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MANUALE TECNICO

1. UC connection box Magnetothermic Residual current switch Switch circuit breaker Inverter enclosure PV generator Figura 3 2 Schema dettagliato di un sistema PVGCS stato ipotizzato un inverter monofase bench questo schema si possa applicare di principio anche ad un inverter trifase 3 7 Dimensionamento del cablaggio La Figura 3 2 rappresenta uno schema dettagliato di un PVGCS I moduli fotovoltaici sono collegati in serie in stringhe che sono collegate in parallelo nella scatola di connessione DC per mezzo di cavi la cui lunghezza pu variare a seconda di quanto sono lontane le stringhe di moduli da questa scatola Il cavo DC principale collega la scatola di connessione continua ad un interruttore principale DC che si trova presso l ingresso dell inverter La sezione trasversale del cavo principale DC ovviamente pi grande di quella delle stringhe poich porta la somma delle correnti che vengono trasferite da ciascun cavo di stringa Un interruttore magnetotermico posto all uscita dell inverter insieme con un interruttore differenziale Poi l elettricit viene immessa nella rete attraverso il contatore di energia Per quanto riguarda i dettagli pi specifici di ogni impianto ciascuno dei paesi partecipanti al progetto PVs in BLOOM deve garantire che il PVGCS rispetti il proprio codice nazionale a bassa tensione facendo le opportune verifiche Il dimensionamento del cablaggio deve te
2. SL9I 80SI 0961 001 868 0 9 Eos SZ 0 8817 5007 ETSI 1991 8571 9171 601 16 67L LES ETO 86 c 86I7 8661 86 1 8651 661 6611 666 664 665 1270 6792 8cyc LOTT L861 99 1 SHSI vZEL 011 688 299 610 ES67 LOLZ 1977 SIZZ 6961 ETLI LLYI IEZI 86 8 Z LTO STEE 160 ELLT 9692 GITZ 1961 991 861 6011 TES ST 0 4A 4 0077 0077 0007 0081 0091 0071 0071 0001 008 009 Cue dA PAZ 64 7665 5667 432 9666 9696 L667 169 8661 8671 ITO TT99 0409 SISS 9967 SIP 98 1166 6S4 LOTT SS9I 61 0 ESEL 89 9 ESTO LESS CC6 106 Z69 940 1977 9781 LTO 07E8 LT9L 69 0779 LYSS 587 091 1996 ELLT 0807 ST 0 0676 6698 8062 2112 1299 955 SLY 6 CITE TLET er 9 601 19001 LY16 TETS LIEL 079 885 ELSE 6 96 VOLT 1170 L6871 10811 15101 96 8668 ETSL 8779 PLES 6625 462 6070 71424 19191 9S8ZI 04511 68701 6668 BILL 8759 THIS LS8 1070 S7881 9 lt 7 88901 GIIFI OSSZI 18601 196 vv8L SLT9 9047 070 ESPET 9TSIT 69661 21941 SSISI 86961 19 11 v8L6 8781 1485 00 00006 005 2 0005 00522 00008 005 1 00081 0051 00001 0054 1070 C0 1146 LOVE 860 88 7 8 92 8912 6681 6 6671 676 LTO ozor 589 0666 STOE 0897 SPET 0107 SL9I OVEI 5001 STO SLEP 1109 979 187 16 ZSST 8817 ETSI 8531 601 ETO 6617 66 9666 966 1616 2675 86 c 8661 8651 6611 1270 L6TS 9587 EL6E TESE 060 6797 LOTT 99 1 vZEL 61 0 2066 PIPS CC6y 8 6 224 ESC 1977 6961 LLYI LTO 9599 1019 LYSS T66 L
3. 1 3 2 0077 0077 0007 0081 0091 0071 0071 0001 008 009 Cue dA 66 E8LY 387 986 681 O6LT ZGET 661 v6ST 9611 110 7996 T6IS 02 SPT 9 VOCE TEST 09 c 8881 9191 6070 2689 C979 E69S IIS 5866 9196 LYST LLTT 80 1 1070 178 2112 1102 0199 6096 8067 LOTY 905 7087 oIc 070 26601 1 6 1688 8962 590 1819 8675 TESE 6992 6070 LIEI SESTI SGEII 95201 9116 LL6L 1689 8695 8 6196 1070 TO SL6 68 EIS TEL 059 696 887 907 STE PYT LTO 8501 046 188 6Z SOL LI9 675 1824 397 STO SSII 6501 296 998 0LL 9 9 LLS 18 68 687 ETO OLZI SIIT 6S01 6 Ly8 192 SE9 675 81 10 6071 TOTI SLII LSOI 076 278 SOL 786 0 TSE 6170 6 51 8yp1 9161 811 ESOT 126 06Z 869 975 66 270 68 1 0791 IGVI THEI 611 568 9p 966 Ly ESOT 2881 11 1 07SI 69 I 8611 LCOI 968 89 EIS ro ZGET 2612 661 9611 DOSI S6EI 9611 966 161 866 1170 TEST 96ST 09 c PTIT 888I cS9T 9IVI 0811 v76 804 60 0 9196 1616 1987 TIST LLIT 661 80 1 EHI 6 11 768 1070 70 9686 906 GSTE v087 14540 ESLI TSOT 0 0 8675 158 vL6 TESE 160 6792 8077 99 1 STEI 0 0 2689 2909 8696 8TIS 866 886 6196 6787 CLTT 6041 100 10 A d 0077 0077 0007 0081 0091 0071 0071 0001 008 009 ouued jp qp PIT c0 0 nia 72 14 op onuue oauourne rp 06863 nuan reruuredsu o1eged 74 qj 19d 027214 o1u
4. tracing Output options O Shew graphs Show honsen 0 web page 2 POF Pelo r 4 O ae de mani Figura 2 5 Applicazione web per stimare l irradiazione inclusa nel sito web PVGIS Fonte http Ire jrc ec europa eu pugislapps3 pvest php In ultimo il sito web della NASA http eosweb larc nasa gov sse fornisce dati online sull irradiazione per qualsiasi luogo nel mondo 21 2 2 Valutazione della produzione annuale di elettricit di un sistema fotovolatico PV grid connected Un sistema viene definito da 1 kWp nominale se il suo generatore fotovoltaico produce 1 kW in condizioni di test standard STC Queste condizioni consistono in un irradianza globale di 1 000 W m2 con una distribuzione spettrale conforme allo spettro di 1 56 ed un modulo di temperatura della cella fotovoltaica di 25 C Nonostante questa definizione apparentemente complessa la valutazione di un impianto fotovoltaico utilizzando kWp o suoi multipli molto pratica poich permette una stima diretta del rendimento energetico annuale di una PVGCS EPV mediante la seguente equazione Epy EWh year H 2 8 EWh m year P kWp PR 2 4 Dove P generatore di potenza PV in condizioni STC PR rapporto di prestazione Il rapporto di prestazione funzione dell efficienza del sistema insieme alle molte altre dispersioni che inevitabilmente avvengo
