o pi inverter collegati in questo caso si rende necessaria l aggiunta di un quadro di interfaccia di rete norme CEI 11 20 Requisiti esaminare tutte le possibili opzioni di posizionamento delle st
69. o per cui una volta assemblate raggiungono pesi ragguardevoli Una batteria al Pb formata da due o pi celle connesse in serie immerse in un elettrolita acido solforico H S0 Ciascuna cella formata da due elettrodi uno positivo anodo di PbO cio con potenziale maggiore rispetto a quello di riferimento e uno negativo catodo di Pb con potenziale minore rispetto a quello di riferimento La differenza di potenziale tra i due elettrodi fornisce il voltaggio della cella tra 1 2 e 3 6 V per cella Il voltaggio della batteria si compone collegando in serie parallelo pi celle Gli elettrodi possono essere e Grigliati il materiale poroso attivo depositato sopra una piastra di piombo come una pasta Sono economiche e semplici e Tubolari la barra di materiale attivo inserita in un tubo di materiale permeabile all elettrolita Questa fattura pi costosa per cui si pu trovare l elettrodo positivo tubolare accoppiato al negativo su piastra vedi fig Sono fatti di leghe di piombo al piombo viene aggiunto antimonio Sb o calcio Ca per aumentare la resistenza meccanica Peggiorano per la corrosione e il consumo d acqua Le piastre sono separate da setti porosi per evitare il corto circuito Si distinguono batterie e ad elettrolita liquido non sigillate per evaquare i gas che si liberano nei processi di carica scarica gassificazione L installazione e il trasporto complicato dal peso necessario un
70. o Y collegato con il potenziale di terra La tensione misurata ai terminali risulta Vour Vpc 0 Vpc All istante t T 2 si chiudono gli interruttori BI e B2 mentre si aprono Al e A2 In questo caso la situazione capovolta rispetto a prima e la tensione che si rileva ai capi risulta Vour 0 Vpe Vpc Lo stesso principio vale per il mezzo ponte in questo caso con due interruttori In figura 2 rappresentato l andamento della tensione onda quadra In base al numero di cicli di apertura chiusura degli interruttori si riproduce una tensione con frequenza diversa T 1 f in funzione alle esigenze della rete eq AI B1 Vx Vy wao VOUT B2 A2 L onda quadra ottenuta dovr essere ulteriormente filtrata e modificata per arrivare ad un onda sinusoidale Vour Definizioni utili per la lettura dei listini Potenza massima AC massima potenza immessa in rete per un breve periodo di tempo prima che l inverter si surriscaldi Indicativamente il 110 della potenza nominale AC Potenza nominale AC potenza che l inverter pu rilasciare indefinitamente Intervallo di tensioni accettabile intervalli di tensione massima e minima tollerate dall inverter Efficienza rapporto tra potenza DC in ingresso e potenza AC in uscita Il valore dipende se si lavora a carico parziale o alla potenza nominale L efficienza dei moderni inverter intorno al 95 Durata parte dell impianto che andr sostituita in base alle ind
71. o del 28 07 2005 Conto energia Deliberazione AEEG n 188 05 del 14 09 2005 stabilito che sia il grtn il il Soggetto Attuatore che eroga le tariffe incentivanti le modalit e le condizioni per l erogazione NORME CEI RELATIVE AI DISPOSITIVI FOTOVOLTAICI Riguardo alle Norme CEI possiamo far riferimento a quelle redatte dal Comitato 82 riguardano i dispositivi fotovoltaici FV Ora analizzeremo 1 9 fascicoli di tale Norma in modo sintetico ma esplicitando 1 punti salienti in modo chiaro e comprensibile Per ulteriori informazioni verr indicato il fascicolo al quale abbiamo fatto riferimento NORME CEI 82 2 Dicembre 1994 Dispositivi fotovoltaici Da tale fascicolo ricaviamo MARCHIO 8 ciascuna cella di riferimento deve recare un numero di identificazione chiaro e indelebile per un eventuale riferimento incrociato con il corrispondente Data Sheet LUCE SOLARE NATURALE 12 1 i diversi punti chiarificano come deve essere il tempo atmosferico ideale per la calibrazione delle celle NORME CEI 82 3 Dicembre 1994 Dispositivi fotovoltaici Da tale fascicolo ricaviamo DISTRIBUZIONE SPETTRALE DI IRRAGGIAMENTO SOLARE DI RIFERIMENTO 4 tale punto corredato con tabella e grafico dell irraggiamento solare CARATTERISTICHE CORRENTE TENSIONE 5 esso contiene il grafico esplicativo della relazione V f 1 di una cella misura irraggiamento e temperatura costanti NORME CEI 82 4 Giugno 1994 Protezione contro i sovraccarichi Da tale