5. Adamow Poland 50 595N 23 15E 35 936 Gmina Wisznice Poland 51 789N 23 21E 36 944 Urzad Miasta Lublin Po 51 248N 22 57E 36 936 land Luoghi rappresentativi in Austria Burgau Austria 48 432N 10 41E 36 1000 F rstenfeld Austria 47 095N 15 98E 35 1064 Luoghi rappresentativi in Slovacchia Drahovce 48 518N 17 80E 35 1040 Bacuch 48 859N 19 81E 38 1024 Luoghi rappresentativi in Spagna Valencia 39 470N 0 377E 35 1400 37 766N 3 790 33 1544 Alcaudete 37 591 4 087E 33 1560 Hornos 38 217N 2 720E 32 1520 23 BREVE SINTESI DELLA SEZIONE 2 e Spiegare come calcolare l irradiazione solare raccolta su una superficie con un orientamento dato 0 ed un angolo di inclinazione 0 apre la strada per calcolare l energia prodotta da un impianto fotovoltaico Sono stati illustrati alcuni metodi grafici per stimare l irradiazione solare raccolta su una superficie arbitrariamente orientata ed inclinata H 8 Sono stati introdotti alcuni strumenti software destinati allo stesso scopo F stata presentata un equazione che combina precisione e semplicit destinata a calcolare la produzione annua di energia dell impianto Epy EWh year H 2 8 KWb m year P kWp PR Dove P generatore di potenza PV in STC PR rapporto prestazionale 0 7 0 8 24 3 Dimensionamento impianti fotovoltaici grid connected Questa sezione si occupa dei concetti fondamentali volti al
6. Figura 2 6 Minimo e massimo rendimento annuo di elettricit del fotovoltaico in diversi paesi prodotta da un sistema da 1 kWp kWh anno con inclinazione ottimale dei moduli fotovoltaici e rapporto prestazioni pari a 0 75 Fonti European Commission Joint Research Centre http re jrc cec eu int pvgis apps pvest php lang en amp map Europe and National Renewable Energy Laboratory http www nrel gov rredc pvwatts 22 Tabella 2 1 Valori tipici per questo parametro calcolati in alcuni siti specifici situati nei paesi partecipanti al progetto PVs in BLOOM N B stato utilizzato il software PVGIS Sono state considerate strutture statiche rivolte all equatore ed inclinate in modo ottimale con un rapporto prestazionale pari a 0 8 Luogo Latitudine longitudine Angolo di inclinazione kWh kWp anno ottimale 9 Luoghi rappresentativi in Italia Padova Italy 45 410N 11 877E 34 1144 Belluno Italy 46 140N 12 218E 369 1096 Berchidda Italy 40 785N 9 166E 34 1456 Lugo di Vicenza Italy 45 746N 11 530E 350 1112 Mores Italy 41 474N 1 564E 340 1376 Sassari Italy 40 727N 8 56E 34 1456 Siliqua Italy 39 301N 8 81E 34 1472 Luoghi rappresentativi in Grecia Afetes Greece 39 283N 23 18E 30 1328 Aiginio Greece 40 511N 22 54E 31 1280 Lefkonas Greece 41 099N 23 50E 31 1224 Milies Greece 39 328N 23 15E 30 1352 Sourpi Greece 39 103N 22 90E 29 1304 Luoghi rappresentativi in Polonia
7. 070 EGIIT LISI 199 1 S68SI 62191 cocci 26601 1 88 590 8675 0 SPELT 69065 06 0 1150 ZET8T ESGSI y 9 1 SGETI 9116 1689 1070 yo A Z 0077 0077 0007 0081 0091 0071 0021 0001 008 009 4 69 1969 8185 6875 0947 IET 2026 ELTE 3497 9112 1861 STO 6769 2569 SLLS 26156 029 TYOP L887 OIEZ TELI ETO 91 1869 2569 1146 2805 1186 941 15757 9061 1270 LSPS TSLL LY0L EHE g o EC6y STT 1652 6187 YII 6170 lt 6 5898 9684 9014 1169 LTSS LELE 876 8516 69 7 470 201 1986 9768 2508 ZSIL 2929 g9 ELp 8LSE 7897 SUO ITEZI PGZII 79001 1976 128 1811 0919 PEIS 1019 0806 Gy vI ESTET 8SGII 29101 9966 04 8 414 6465 8Ly 866 1170 16691 7144 66191 v 2I LT 1166 5678 6LOL 7996 8777 60 0 96702 88 81 080 1 TLESI 799 1 95611 87701 0958 2689 16 1070 09842 ZEIT 6601 06681 17891 07971 LISOI 158 0169 070 OGLIE 191602 26992 694 v6l1IC 81 66851 OYZEI 26601 8P6L 0 0 ETOT 097 68196 14940 SPELT 06670 1606 66041 y 9 1 9601 1070 90 9 85 697 907 19 OSZE PYST 86 10 ST9I GIZI LTO 6875 878 107 1966 976 580 3497 DOTT COLI TZEI SLLS E67S TIS IESP 0586 8966 L887 9077 ST6I DEVI c0 2569 785 E67S v9Ly SETY SOLE 941 Ly9C LITT 8851 0 4A 4 0077 0077 0007 0081 0091 0071 0071 0001 008 009 ouued jp TP 70 APPENDICE II DELLA SEZIONE 5 TERMINOLOGIA LE kWp LCCyspl kWp P Vis kWp P Vi kWp PW
8. BREVE SINTESI DELLA SEZIONE Sosa dci pag 5 Valutazione economica dei sistemi PV Grid Connected pag 5 1 Valori rappresentativi del costo di sistemi in alcuni paesi pag 5 2 Misure di sostegno esistenti per sistemi PVPPs in ogni paese partner del progetto PVs IN BLOOM Italia Spagna Grecia Polonia Austria slot pag 5 3 Rassegna degli indici di redditivit pi significativi e comprensibili tasso di rendimento interno IRR o TIR ees pag 52 1 Introduzlene P pag 5 3 2 Rassegna di quattro indici di redditivit bep racicliin beta pag 5 4 Tabelle di facile utilizzo per stimare il tasso di rendimento dell investimento IRR pag 55 Breve rassegna degli effetti fscaller pag BREVE SINTESI DELLA SEZIONE rra ad to pag APPENDICE I ALLA SEZIONE 5 TABELLE PER LASTIMA DELL IRR lele pag APPENDICE ALLA SEZIONE 5 TERMINOLOGIA ossessi pag APPENDICE principali aspetti tecnici e contrattuali da controllare e confrontare quando si esamina una proposta daun fotnitore Oa pag BINGRISIMENIL ca lic pag 40 41 41 42 42 47 47 47 48 51 52 54 71 71 72 1 Nozioni di base sui sistemi fotovoltaici connessi alla rete PV Grid Connected 1 1 Panoramica La tecnologia del fotovoltaico PV converte la luce del sole in elettricit utilizzando dispositivi a semiconduttore solid state chiama
9. d 3000 4000 500 6000 7000 8000 0 0 01 4340 5787 7234 8681 10128 11574 0 08 3836 5115 6394 7673 8952 10231 0 05 3423 4564 5705 6846 7987 9128 0 07 3078 4104 5131 6157 7183 8209 0 09 2788 3717 4647 5576 6505 7435 011 2541 3388 4234 5081 5928 6775 0 13 2328 3104 5880 4656 5452 6208 0 15 2144 2858 3573 4288 5002 5717 0 17 1983 2644 3305 3966 4627 5288 0 19 1842 2455 3069 3683 4297 4911 091 1717 2289 2861 3433 4006 4578 0 23 1606 2141 2676 3212 3747 4282 0 25 1507 2009 2511 3013 3516 4018 0 27 1418 1891 2363 2836 3309 3781 1000 0 01 3114 4561 6007 7454 8901 10348 0 03 2732 4011 5289 6568 7847 9126 0 05 2423 3564 4705 5846 6987 8128 0 07 2169 3195 4221 5247 6273 7299 0 09 1957 2886 3816 4745 5674 6604 0 11 1778 2625 3472 4319 5166 5717 0 13 1625 2401 3177 3953 4729 5505 0 15 1494 2208 2923 3638 4352 5067 0 17 1380 2041 2702 3363 4023 4684 0 19 1280 1894 2507 3121 3735 4349 0 21 1192 1764 2336 2908 3481 4053 0 23 1114 1649 2184 2720 3255 3790 0 25 1044 1547 2049 2551 3053 3556 0 27 982 1455 1928 2400 2873 3345 1500 0 0 2501 3947 5394 6841 8288 9735 0 03 2179 3458 4737 6016 7295 8574 0 05 1923 3064 4205 5346 6487 7628 0 07 1714 2740 3766 4792 5818 6845 0 00 1541 2471 3400 4329 5259 6188 0 11 1397 2244 3090 3937 4784 5631 0 13 1274 2050 2826 3602 4378 5154 Continua alla pagina successiva 57 d 3000 4000 5000 6000 7000 8000 0 15 1169 1883 2598 3313 4027 4742 0 17 1078 1739 2400 3061 3722 4383 0 19 999 1613 2226
10. dell esposizione all esterno per 22 anni Si 15 22 14 8 Blu scuro monocristallo TedlarTM e incapsulante EVA Si 13 15 6 4 Blu multicristallo Incapsulante trasparente in silicio Si amorfo 8 15 N A Rosso blu nero CdTe 6 9 N A Verde scuro nero CIS 7 5 9 5 N A Nero Fonte Ewan D Dunlop and David Halton The Performance of Crystalline Silicon Photovoltaic Solar Modules after 22 Years of Continuous Outdoor Exposure Prog Photovolt Res Appl DOI 10 1002 pip 627 1 2 1 2 Cablaggio Il cablaggio di un impianto fotovoltaico destinato a portare l energia elettrica dal generatore PV all inverter e dall inverter alla societ della rete elettrica ci significa che il cablaggio richiesto in entrambe le parti DC e AC Particolare attenzione deve essere prestata nel cablaggio DC perch le caratteristiche della corrente continua se avviene un cortocircuito rendono questa parte pi pericolosa di quella alternata AC Per questo motivo si consiglia di utilizzare un livello di isolamento di categoria II per tutti i cavi impiegati questi cavi con rivestimento doppio rendono il cablaggio pi resistente agli agenti atmosferici Inoltre la corrente che scorre nella parte DC in molti casi pi alta di quella che scorre nella parte AC rende consigliabile l utilizzo di un cavo di sezione adeguata al fine di evitare perdite nella produzione elettrica In questo senso deve essere seguita la raccomandazione che affer
11. irradiazione giornaliera rispettivamente HDA 0 e HMA 0 sono comunemente impiegati nella progettazione di impianti fotovoltaici Come commentato in precedenza questi valori medi sono disponibili nella maggior parte dei database solari solo per le superfici orizzontali Tuttavia per gli impianti situati in climi europei soleggiati e con un angolo di inclinazione ottimale equazione 2 1 una regola empirica che relaziona a grandi linee la media annua di irradiazione orizzontale H 0 e Pirradiazione media annua raccolta su una superficie inclinata 55 rivolta a equatore H 0 0 Bop RWb m year 1 15H 0 RWb m year 2 1 pt J Questo significa ovviamente che Ha 0 bopt RWh m day 365 1 15H O RWh m 1 2 2 Che Ha 0 Bopi EWb m day 1 1 15H 0 KWh m 2 day 1 2 3 Se l irradiazione raccolta su superfici con un angolo a azimut e l angolo di inclinazione arbitrariamente scelti deve essere stimata a B alcuni grafici proposti in letteratura possono essere di grande aiuto Cos la figura 2 3 dedicata a ricavare quest ultimo valore di H 0 e pu essere applicata a serie di latitudini simili a quelle della Spagna per esempio i paesi europei del Sud Per ottenere una migliore comprensione del suo utilizzo di seguito sono riportati degli esempi 19 38 33323323 5533338 U x Tilt Angle 159 15 x B O
12. per le caratteristiche elettriche delle PVPPs Malgrado ci sono stati presentati due esempi di impianti di ultima generazione 37 APPENDICE ALLA SEZIONE 3 TERMINOLOGIA a Imon sc Coefficiente di temperatura della corrente di corto circuito di un modulo mA C Coefficiente di temperatura della tensione a circuito aperto di un modulo PV mV C AVic adim Caduta di tensione come una frazione del valore nominale della tensione in uscita dall inverter adim Caduta di tensione in una stringa come frazione della tensione di un generatore PV nel punto MPP a condizioni standard STC AV adim Caduta di tensione nel cavo principale DC come frazione della tensione del generatore PV nel punto MPP a condizioni standard STC mym adim Efficienza massima dell inverter m Q1 mm Conduttivit cos p adim Fattore di potenza dell inverter Az Frequenza della rete F adim Fattore di dimensionamento G Wim Irradianza incidente Gc Wm Irradianza incidente a condizioni standard STC 1000 Wm G 0 kWh m day Irradiazione media giornaliera su una superficie orizzontale Gda 2 8 kWh m d a 1 Irradiazione media giornaliera di un generatore PV posato su un piano Lise A Corrente nominale del fusibile Iinvac A Corrente nominale in uscita dall inverter Iiwvm pc A Corrente massima DC in ingresso dell inverter A Corrente del modulo PV n
13. CIFQV y d i IRR LCCusp N N NPV Pu PViy PWI CIF M 27 APPENDICE PRINCIPALI Produzione annuale di elettricit PV normalizzata per kWp kWh kWp yr Costo del ciclo di vita normalizzato di un PVGCS per kWp dal punto di vista dell utente kWp Investimento iniziale o sussidio normalizzato per kWp kWp Investimento iniziale normalizzato per kWp sul PVGCS kWp p Valore attuale normalizzato per kWp degli introiti di un PVGCS nella sua vita utile Tasso di sconto nominale Produzione di elettricit PV annua kWh Interesse di prestito annuo Tasso di inflazione annuo Tasso interno di rendimento Costo del ciclo di vita di un PVGCS dal punto di vista dell utente Vita utile del PVGCS anni Durata del prestito anni Valore attuale netto Prezzo unitario elettricit PV pagato risparmiato al dalPutente kWh Investimento iniziale o sussidio Investimento iniziale sul PVGCS Valore attuale degli introiti dal PVGCS nella sua vita utile Tasso di incremento annuo del prezzo dell energia consumata venduta da alla rete ASPETTI TECNICI E CONTRATTUALI DA CONTROLLARE E CONFRONTARE QUANDO SI ESAMINA UNA PROPOSTA DA UN FORNITORE EPC Questa appendice ha lo scopo di verificare attraverso controlli incrociati se la proposta del fornitore EPC Engineering Procurement and Construction pro