72. one e per semplicit nel resto della trattazione si continua ad ignorare la lieve distinzione tra i due Pi pannelli collegati in serie costituiscono una stringa FV e una o pi stringhe costituiscono il campo FV CELLA PANNELLO STRINGA CAMPO ol TERE Costituzione di un pannello in silicio cristallino Da un punto di vista strutturale un pannello o modulo FV costituito da una serie di strati alternati di diversi materiali chiamata nel gergo tecnico sandwich Una configurazione standard prevede Telaio in genere si utilizza una cornice in alluminio anodizzato che viene fatta aderire al sandwich sottostante con l uso di adesivi siliconici Copertura esterna Costituita da una lastra di vetro di spessore di circa 4 mm a basso tenore di ferro per garantire la massima trasparenza alla luce Il vetro temprato per resistere maggiormente agli agenti atmosferici e trattato superficialmente per aumentare la luce captata Sigillante Le celle vengono fatte aderire al vetro con uno strato di sigillante costituito da EVA acetato vinilico che necessariamente ha come caratteristica la buona trasparenza Esso isola elettricamente ed elimina gli interstizi tra la superficie delle celle e il vetro Celle Le celle sono tra loro interconnesse con sottili nastri metallici elettrosaldati distanziate tra loro di almeno 2 mm per evitare possibili cortocircuiti da contatto Il loro numero in relazion
73. one delle condizioni standard di insolazione 1000 W m2 a 25 C con spettro AM 1 5 per poterla classificare e quindi raggruppare insieme a celle aventi analoghe caratteristiche elettriche Questo passaggio molto importante per evitare di realizzare dei moduli con celle molto diverse tra di loro che porterebbero ad una drastica riduzione delle prestazioni del modulo fotovoltaico Celle film in silicio amorfo Correttamente in questo caso non si parla di una vera e propria cella di silicio ma bens di film in silicio amorfo Il silicio utilizzato dispone di una struttura molecolare irregolare priva delle regolarit tipiche di una cristallina caratterizzato da legami atomici variabili Non si usa silicio puro ma suoi composti con l idrogeno come il silano SiHa o il disilano Si2H6 depositati o se vogliamo spruzzati in forma di pellicole sottilissime 1 um su supporti specifici Dal punto di vista dell efficienza i valori teorici sono dell ordine del 20 ma le realizzazioni pratiche sono comunque sotto il 10 Sono impiegate largamente per dispositivi elettronici di bassa potenza come calcolatrici e gadget Altri materiali e tecnologie innovative cenni Sono soprattutto costituiti da tecniche basate sulla stesura di film sottile con impiego di composti quali il diselenurio di indio e rame CulnSe detto anche CIS e il tellururo di cadmio CdTe Il supporto utilizzato pu essere di tipo flessibile e consentire di realizzare c
74. opea ha approvato il Protocollo il 25 aprile 2002 con la direttiva 2002 358 CE impegnandosi a ridurre le emissioni di CO dell 8 quota che vede impegnati in modo diverso i vari paesi membri L Italia ha ratificato la direttiva con la legge n 120 del 1 giugno 2002 da cui poi scaturito il Piano nazionale per la riduzione delle emissioni dei gas responsabili dell effetto serra 2003 2010 E un impegno importante per la salvaguardia del pianeta che implica di mettere in discussione i tradizionali sistemi di approvigionamento dell energia e i processi produttivi Non solo ma si tratta di rivedere e ridimensionare i consumi per passare ad uno sviluppo pi sostenibile consapevoli dell importanza del risparmio energetico e dell utilizzo di fonti di energia rinnovabili Per stimolare gli Stati ad una maggiore coscienza del problema energetico la Comunit Europea intervenuta pubblicando il Libro Verde sulla sicurezza nell approvigionamento energetico adottato nel 2000 dove si ribadisce la necessit di ricorrere alle fonti rinnovabili sia per rispettare i vincoli del Protocollo di Kyoto incrementando la quota di energia elettrica e termica prodotta con queste sia per ridurre la dipendenza del continente dalle fonti fossili in particolare il petrolio acquistate dai Paesi extracomunitari dell OPEC Gli obiettivi del Libro Verde hanno trovato ulteriori conferme nel Libro Bianco sulle Fonti Rinnovabili di Energia in cui si
75. ovoca un aumento della temperatura media temporale e geografica della superficie sulla Terra che si assesta intorno ai 16 C anzich ai 15 C che si avrebbero in assenza di quest effetto garantendo quindi la vita alle specie viventi Una quota della CO immessa nell aria dall uomo viene smaltita naturalmente dalle piante attraverso la fotosintesi clorofiliana Tuttavia l incremento della quantit di CO prodotta con le attivit industriali e la contemporanea deforestazione sta causando un aumento di concentrazione dell anidride carbonica e degli altri gas serra via via crescente La temperatura media della crosta terrestre cos destinata all incremento con catastrofiche conseguenze per gli esseri viventi piante e animali Da Kyoto al fotovoltaico E stato a partire dall osservazione dei possibili cambiamenti climatici innescati dall effetto serra che agli inizi degli anni novanta alcuni scienziati hanno avviato un movimento di sensibilizzazione ed azione ai problemi derivanti dall inquinamento Ne scaturito nel dicembre del 1997 il Protocollo di Kyoto si tratta del documento redatto durante la terza Conferenza delle Parti COP svoltasi in Giappone in cui i paesi industrializzati si impegnano nel periodo tra il 2008 ed il 2012 a ridurre le emissioni di gas serra di almeno il 5 rispetto ai livelli di emissione del 1990 Il Protocollo di Kyoto entrato in vigore ufficialmente il 16 febbraio 2005 L Unione Eur