14. Lo stesso vale per i compiti di gestione e manutenzione che vanno effettuati durante la vita utile del PVPP 40 Una buona copertura a livello delle comunicazioni disponibilit di copertura Internet GPRS ecc sta diventando sempre pi importante Le societ elettriche che alla fine acquistano l energia generata di solito obbligano i proprietari di impianti PVPP in terreni marginali relativamente isolati e di grandi dimensioni a fornire accesso remoto ai loro contatori di energia BREVE SINTESI DELLA SEZIONE 4 Vi un ampia gamma di possibili tipologie per i sistemi PVPP mentre le peculiarit che caratterizzano un tipo di terreno marginale sono numerose Questo trasforma l accoppiamento del primo con il secondo in un compito arduo quando lo si affronta con l utilizzo di tabelle multivariabile Questa sezione si propone di fornire alcune indicazioni per valutare quale tipologia di sistema PVPP pu al meglio soddisfare uno specifico tipo di terreno marginale 5 Valutazione economica di sistemi PV Grid Connected Gli impianti fotovoltaici a terra grid connected PVGCS stanno diventando l applicazione della tecnologia fotovoltaica pi diffusa nei paesi sviluppati Ci dovuto principalmente ai programmi di sostegno e alle politiche governative lanciate da questi paesi ed ad un trend in continua diminuzione nel costo dei pannelli fotovoltaici PV Queste politiche sono attuate con incentivi finanziari che in general
15. MPP a condizioni standard STC Se il cavo principale DC ha una lunghezza di cavo singolo L trasversale minima S m main main la sezione in mm espressa come funzione della caduta di tensione consentita in questo cavo an come frazione della tensione del generatore PV nel punto MPP a condizioni STC si ricava dalla seguente equazione molto simile all equazione 3 11 2 L main N mp M STC 3 12 m string A Mi V M STC Per quanto riguarda la minima sezione trasversale del cavo nella parte 5 mm come funzione della caduta di tensione consentita in questa parte AV come frazione q P AC della tensione nominale in uscita dall inverter si pu scrivere come 25 41 AC INVAC 205 isingle phase inverter 3 13 Sn ACT AVic V V3 L 05 Lu three phase inverter 3 14 A Vic V dove Ly m la lunghezza del cavo singolo AC ed A la corrente nominale in uscita dall inverter 32 3 8 Dimensionamento di alcune misure di protezione Una trattazione globale del dimensionamento di tutte le misure necessarie e le protezioni consigliate per i sistemi PVGCS si colloca al di fuori degli obiettivi e dalla portata di questo documento Perci si raccomanda ai lettori di rivedere le sezioni dei loro codici normativi nazionali in materia di bassa tensione che si occupano di questa importante qu
16. N Se viene seguita la procedura descritta per il caso IRR nel caso B equivale ad un buon 5 7 Scegliamo un valore di IRR 5 caso pi sfavorevole 4 Martinot E Renewable Global status report REN21 Renewable Energy Policy Network by The Worldwatch Institute 2005 Available at http www martinot info RE2005_Global_Status_Report pdf accessed November 2006 5 Martinot E Renewable Global status report Update REN21 Renewable Energy Policy Network 2006 Available at http www ren21 net globalstatusreport download RE_GSR_2006_Update pdf accessed September 2007 50 Caso C Epy kwp considerato uguale a 1 000 kWh kWp anno nie presunto uguale a 4000 kWp Il prezzo corrispondente per kWh per elettricit generata da PV pagata risparmiata al dal proprietario p si presume uguale a 0 20 kWh E Si presume uguale all 1 assunto uguale al 25 perci si presume uguale 1 000 kWp 791 e Di conseguenza la somma rimanente PV 12 Vislrwp deve essere pagata dal proprietario Si presume che tale importo sia preso in prestito ad un tasso di interesse annuo 5 con termine N 20 anni Le tabelle 3 e 4 fornite in allegato devono essere usate per il calcolo di LCC sp e PWICIF N IRR nel caso C equivale ad una percentuale abbastanza buona compresa tra 3 596 Scegliamo un valore di RR 3 caso pi sfavorevole L analisi di alcuni a
17. Questo nuovo tipo di materiale contiene molti cristalli con gli atomi allineati in direzioni diverse Thin Film Monocrystaline Polycristaline CdTe Efficiency 15 18 Efficiency 13 16 Efficiency 8 10 Figura 1 4 Principali tipi di celle solari attualmente disponibili sul mercato Queste tecniche permettono di produrre celle solari in un modo pi semplice economico e veloce utilizzando meno silicio puro In questo senso lo sviluppo di tecnologie a film sottile ha consentito di ridurre ulteriormente i costi riducendo la quantit di materiale necessario per produrre una cella solare Per la fabbricazione delle celle solari sono utilizzati anche alcuni materiali diversi dal silicio come il telloruro di cadmio CdTe il diseleniuro di rame e indio CIS il silicio amorfo ecc Una grande quantit di celle solari diverse ora disponibile sul mercato e ancora di pi sono quelle in fase di sviluppo I tipi di moduli vengono spesso suddivisi in base alla tecnologia propria delle celle solari incorporate In questo senso comune trovare nella letteratura moduli monocristallo di silicio moduli policristallo di silicio moduli amorfi di silicio moduli CdTe moduli CIS ecc Seguendo questo approccio una spiegazione pi approfondita delle pi importanti tecnologie oggi esistenti relative alle celle solari riportata qui sotto Tecnologie in silicio cristallino Il materiale pi importante impiegato nelle ce