76. piombo PbO L elettrodo negativo 0 catodo ricoperto di Pb L elettrolita costituito da acido solforico H2804 Processo di scarica All anodo ioni O si scambiano con gli ioni SO dell elettrolita che a loro volta vanno a cobinarsi con il Pb per formare PbSO AI catodo gli ioni SO liberati dall elettrolita si combinano con gli ioni Pb per formare cristalli di PbSO1 L elettrolita perde atomi di acido solforico diminuendo la concentrazione acida La variazione strutturale dell elettrolita la causa dell invecchiamento della batteria Per mantenere la neutralit del sistema ogni due ioni SO che lasciano l elettrolita due elettroni devono raggiungere l anodo Si produce una corrente positiva cariche che dal potenziale negativo vanno verso quello positivo PbO 4H SO 2e gt PbSO 2H 0 Pbh SO PbSO 2e Con la scarica si deposita sugli elettrodi PbSO che tende a far decadere le prestazioni della cella per cui si evita la scarica completa Processo di carica Se dall esterno si genera un voltaggio maggiore di quello della cella si innesca un processo di carica In questo caso la corrente negativa va dal catodo all anodo I processi chimici si invertono PbSO 2H 0 PbO 4 H S04 2e PbSO4 2e Pb S0j pu accadere che al catodo alcuni ioni H si combinino con 2e anzich con SO soprattutto verso il completamento della carica quando il
77. ponenti e le targhette di sicurezza devono essere ben visibili e posizionati secondo progetto Tutti i dispositivi di sicurezza elettrica SPD LPS diodi di blocco e quadri di stringa relativi devono essere facilmente accessibili per controlli o manutenzioni e posizionati il pi possibile in luogo riparato Tutte le connessioni elettriche devono essere ben isolate e i cavi non devono potersi sfilare Attrezzature Si adoperano i comuni strumenti di lavoro adatti a cantieri edili ed elettrici uniche attrezzature particolari sono le pinze crimpatrici per le connessioni come le MultyContact ed eventuali strumenti di misura della radiazione solare se si vogliono fare delle verifiche sul funzionamento dell impianto 2 Fasi operative Le operazioni di installazione necessariamente devono articolarsi in momenti successivi e concatenati tra loro seguendo uno schema per fasi che possono essere distinte tra loro Il seguente un possibile elenco di fasi per suddividere l insieme delle attivit da svolgere per la realizzazione di un impianto FV e va considerato pi come una indicazione di metodo piuttosto che una prescrizione precisa di come svolgere il lavoro di installazione SEQUENZA DELLE FASI DI INSTALLAZIONE in neretto le fasi critiche 1 Ricognizione sopralluogo iniziale sito edificio struttura portante elementi di disturbo aereo 2 Analisi del progetto e verifica di compatibilit della disposizione degli elementi con le AE
78. posto p n la migrazione atomica pu generare una differenza di potenziale tra i capi opposti della giunzione da cui si pu ottenere una tensione elettrica e conseguentemente una corrente elettrica Nel caso delle celle al silicio si impiega un trattamento di drogaggio superficiale su di un supporto gi drogato in partenza Il drogaggio consiste nella deposizione nel reticolo atomico del silicio di elementi chimici quali boro fosforo arsenio che porta il materiale ad avere un eccesso o un difetto di elettroni liberi Ogni fotone possiede un energia J esprimibile con la relazione e h v Con h costante di Plank pari a 6 625 10 4 J s V frequenza della radiazione Hz Se si esprime la frequenza v in relazione alla lunghezza d onda m la relazione diventa h c o 0204 06 08 10 12 14 16 18 20 lunghezza d onda um Tali relazioni servono a spiegare il fatto che al crescere della frequenza e al calare della lunghezza d onda l energia propria dei fotoni cresce Come visto in precedenza la radiazione solare distribuita nelle varie lunghezze d onda secondo uno spettro caratteristico il cui grafico qui riportato 250 200 0 LiT 0 5000 110 1510 210 2510 310 IA L energia ceduta dai fotoni agli elettroni affinch questi migrino verso la banda di conduzione deve essere superiore ad un valore minimo chiamato energia di gap gap con un valore caratteristico di ogni materiale
79. profili H L 9 Nonostante la minore resistenza ai carichi e il costo maggiore rispetto all acciaio presenta il vantaggio di essere facilmente lavorabile direttamente in cantiere con attrezzatura non specifica e pertanto pu essere tranquillamente acquistato in barre Una caratteristica molto interessante in relazione ad esigenze estetiche la possibilit di poter ottenere delle stringhe con i pannelli perfettamente allineati tra loro vista la propriet dell alluminio di mantenere inalterata la sua forma Calcestruzzo e mattoni Soluzione molto economica dal punto di vista del costo dei materiali ma necessit di un impiego maggiore di manodopera Utilizzabile nel caso non vi siano impedimenti da punto di vista del carico massimo gravante sulle coperture Legno Impiegato di rado ha bassa resistenza specifica ai carichi e pertanto va usato con sezioni maggiori Sicuramente utile se sussistono condizioni estetiche o vincoli particolari ha il vantaggio tecnico di essere facilmente lavorabile taglio e uso di viti autofilettanti Materiale plastico stampato Con inclinazione predefinita possono essere usati in modo modulare Vengono riempiti di zavorra nel caso non si possano usare tasselli e il fabbricato possa supportare il peso supplementare immagine di esempio da Donauer Solartechnik Geometrie impiegate Strutture FISSE e Telai di supporto per installazioni su falde del tetto Commercialmente si possono trovare va