18. altro box di connessione Ovviamente la sezione di questi cavi di uscita deve essere superiore a quello dei cavi di stringa 1 2 2 Parte AC Gli inverter il cablaggio AC Pinterruttore principale DC e sia Pinterruttore magnetotermico che il locale interruttore di circuito di corrente insieme con i contatori di energia sono i principali elementi che devono far parte della sezione a corrente alternata AC Linverter l elemento chiave in questa parte poich nella maggior parte dei casi il contatore di energia un dispositivo scelto ed installato dalla societ elettrica In effetti 12 l inverter trasforma la corrente continua in corrente alternata con le stesse caratteristiche della rete Per tutte queste ragioni gli inverter sono elementi cruciali per gli impianti fotovoltaici 1 2 2 1 Inverter Gli inverter collegati alla rete sono noti anche come inverter grid tied Questi dispositivi figure 1 2 e 1 3 collegano le stringhe fotovoltaiche alla rete oppure sia alla rete che ai carichi AC di un edificio Come accennato in precedenza gli inverter sono principalmente dedicati a convertire l energia solare in energia elettrica continua alternata con le stesse caratteristiche della rete Le prestazioni di questi dispositivi sono migliorate notevolmente nel corso del recente passato e questa conversione comporta solo piccolissime perdite In PVPPs come un caso particolare di PVGCS l inverter collegato direttamente alla
19. annuo di sconto tenendo conto del tasso annuo di inflazione Ovviamente redditivit significa che il tempo di payback scontato non deve superare la durata di vita del sistema Anche se facilmente comprensibile e semplice questo parametro non considera i flussi di cassa prodotti dopo il DPBT quindi pu nascondere opportunit finanziarie concrete per coloro che decidono di investire in un sistema fotovoltaico Perez R Burtis L Hoff T Swanson S Herig C Quantifying residential PV economics in the USpayback vs cash flow determination of fair energy value Solar Energy 2004 77 363 366 47 Il valore attuale netto NVP Net Present Value in di un progetto di investimento la somma dei valori attuali di tutti i flussi finanziari in entrata PW CIF N espressi in dove N la vita utile in anni dell impianto fotovoltaico e dei flussi finanziari in uscita relativi agli investimenti Pertanto il parametro NPV pari al valore attuale dei flussi finanziari in entrata dal sistema meno il costo del ciclo di vita dal punto di vista dell utente LOC Perci NPV PW CIF N 5 1 Ovviamente un sistema PVGCS dovrebbe essere valutato favorevolmente se NPV gt 0 Tuttavia questo parametro non efficace per scegliere tra due progetti con lo stesso NPV ma con costi iniziali e durata diversi Il tasso interno di rendimento di un progetto di investimento IRR o TIR uguale al tasso reale di interesse
20. due assi di una vicina piantagione fotovoltaica PVPP 3 9 2 Una PVPP da 9 2 MWp a Ja n provincia di Ja n Spagna La fattoria solare da 9 2 MWp Olive three field Olivares Uliveti si trova in un appezzamento di terreno di 16 ettari a Ja n provincia di Ja n Spagna 38 N di latitudine 3 O longitudine altezza 520 m s l m Questo terreno si presenta quasi privo di ombre con pendenze trascurabili rispetto all orizzonte Un centro di trasformazione ad alta tensione 20 kV 132 kV situato nelle vicinanze del sito quindi disponibile un facile accesso di connessione alla rete Le condizioni meteorologiche locali del sito sono caratterizzate da una media annua di irraggiamento giornaliero orizzontale di 4 9 kWh m con una temperatura annuale media giornaliera di 16 C Quasi la met dell area sopra descritta era una discarica di inerti mentre l altra met era un uliveto poco redditizio come illustrato nella figura 3 4 Il proprietario di questo terreno non era soddisfatto della condizione di degrado di una parte di questa zona e del livello di redditivit della produzione di olio d oliva Di conseguenza rispose in modo entusiasta alla richiesta dei futuri proprietari del PVPP di affittare il suo terreno per allestire il parco solare A fine di installare l impianto fotovolatico gli olivi vennero estirpati ed il terreno bonificato insieme a quello della vicina discarica High voltage transformer centre 20
21. estimation of the internal rate of return of photovoltaic grid connected systems Renewable amp Sustainable Energy Reviews 2007 11 447 466 3 Nofuentes G Aguilera J and Mufioz FJ Tools for the Profitability Analysis of Grid Connected Photovoltaics Progress in Photovoltaics Research and Applications 2002 10 555 570 49 Il tasso annuale di aumento del prezzo dell elettricit PV si assume pari al 2 Il sussidio normalizzato all investimento iniziale PV s w si presume uguale al 17 di PV y perci PV say si presume uguale 1 000 kWp Vale la pena dire che alcuni paesi forniscono sussidi in capitale dal 10 al 50 45 e Di conseguenza la somma rimanente PV n kwp PV slkwp deve essere pagata dal proprietario Si presume che tale importo venga preso in prestito ad un tasso di interesse annuo 5 mentre il termine del prestito si presume uguale a 10 anni Uso delle tabelle riportate in allegato con riferimento a questo esempio 1 Dalla tabella 2 sono considerate la colonna 4 6 000 kWp e le righe dove kWp 1 000 kWp Scegliamo un valore di 4 0 09 cosicch LCCyspliwp 4 745 kWp1 Dalla tabella 5 sono considerate la colonna 5 e le righe dove 0 3 kWh Dalla riga corrispondente allo stesso valore di 7 0 09 consegue che PWICIFM xwp 4 956 kWp Sottraiamo PW CIF N LCCysp 2211 kWp Poich PW CIFQV gt 0 il tass