80. rie soluzioni tecniche adatte alla variet esistente di coperture coppo lamiera ondulata ecc i Www inters gt e ha Ne intersol e Cavalletti triangolari di varia inclinazione anche regolabile per installazione su piano Sono possibili strutture presaldate con inclinazione fissa ad esempio 25 30 oppure strutture interamente assemblabili sul posto con inclinazione variabile www intersol de SRAY ANA NONAS Y AS Y SNY NANY AANS STR intersol Esempio di struttura a cavalletto triangolare in alluminio anodizzato nostre e Strutture a palo Soluzione semplice e talvolta esteticamente gradevole se impiegata con strutture ad inseguimento effetto girasole Possono avere regolazione sia monoassiale rotazione azimutale che biassiale rotazione azimutale e inclinazione A palo semplice 2 da internet ma non ci dovrebbero essere prob A palo con regolazione mono o biassiale immagine di esempio da Donauer Solartechnik A cavalletto con piano regolabile a 5 Inverter In base all impianto fotovoltaico installato cio alle caratteristiche dei moduli al loro numero alla loro disposizione e ai collegamenti serie parallelo avr in uscita un energia con determinati valori di tensione e corrente continua Per impianti collegati alla rete necessario convertire tale corrente da continua ad alternata Analogamente per impianti ad
81. rie con elettrolita solido Tra i processi che accelerano l invecchiamento si ha la stratificazione dell acido solforico H2 04 Una volta installate nell impianto si prevedono e rabbocchi periodici del solvente con l uso di acqua distillata curandosi di mantenere la corretta concentrazione dell elettrolita acido solforico con concentrazione pari a 1 25 kg dm a 25 C in climi temperati Se l acido ha una concentrazione maggiore si pu procedere diluendolo in acqua distillata aggiungere acido all acqua e non viceversa Riempire bene fino ai limiti indicati dal costruttore attendendo l assorbimento da parte delle piastre gli accumulatori elettrochimici aperti sono detti vented o flooted Possonio avere opportuni sistemi per l espulsione dei gas H2 ed 02 Accumulatori a ricombinazione regolati con valvola Accumulatori dotati di valvole unidirezionali di sicurezza che si aprono quando la pressione interna supera certi valori Tali accumulatori detti impropriamente ermetici esistono in due versioni costruttive AGM o starved e GEL I primi hanno T elettrolita contenuto in un supporto microporoso mentre i secondi hanno l elettrolita in forma gelatinosa Questi accumulatori sono spesso indicati con la sigla VRLA Valve Regulated Lead Acid enereco Applicazioni stradali Da DEA srl www deasrl it L IMPIANTO FOTOVOLTAICO L installazione 1 Raccomandazioni generali Fare attenzione che i component
82. ringhe di moduli FV nel sito dell impianto Consigli Assicurarsi che la superficie dove si posiziona l impianto sia in grado di sostenerne il peso Luogo verso sud in linea di principio Orientamento Attenzione alle barriere naturali ed artificiali ad esempio edifici adiacenti colline o monti e alberi che si possono interporre e dare ombreggiamenti Inclinazione Dipende dalla latitudine vedi tabelle n di riferimento consigliabile inclinare i pannelli per ottimizzare l angolazione di incidenza dei raggi solari con la superficie del modulo Componenti Rispettare le specifiche tecniche del costruttore di Attenzione alla resistenza all acqua ed altri eventuali elementi corrosivi con cui pu applicabilit dei esserci contatto componenti Manutenzione 1 Premessa Generalmente le operazioni di manutenzione di un impianto FV sono minime e limitate per lo pi ad ispezioni visive dello stato dei vari componenti e alla verifica del loro coretto funzionamento Nell insieme di un impianto i componenti maggiormente sensibili e critici sono i convertitori statici inverter e le batterie d accumulo Gli inverter risentono soprattutto del fatto che la probabilit di guasti innalzata dalla presenza al loro interno di un discreto numero di elementi elettronici complessi e delicati Va detto che proprio per la loro complessit intrinseca generalmente si preferisce sostituire