22. fra quelle a film sottile Celle a film sottile Negli ultimi anni lo sviluppo di processi a film sottile per la produzione di celle solari diventato sempre pi importante Il processo consiste nell applicazione di un sottile strato di semiconduttori fotoattivi su di un substrato solitamente vetro I materiali pi comunemente utilizzati sono silicio amorfo a Si film sottili di silicio multicristallino su un substrato a basso costo diseleniuro di rame ed indio CIS e telloruro di cadmio CdTe I livelli inferiori di materiale il consumo energetico ridotto e la produzione automatizzata forniscono a questa tecnologia un potenziale molto elevato per ridurre i costi se confrontata con la tecnologia del silicio cristallino Il silicio amorfo diverso dal silicio cristallino perch gli atomi di silicio non si trovano a distanze precise gli uni dagli altri e questa casualit nella struttura atomica ha un forte impatto sulle propriet elettroniche del materiale Il processo di lavorazione consiste nel deporre su di un vetro a basso costo diversi strati di ossido a Si e di un contatto metallico L efficienza delle celle solari amorfe si colloca in genere tra il 6 e P 8 La durata delle celle amorfe pi breve rispetto alla durata delle celle cristalline Le celle amorfe hanno densit di corrente fino a 15mA cm2 e la tensione della cella senza carico collegato di 0 8 V un valore decisamente superiore a quello delle celle c
23. gli stress meccanici gli agenti atmosferici e l umidit esse sono immerse in un materiale trasparente che le isola anche elettricamente Nella maggior parte dei casi utilizzato il vetro ma a seconda del processo possibile utilizzare anche la plastica acrilica il metallo o rivestimenti in plastica D altro canto la connessione elettrica di celle a film sottile parte integrante del processo di fabbricazione delle celle e tale connessione si ottiene incidendo i singoli strati Infine i moduli standard hanno un telaio o cornice in alluminio anche se possibile acquistare anche moduli senza cornice Le celle solari incluse nei moduli fotovoltaici convertono direttamente la radiazione solare in energia elettrica Nel processo di conversione in alcuni materiali noti come semiconduttori che sono separati dalla struttura del dispositivo l energia della luce incidente crea particelle mobili cariche producendo corrente elettrica Questa corrente pu essere utilizzata per alimentare un circuito elettrico Il materiale pi comunemente utilizzato nella cella fotovoltaica il silicio Si uno degli elementi pi abbondanti sulla Terra Le prime celle disponibili in commercio erano in silicio monocristallino con tutti gli atomi di silicio perfettamente allineati a costruire un cristallo organizzato Per ridurre i costi sono state sviluppate nuove tecniche di produzione che a loro volta hanno dato vita alle celle solari policristalline
24. importo dipende dal coefficiente di tassazione definito dalle entrate derivanti dall investimento dalla gestione annuale e dai costi di mantenimento il metodo di rimborso del debito l ammortamento delle attivit ecc 51 La diversit dei sistemi di tassazione vigenti nei vari paesi rende pi complesso comprendere le problematiche afferenti la nostra analisi In ogni caso sono stati considerati valori fiscali diversi coefficienti che vanno dallo 0 al 40 In questa sotto sezione l analisi del tasso IRR stata effettuata tenendo conto di un coefficiente d imposta per i tre casi considerati Al fine di stimare le tasse tale coefficiente stato applicato al flusso di cassa derivante dalle una volta che sono stati detratti l ammortamento delle attivit il pagamento degli interessi del prestito ed i costi di mantenimento e finanziamento del sistema PVGCS L ammortamento dell asset capitale stato considerato lineare su tutto il ciclo di vita del sistema PVPP 25 anni ed stato escluso dalla tassazione I risultati delle analisi nei casi di base per gli scenari A B e C sono riportati in figura 5 4 In questa figura il tasso di rendimento interno raffigurato confrontato al coefficiente percentuale della tassa L IRR vede una diminuzione morbida e quasi lineare all aumentare del coefficiente di tassazione Pi specificatamente quando il secondo aumenta al 40 il primo diminuisce solo del 2 7 per il caso A 1 4
25. inclinazione della superficie considerata La forma relativa alle curve di livello non i valori specifici della media annuale di irradiazione si possono applicare ai climi dell Europa Centrale 70 50 ge 21 ninao e 30 90 70 50 30 10 10 30 50 10 90 un Figura 2 4 Irradiazione media annuale kWh m 2 anno 1 a Berlino secondo azimut e angolo di inclinazione Fonte DGS and Ecofys 2005 Planning and Installing Photovoltaic Systems A guide for installers architects and engineers James amp James London p 13 20 L inseguimento a due assi in Sud Europa pu conseguire una guadagno di irradiazione fino al 40 circa rispetto alle superfici statiche orientate ed inclinate in maniera ottimale 0 Bopt Questo guadagno si abbassa a circa il 30 in Europa Centrale a causa del clima nuvoloso L inseguimento ad asse singolo in Sud Europa pu conseguire un guadagno di irradiazione fino 25 33 secondo il metodo di inseguimento rispetto alle superfici statiche orientate ed inclinate in maniera ottimale 0 Questo aumento diminuisce fino a circa il 20 in Europa centrale a causa di quanto detto in precedenza A parte i metodi grafici ci sono software utili per valutare l irradiazione su una superficie arbitrariamente orientata ed irradiata per un sito specifico determinato da latitudine e longitudine La maggior parte di questi software lavorano con un data base ottenuto in due modi dati ra
26. per il caso B e 0 8 per il caso C RR 10 9 8 7 3 I a 0 5 10 15 20 25 30 35 40 lax coeficient value Figura 5 4 Tasso IRR 96 come funzione dei valori dei coefficienti di tassazione percentuali per i casi A linea pi in alto B linea intermedia e C linea pi in basso BREVE SINTESI DELLA SEZIONE 5 Un trend in continuo calo dei costi PV insieme ad una vasta gamma di misure di sostegno rivolte ai sistemi fotovoltaici grid connected PVGCS li hanno trasformati in un investimento redditizio quando alcune condizioni economiche sono soddisfatte I prezzi dei PVGCS a terra quali quelli del progetto PVs in Bloom si sono ridotti di circa il 35 negli anni 2007 2009 Una gamma di costo realistica per i PVPPs nei paesi partner del progetto pu essere definita compresa tra 3 6 Euro Wp In Europa negli ultimi anni sono state definite e messe in atto diverse forme di finanziamento per i PVGCS Le pi popolari in Europa sono le tariffe feed in le sovvenzioni di capitale ed i prestiti agevolati e Il tasso di rendimento interno IRR fornisce alcune informazioni significative per l investitore di questi sistemi PV Questa sezione presenta alcune tabelle di facile uso per stimare IRR evitando calcoli complessi e L analisi fornisce alcuni dati per PIRR che possono supportare la decisione di un futuro proprietario di un sistema PVGCS connesso a ter
27. sistema fotovolatico di vendere nella sua interezza l energia elettrica prodotta alla rete Questa vantaggiosa soluzione ha aperto la strada a servizi pubblici dell energia societ operative e societ di investimento per costruire grandi impianti PVGCS montati a terra Inoltre per quanto riguarda localit molto assolate dato il sostegno finanziario favorevole di cui sopra i sistemi ad inseguimento solare si sono dimostrati parecchio profittevoli 5 AC Loads Electricity grid 1 PV modules 2 Inverter 3 Metering device 4 Metering device Electricty soldto Electricity bought the erid fram the erid Figura 1 2 Struttura semplificata di un sistema fotovolatico PV grid connected L elettricit generata da PV venduta parzialmente alla rete Electricity grid 1 PV modules 2 Inverter 3 Metering device Electricty sold to the grid Figura 1 3 Struttura semplificata di un sistema fotovolatico PV grid connected Tutta l elettricit generata da PV venduta alla rete Prendendo in considerazione le caratteristiche dell energia elettrica lo schema riportato in figura 1 3 pu essere suddiviso in due parti PARTE DC dal generatore fotovoltaico all ingresso dell inverter la caratteristica principale di questa parte che l elettricit trasmessa come corrente continua DC Sono inclusi i seguenti elementi moduli fotovoltaici strutture di sostegno fili e scatole di connessione DC PA
28. un materiale a film sottile con efficienze che vanno dal 13 circa in moduli commercializzati a circa il 17 raggiunto nei laboratori di ricerca Si tratta di un materiale promettente ma non ancora ampiamente utilizzato a causa delle procedure specifiche di produzione e a causa della scarsit del componente indio Oggi il mercato del fotovoltaico offre una vasta gamma di potenza dei moduli PV E possibile acquisire moduli fotovoltaici da pochi watt fino a diverse centinaia ed in tutto il mondo il numero delle societ che offrono moduli fotovoltaici molto elevato Un tipico modulo standard composto da 36 72 celle e il suo range di potenza di 75 270 Wp nel caso di celle cristalline A volte in alcune condizioni di funzionamento le celle solari in un modulo fotovoltaico possono risultare ombreggiate e la loro temperatura pu aumentare fino a causare danni nel materiale Questa situazione conosciuta come hot spot punti caldi e quando si verifica la potenza nominale erogata dal modulo si riduce drasticamente Al fine di evitare e prevenire gli hot spots i moduli fotovoltaici devono essere muniti di diodi di bypass Solitamente un diodo di bypass collegato a proteggere 18 20 celle solari La tabella 1 1 riassume le principali caratteristiche delle celle solari commerciali 10 Tabella 1 1 Principali caratteristiche di celle solari commerciali Materiale Efficienza Degradazione potenza Colore nominale a seguito
29. 00 000 Novit dal 4 Giugno 2009 gli impianti fotovoltaici sui tetti fino a 10 kWp per utenti residenziali e piccole imprese ricevono 0 55 kWh La riduzione progressiva annuale del 5 prevista per i nuovi richiedenti a partire dal 2012 Questo non vale ovviamente per i sistemi PVPPs Per quanto riguarda le modifiche della legislazione PV i prezzi dell energia elettrica prodotta da fotovoltaico si basano sui dati riportati nella Tabella 5 2 Tabella 5 2 Tariffe feed in MWh in Grecia secondo la data di messa in opera del sistema PVGCS ANNO MESE GRID GRID NON CONNECTED CONNECTED COLLEGATO gt 100 kW lt 100 kW ALLA RETE gt 100kW lt 100kW 2010 Febbraio 400 00 450 00 450 00 2010 Agosto 392 04 441 05 441 05 2011 Febbraio 372 83 419 43 419 43 2011 Agosto 351 01 394 88 394 88 2012 Febbraio 333 81 375 53 375 53 2012 Agosto 314 27 353 56 353 56 2013 Febbraio 298 87 336 23 336 23 2013 Agosto 281 38 316 55 316 55 2014 Febbraio 268 94 302 56 302 56 2014 Agosto 260 97 293 59 293 59 2015 gt prezzo medio del sistema X 1 3 X L X 1 4 riferito all anno precedente Italia Le tariffe di feed in sono garantite per 20 anni dal GSE Gestore Servizi Elettrici National Electrical Services Management Body Secondo l articolo 6 comma 2 del Decreto del 19 Febbraio 2007 le tariffe sono state ridotte del 2 dal 2009 al 2010 44 Tariffe 2009 Potenza nominale Installazione a terra Parzialmente integrat
30. 0077 0007 0081 0091 0071 0071 0001 008 009 Cuu dA 49 41 10 00 ozza1d onuue rp osse1 nuan ep e 21e8ed ep 74 yy 19d orrexrun 022314 ossei AVIAd7 op 19d enuue op ouorzung ur 419 SODA un rp day 12d nronur e 2qe T 63 98 81 122 1 SS9SI 060 VISTI 6S601 6 6 878 2929 269 0 0 00077 00042 000 00081 00091 00071 00021 00001 0008 0009 1070 0 88L7 4444 ETET 1607 6S8I 9291 6 2911 676 L69 LTO STOE 9 7 EIST 1977 010 66 1 80SI 9401 5001 PSL STO 187 800 SELT 1977 8817 DIGI 1991 1961 601 078 ETO 966 1666 L667 L697 86 c 8607 86 1 8671 661I 668 120 EL6E 2996 1166 0867 6997 SIET 1861 91 vcel 66 6170 190 T69 CC ESC v8S7 SIZZ 981 LLYl ZOTI LTO T66 9 6 091 DELE STEE TI6Z 9692 0807 991 8y71 ST 0 696 6126 SLY 0 27 96 6 ITEE 1987 TLET 8681 cy1 0 9869 1609 885 6667 0687 0986 EGTE 614 9991 1170 BELL 60Z 8779 7085 6515 698 VITE 6LST SEGI 600 9S76 5878 BILL CY 69 1 19 66 S 8797 LS8 580 DIET 1070 SGZII pSEOI 196 1 58 0 C 6859 8796 90 9 6 PIST 50 0 06071 SIGZI 19211 Z99501 6 6 6178 SVOL 1485 1697 lt lt 0 0 00081 00591 00051 00861 00071 00501 0006 0054 0009 006 100 6681 0 1 6 6 6 c1 7801 676 vL 079 597 LTO 0102