83. rno delle celle FV Rcarico resistenza del carico Dal circuito si pu ricavare una relazione caratteristica I V V IR I L ipin e o sh Che graficamente rappresentabile con la figura seguente Caratteristica l V La curva definisce due valori di interesse tecnico e Isccorrente di corto circuito SC short circuit assenza di carichi e tensione nulla e Voctensione di circuito aperto OC open circuit assenza di corrente I punti sulla curva definiscono il comportamento della cella al variare del carico applicato a valle della stessa determinando punto per punto il valore della potenza istantanea erogata P VXI La curva caratteristica legata alle condizioni operative considerate e primariamente al valore dell irraggiamento Il suo variare in funzione di questo valore descritto dal grafico seguente dove si nota che l effetto quello di innalzare la corrente Isc lasciando sostanzialmente inalterata la tensione VOC con un incremento della potenza erogata ITA 3 5 1000 W m 3 0 2 5 700 Wim 2 0 1 5 1 0 0 5 0 0 00 20 40 60 80 10 0 120 14 0 160 180 200 22 0 V V L effetto della temperatura invece penalizzante al suo crescere e abbassa la tensione Voc alzando leggermente la corrente Isc ma con l effetto complessivo di abbassare leggermente la potenza disponibile
84. rogetto e omologazione del tipo Tale fascicolo fornisce i requisiti per la qualifica del progetto e l omologazione del tipo dei moduli FV destinati ad essere utilizzati all aperto sulla Terra per servizi di lunga durata in condizioni climatiche moderate NORME CEI 82 9 Giugno 1997 Sistemi FV caratteristiche dell interfaccia di raccordo alla rete Tale fascicolo fornisce le raccomandazioni tecniche riguardanti le prescrizioni per l interfaccia di raccordo tra i sistemi FV e la rete o Esse descrivono le caratteristiche essenziali delle batterie e i metodi di prova che permettono di controllare tali caratteristiche CEI 11 20 per il collegamento alla rete pubblica Norma UNI 8477 parte I Energia solare Calcolo degli apporti per applicazioni in edilizia Valutazione dell energia raggiante ricevuta Norma UNI 10349 Riscaldamento e raffrescamento degli edifici dati climatici Spedifica dei dati climatici di ogni regione vedi anche legge 10 91 Norme di riferiento art 4 legge 28 luglio 2005 CEI 64 8 Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua CEI 11 20 Impianti di produzione di energia elettrica e gruppi i continuita collegati a reti di I e II categoria cio bassa e media tensione CEI EN 60904 1 Dispositivi fotovoltaici Parte 1 Misura delle caratteristiche fotovoltaiche tensione corrente CEI EN 60904 2 Dispositivi fotovoltaici Parte 2
85. rpo nero con temperatura superficiale di circa 6000 K per corpo nero si intende un corpo che assorbe completamente la radiazione termica incidente qualsiasi sia la temperatura Grado Kelvin K C 273 15 deuterio Il Sole costituito da un nucleo in corrispondenza del quale avviene la reazione nucleare alla temperatura di una decina di milioni di gradi gli atomi di idrogeno H si fondono formando atomi di elio He e liberando energia sottoforma di raggi Y e raggi x si stima che ogni secondo 700 milioni di tonnellate di H diventino He L energia liberata attraversa la zona radiativa e convettiva dove avviene la trasmissione del calore generato tra i gas allo stato di plasma fino a giungere in superficie nella fotosfera Da l si distribuisce in ogni direzione nell universo sotto forma di radiazione elettromagnetica Alcuni dati distanza Sole Terra 150 000 000 km Diametro 1 392 000 km rispetto alla Terra 109 volte Massa 1 99 10 kg rispetto alla Terra 333 400 volte Densit 1 411 kg cm rispetto alla Terra 0 26 volte Temperatura superficiale 5780 K Velocit della luce 300000 m s La Terra fuori dall atmosfera investita da un flusso di energia raggiante incidente perpendicolarmente su una superficie di area unitaria del valore di 1353 W m Si parla in questo caso di radiazione solare o pi semplicemente di luce solare La luce solare come tutte le radiazio
86. sione delle usare delle chiome degli alberi foto nelle adiacenze dei cronologiche pannelli per evitare ombreggiamenti Impianto Prestazioni illy Verifica della capacit Annuale a produttiva scadenze dell impianto prefissate es direttamente o ogni 21 Componente Dettaglio TIPO Descrizione Periodicit Possibili interventi H mediante i sistemi di acquisizione dati da remoto marzo Pannelli Sporcamento i In funzione delle condizioni atmosferiche specifiche va verificata la trasparenza della superficie di ricoprimento Almeno annuale Generalmente si sconsiglia la pulizia manuale Integrit L K Presenza di danneggiamenti evidenti formazioni di bolle superficiali nel sigillante Sostituzione Cassette di terminazione A campione accumuli d acqua danneggiamenti dei cavi stato dei contatti positivi e negativi Sostituzione cavi siliconatura delle cassette Strutture di sostegno Integrit Serraggio delle imbullonature presenza di piccole deformazioni del telaio di sostegno stato della zincatura delle viti di serraggio Annuale o a seguito di particolari eventi metereologici neve vento Stringhe Tensione A parit di condizioni si verifica che la tensione a vuoto V di tutte sia uniforme con scostamento massimo del 10 Controllo delle connessioni e dei pannelli Quadri elettrici I
87. sono per lo pi le motivazioni estetiche che possono influenzare la scelta sulla base o del colore delle celle o della loro distribuzione all interno del modulo CARATTERISTICHE ELETTRICHE E DI INTERESSE PROGETTUALE Come visto la cella sostanzialmente un diodo che quando esposto a radiazione solare si comporta come un generatore di corrente di grande superficie In modo traslato questo vale per il modulo nel suo complesso Si usa una curva caratteristica I V del tutto simile a quella vista per descrivere il funzionamento elettrico di una cella fotovoltaica definita per un dato valore di irraggiamento che descrive i punti di funzionamento del generatore fornita con la scheda tecnica di dettaglio del modulo Servendoci del grafico seguente possiamo dire che la curva caratteristica di un modulo FV definita da tre punti Isc corrente di corto circuito SC short circuit assenza di carichi e tensione nulla Voc tensione di circuito aperto OC open circuit e assenza di corrente Vm e Im tensione e corrente alla massima potenza non massime in assoluto Di fatti sempre verificato che Vm lt Voc e Im lt Isc cio tali per cui sia massima P V XI Se la cella avesse un comportamento ideale la forma della curva sarebbe rettangolare e pertanto pu essere utile valutare quanto ci si avvicini a tale situazione mediante l uso del fattore di Iu XVu riempimento FF Fill Factor definito come FF valore sempre inferiore all unit S
88. t in cui la cella dissipa la potenza generata da tutta la serie con rischio di sovratemperatura locale e danneggiamento della cella stessa In genere si monta un diodo di by pass per una serie di 12 18 celle La cassetta pu essere fornita senza connessioni e con pressacavi standard es PG M16 oppure con cavi a tenuta IP 67 e connessione di tipo plug amp play come ad esempio MultiContact soluzione costosa ma col vantaggio di facilitare il montaggio ed eventualmente consentire mediante sdoppiatori di realizzare il parallelo di moduli Esempi di cassetta di terminazione e di connessioni Helios MC 2 SCELTA DI UN MODULO PARAMETRI CARATTERISTICI DI UN MODULO Vengono riportati nella tabella quelli che sono i parametri di maggiore interesse progettuale utili per la scelta del modulo da installare La tabella basata sul listino utilizzato dalla rivista Fotovoltaici FV e rappresenta uno strumento per poter confrontare diverse soluzioni proposte dai vari produttori operanti MODULO Il dato di maggiore interesse senza dubbio il prezzo che correttamente va calcolato come W installato ma che comunque legato a fattori di tipo commerciale quali sconti su quantit e presenza di intermediari e alle fluttuazioni di mercato del costo del silicio CELLE AI di fuori della tecnologia adottata Si monocristallino policristallino amorfo e che certamente influente sulle caratteristiche elettriche e sul costo
89. teria al Pb 70 80 NiCd 60 70 Velocit di autoscarica a circuito aperto velocit di perdita di capacit per ricombinazione chimica E fortemente dipendente dalla temperatura variazoni di 10 C porta ad un raddoppio della velocit Stato di salute rapporto tra la massima capacit misurata e la capacit nominale es batteria al Pb con stato di salute inferiore all 80 al termine della vita utile o meglio pu ancora funzionare ma con minori giorni di vita Durata tempo per il raggiungimento di uno stato di salute dell 80 Dipende dall utilizzo che si fa della batteria scarica totale stand by non utilizzo Il dimensionamento Per dimensionare il sistema di accumulo devo considerare e le caratteristiche del sistema fotovoltaico e il calcolo dell autonomia richiesta e della durata e la presenza di generatori ausiliari e verifica della velocit di scarica e specifica del voltaggio e valutazione economica Il sistema di accumulo pu essere alimentato dai soli moduli fotovoltaici o in accoppiamento anche da un generatore ausiliario es diesel turbine eoliche In quest ultimo caso si parla di sistema ibrido Installazione Le batterie devono essere poste in locali idonei sono molto sensibili alle condizioni di temperatura deve essere compresa tra 5 e 55 C umidit e alla presenza di polveri o fumi Solitamente vengono alloggiate su scaffali di materiale trattato con antiacidi ada
90. ti in corrente continua dalle stringhe agli inverter o fino ai quadri di stringa si continua ad usare cavi di tipo unipolare Si possono usare cavi in neoprene adatti alla trasmissione continua caratterizzati da ottimo isolamento e bassa dispersione oppure cavi specifici per l impiego FV resistenti alle radiazioni UV agli agenti atmosferici e agli attacchi di muffe e microbi Generalmente sia i costruttori di inverter che di pannelli FV forniscono indicazioni per la scelta del tipo di cavi da utilizzare e per il loro dimensionamento Diodo di blocco Evita la circolazione di corrente tra stringhe in parallelo quando tra esse esiste un differenza di tensione dovuta ad ombreggiamenti parziali Nei sistemi con accumulo evita la dissipazione notturna dovuta al fatto che i moduli senza illuminazione funzionano come carico Ha come svantaggio la necessaria presenza di un dissipatore nel quadro elettrico che li ospita e un accurato collegamento con saldatura dell anodo L utilizzo di un fusibile al posto del diodo di blocco in genere scartata in fase progettuale perch in caso di suo intervento l impianto non in grado di autoripristinarsi LPS In base alla norma CEI 81 1 pu essere prevista l installazione di dispositivi di protezione dagli effetti provocati dalla caduta dei fulmini chiamati LPS Ligthning protection system La norma prescrive la sua presenza se esistono determinate condizioni ambientali e progettuali Possono essere IN
91. tti a sostenerne il peso rilevante Remelli Gli scaffali devono essere isolati dal pavimento uso di piedini di gomma Il locale che contiene le batterie deve essere abbastanza ampio da permettere l accesso a tutti gli accumulatori per il trasporto la manutenzione e i rabbocchi periodici deve essere prevista una minima aerazione poich il processo di carica e scarica libera ossigeno e idrogeno che devono essere diluiti nell aria Si ricorda che il locale batterie a rischio esplosione ed incendio pertanto devono essere prese tutte le cautele del caso per la prevenzione CEI 64 2 CEI 31 33 Inoltre nel caso di perdite di acido si deve disporre di vasce di raccolta in acciaio inox Una volta preparato il locale gli accumulatori vengono posizionati sugli scaffali distanziati tra loro come consigliato dal costruttore rispettando le polarit positivo negativo Si procede poi con il cablaggio elettrico tra gli elementi con sbarre fornite dal costruttore o cavi con sezione adatta come previsto dal progetto Eseguiti i collegamenti si prosegue con l applicazione delle protezioni ed il collegamento dei terminali positivi e negativi Le celle delle batterie possono essere collegate in serie e o parallelo combinate in modo tale da fornire in uscita i corretti valori di tensione corrente e capacit Si ricorda che nel caso di collegamento in serie si sommano i valori di tensione di ciascuna cella mentre capacit e corrente non
92. ttore dell inverter che fornisce con questo il datalogger e il software di interfaccia E possibile l acquisizione anche a distanza con l uso di un modem Teleassistenza dati in rete In base alla tensione massima di funzionamento dell inverter Vmax alle tensioni minima e massima della finestra MPPT V minmppr Vmax mpPpr in base alle caratteristiche dei moduli Voc e Vm voltaggio a circuito aperto e voltaggio nel punto di massima potenza e al numero n di moduli della stringa collegata all inverter considerando i valori ambientali di temperatura Tmin Tmax devono essere rispettate contemporaneamente le condizioni Vae 7 IX n lt Vo in V T ax XN gt V nin mPPT s Vr di XN lt V nax MPPT Alcuni esempi tdi schede tecniche da commentare con didascalie SUNWAY M LINE PRINCIPALI CARATTERISTICHE DEI SUNWAY M 120V XX SA E GC Conforme alle normative europee di sicurezza LVD EMC CEI 11 20 DV 606 integrato nell inverter ENEL DK 5940 marcatura CE di conformit alle norme armonizzate in ambito CENELEC Conversione dc ac realizzata con tecnica PWM e ponte a MOSFET per una elevata efficienza ed affidabilit Trasformatore toroidale in uscita capace di garantire un totale isolamento tra rete e generatore fotovoltaico Filtri in ingresso ed in uscita per la soppressione dei disturbi indotti ed emessi sia condotti che irradiati Controllo della tensione generata stand a
93. tuita che arriva comunque che si sfrutti o meno diffusa su tutto il pianeta con qualche differenza per le diverse latitudini tra le fonti energetiche inesauribili si stima una vita del Sole di altri 5 miliardi di anni circa Lo sfruttamento dell energia solare tramite processi fotovoltaici ha un basso impatto ambientale se si considera un bilancio globale tra energia spesa per produrre i generatori ed energia prodotta da questi ultimi Svantaggi principali una sorgente variabie non costante che risente delle condizioni metereologiche che alterano la trasparenza dell atmosfera ai raggi solari e dei moti astronomici della Terra che causano l alternarsi delle stagioni La disponibilit non coincide con i fabbisogni notte Ha assa densit di potenza in termini di W m2 che si traduce nella necessit di avere ampie superfici di captazione Il suo sfruttamento legato all impiego di tecnologie costose Progettazione non standardizzata variando le condizioni di irraggiamento con la latitudine l ottimizzazione delle caratteristiche d impianto cambiano da localit a localit L energia del Sole Grazie alle reazioni nucleari che avvengono nel suo nucleo il Sole irradia verso l universo un enorme quantit di energia fig 1 e 2 sottoforma di onde elettromagnetiche Parte di questa energia giunge ai nove pianeti del sistema solare tra cui anche la Terra fig 3 Il Sole pu essere assimilato ad un co
94. ulmine interruttori cavi e scatola di giunzione l sistema di condizionamento di potenza e controllo l insieme di componenti atti alla conversione elettrica DC AC alla carica delle batterie se presenti e all immissione in rete dell energia prodotta Il componente fondamentale che alimenta una un carico elettrico in corrente alternata o immette corrente in rete l inverter Il carico elettrico costituito dall insieme di carichi utilizzati nell edificio che ospita l impianto FV e in casi di utenze isolate possono essere costituiti da dispositivi con tensione continua a 12V o 24 V bi 1 Dalla cella al campo fotovoltaico Vengono presi in considerazione le tipologie di prodotti di maggiore interesse per la loro diffusione commerciale sviluppata ovvero le particolarit come tegole fotovoltaiche ecc non sono trattate diffusamente La cella cristallina di silicio da sola non permette di avere un quantitativo di potenza tale da essere impiegata singolarmente si realizzano quindi dei collegamenti in serie di pi celle al fine di ottenere una corrente complessiva maggiore Un modulo costituito da pi celle collegate elettricamente tra loro in numero variabile mentre un pannello FV il prodotto di un assemblaggio meccanico di uno o pi moduli FV in una unica struttura adatta ad essere esposta direttamente alle azioni atmosferiche Spesso si usa il termine modulo per indicare il pannello commettendo una lieve imprecisi
95. uperficie occupata a parit di potenza installata ma con un costo superiore rispetto al silicio policristallino Perch il wafer diventi una vera e propria cella fotovoltaica occorre sia per il mono che per il policristallo partire da un wafer precedentemente drogato in questo caso di tipo pe successivamente e pulirlo mediante un attacco in soda e introdurre nel materiale atomi di fosforo drogaggio di tipo n affinch si realizzi la giunzione p n Questo avviene facendo passare lentamente le fette all interno di un forno che diffonde nel materiale acido ortofosforico contenente appunto gli atomi di fosforo desiderati e dopo aver applicato un sottile strato di antiriflesso biossido di titanio TiO2 si realizza la connessione elettrica tra le celle fotovoltaiche attraverso due contatti metallici uno sulla faccia esposta e l altro su quella opposta Normalmente si ottengono per evaporazione sotto vuoto di metalli a bassissima resistenza elettrica ed effettuando successivi trattamenti termici al fine di assicurarne la necessaria aderenza alla superficie della cella Mentre la metallizzazione posteriore copre tutta la faccia quella frontale esposta alla luce deve avere una configurazione geometrica tale da consentire un buon compromesso tra trasparenza alla radiazione incidente e massima raccolta degli elettroni liberi nel processo di conversione e a questo punto la cella viene testata mediante una simulazi
96. za dissipata in Stop Potenza dissipata in assenza di Tensione di isolamento verso terra 1 kV a 50 Hz 60s Tensione isolamento tra ingresso s ii di he 60s e uscita Grado di protezione IP55 Raffreddamento Temperatura di funzionamento 10 40 OC T tura di CES 95 a 20 OC 367x520x401 5 367x520x313 5 55 42 Umidit relativa O relativa Dimensioni 1x h x p mm 367 x 520 x 401 5 Peso Kg Oooo o ol valido nei paesi dell Italia centrale 367x520x313 5 Codice INVERTER 12V 300W Inverter da 300 W 12V per impianti solari isola Caratteristiche Inverter ad onda sinusoidale modificata da 300W 220V con ingresso a 12V per impianti solari isola Inverter idoneo esclusivamente per impianti solari ad isola dotati quindi di batteria cio per camper baite imbarcazioni ecc Questo tipo di inverter converte una tensione continua in una tensione con forma sinusoidale modificata a 220V idonea ad alimentare molti tipi di apparecchiature a 220V fino ad un massimo di 300W La differenza tra questo prodotto ed uno ad onda sinusoidale pura risiede nei possibili disturbi che possono essere causati da un onda non perfettamente sinusoidale sono poche comunque le apparecchiature che funzionano non correttamente con questo tipo di onda modificata L altra differenza comunque pi importante tra questo prodotto ed uno di categoria superiore risiede nella non capacit di gestire la funzione di stand
97. zione delle Norme tecniche relative ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi di cui al decreto ministeriale 16 gennaio 1996 Va ricordato che la struttura nel caso sia previsto deve essere progettata con la redazione di un calcolo statico fatta da un opportuno soggetto abilitato Attualmente vi sono dal punto di vista dell offerta commerciale una considerevole quantit di prodotti utilizzabili vista la specificit che di volta in volta devono essere risolte e le scelte tecniche di ciascun produttore La principale distinzione per quanto riguarda le strutture di tipo fisso senza regolazione dell inclinazione tra impiego direttamente su falde del tetto con inclinazione data o su piano La prima un soluzione dettata da ragioni di tipo estetico o dalla impossibilit di disporre di superfici alternative esposte al sole e che spesso adottata nelle installazioni per abitazioni private Materiali impiegati Acciaio zincato Fe360 raramente Fe540 con profili a L a C o tubolare Sicuramente la scelta che offre la maggiore sicurezza dal punto di vista strutturale e offre un buon rapporto tra costo e prestazioni Acciaio inossidabile Ottime caratteristiche di resistenza strutturale e resistenza agli agenti atmosferici ma con costo superiore al precedente giustificato da esigenze di affidabilit e di garanzia della durata dell installazione Alluminio estruso di vari

Linee guida all`installazione di Impianti Fotovoltaici

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