31. 02 0 03 522 1890 3258 4626 5994 17362 0 05 423 1564 2705 3846 4987 6128 0 07 350 1316 2283 3249 4216 5183 0 09 295 1125 1956 2787 3618 4448 0 11 253 976 1609 2422 3146 3869 0 15 220 857 1494 2131 2768 3405 0 15 194 761 1328 1895 2462 3028 0 17 175 682 1191 3701 2210 2719 0 19 156 617 1078 1540 2001 2462 Continua alla pagina successiva 61 d 3000 4000 500 6000 7000 8000 0 21 142 563 983 1404 1825 2246 0 23 130 516 903 1289 1676 2062 0 25 120 477 834 1191 1548 1905 0 27 111 442 774 1106 1437 1769 3500 0 01 1605 3273 4941 6610 8278 0 03 1293 2661 4029 5397 6765 0 05 1064 2205 3346 4487 5628 0 07 891 1858 2824 3791 4758 0 09 759 1590 2421 3251 4082 0 11 656 1380 2103 2826 3549 0 13 575 1212 1849 2486 3123 0 15 510 1077 1644 2210 2777 0 17 456 966 1475 1984 2493 0 19 412 874 1335 1796 2257 0 21 376 727 1217 1638 2059 0 23 345 731 1118 1504 1891 0 25 318 675 1032 1389 1747 0 27 295 627 958 1290 1622 4000 0 01 881 2549 4217 5886 7554 0 03 697 2064 3432 4800 6168 0 05 564 1705 2846 3987 5128 0 07 466 1433 2399 3366 4333 0 09 395 1224 2054 2885 3716 0 11 337 1060 1783 2507 3230 0 13 293 930 1567 2204 2841 0 15 259 825 1392 1959 2526 0 17 231 740 1249 1758 2268 0 19 208 669 1130 1592 2053 0 21 189 610 1031 1451 1872 0 23 175 559 946 1333 1719 0 25 159 517 874 1231 1588 0 27 148 479 811 1143 1474 4500 0 01 1825 3493 5162 6830 0 03 1468 2835 4203 5571 0 05 1205 2346 3487 4628 0 07 1008 1974 2941 3908 0 09 857 1688
32. 10096 della tariffa specifica pagato per i primi 10 anni In seguito la tariffa viene tagliata al 75 nell undicesimo anno e infine al 5096 nel dodicesimo Dopo questo periodo viene pagato solo il prezzo di vendita al consumo dell energia elettrica Alcuni degli Stati Federali hanno regimi di sostegno agli investimenti addizionali Grecia Nel Gennaio 2009 in Grecia stato introdotto un nuovo regime di tariffe feed in Le tariffe sono rimaste invariate fino ad Agosto 2010 e sono state garantite per 20 anni Tuttavia se un contratto di connessione alla rete stato firmato prima di tale data e il sistema stato ultimato entro i successivi 18 mesi sar applicata la FIT immutata Le domande gi presentate per i permessi 3 GW dovevano essere completate entro la fine del 2009 Il regime a valere per le nuove installazioni successive all Agosto 2010 non ancora noto 43 Tariffe feed in kWh Inizio operazione Rete su terra ferma Reti autonome su isola 100kWp lt 100kWp 100kWp lt 100kWp Febbraio 2009 0 40 0 45 0 45 0 50 Aagosto 2009 0 40 0 45 0 45 0 50 Febbraio 2010 0 40 0 45 0 45 0 50 Agosto 2010 0 392 0 441 0 441 0 49 Da allora in poi la riduzione progressiva delle tariffe per i nuovi sistemi sar del 5 ogni semestre Un contributo del 40 sar ancora disponibile in aggiunta alle nuove FIT per la maggior parte dei sistemi l investimento minimo elegibile per accedere alla concessione di 1
33. 1121 6961 01 10 4A 4 0077 0077 0007 0081 0091 0071 0071 0001 008 009 4 TP 68 1901 0979 8 987 869 1119 445 9E67 15230 TILI 61 0 968 SET 0859 TT6S POTS 9097 8766 06c ZE 9161 1170 9768 1078 SSY 0129 9656 6126 87L T867 LETT SUO 79201 1 6 9558 1044 S89 6865 VEIS 8175 4445 1957 cro 8SGII 19601 C966 8968 2161 6169 6 65 2867 9866 6867 1170 66191 6161 66 11 61901 6676 6578 6LOL 0065 024 OPSE 60 0 080 1 15981 ESTHI 01821 18611 966 0958 LIIL 69 OLT 1070 ECOTZ 18261 805 1 SLLSI CCOVI 69 41601 39 8 1102 8525 0 0 Z26697 8090 LLOCC 69861 199 1 12543 9961 86011 1688 799 0 S8IPE 16616 88487 6EIST O6LTZ 7661 EGOLI SAGA 9758 1070 0 006 OSTE ST6T 0097 SLTT OSGI STII 00 1 6 6 LTO IET 848 92 lt lt ELTE 1787 8977 911 9 1 0191 8501 0797 SETE 0586 SIVE 080 5697 OIE7 GC61 051 SSII ETO 7806 8597 SETE 118 8866 7967 1757 LIIT 691 OLZI 10 895 8915 869 8775 65 6 687 6187 6481 60y1 610 1169 0645 PITS LELE LIT 689 8516 ZE 9017 6 51 1190 ZSIL 1959 3965 89 6 ILLE GLIP 846 T867 98 c 6841 SUO PITS 6TSL 5789 0919 9 164 1019 TE SELT ESOT 1 0 9956 69 8 TL6L SLIZ LL 9 085 8 986 681 TOET 110 LIETI E8EOI 6 r6 6678 ISSL L099 996 OCA 944 TEST 60 0 99 1 STSTI 18611 8 01 6016 1464 2689 695 9196 1070 22891 44241 CCOVI 0c9cI 8ICII 9186 198 1102 6096 10
34. 2519 3350 0 11 741 1464 2187 2910 0 13 648 1285 1922 2559 0 15 574 1141 1708 2275 0 17 514 1023 1533 2042 0 19 464 926 1387 1848 0 21 423 844 1265 1686 0 23 388 774 1161 1548 0 25 358 715 1072 1429 0 27 332 664 995 1327 62 9646 087 CITE 198 TEST VICE 8681 2861 SOCI 676 ero 066 6 96 EGTE LC6C 1952 61 6781 971 8601 1170 6SIS 67Ly 667 698 66 600 615 0241 0671 60 0 1 19 1696 THIS 8797 009 580 ILST 1502 100 DESL 069 SLT9 879G 0705 SILE 8 1 OISZ E881 S0 0 6 6 0198 8c8Z SOL 2929 6 9 1697 vI6 1616 SPET 0 0 00071 00011 00001 0006 0008 0004 0009 0006 0007 000 1070 20 676 TSS YLL 169 029 TS 597 186 016 TET LTO 5001 126 8 8 1297 049 985 06 61 IST 601 001 16 028 6 869 5 957 59 ELT ETO 6611 6601 666 668 661 669 665 66 007 00 ITO vZEL DIZI 011 66 688 ELL 299 TSS Ivy 166 6170 2491 IEZI 1011 86 198 86 619 C6y 69 LTO 7991 TSI 861 8771 6011 1 6 TES 69 SSS 917 ST 0 8681 851 cy1 SITI ZOTI 6 6 164 9 vL S6IZ ZLOZ 6781 9991 1871 8601 C16 TEL 1170 6LST POET GVIC SEGI 0241 SOSI 0671 SLOT 098 49 6070 680 8787 ILST DIET LSOT 0081 524 9871 8701 ILL 1070 SOLE 144 8616 PIST OISZ 961 881 6981 Ceci 196 070 169 50 PIGE TTSE 1616 07 2 SPET 2661 9951 0 0 0009 0055 0006 00Sy 0007 006 000 00S7 0007 00SI 1070 qma a 2 0077
35. 2611 3225 Continua alla pagina successiva 58 d 3000 4000 5000 6000 7000 8000 0 21 142 714 1286 1858 2431 3003 0 23 130 665 1200 1735 2271 2806 0 25 120 622 1124 1626 2129 2631 0 27 111 583 1056 1529 2001 2474 3500 0 01 1494 2941 4388 5835 7281 0 03 1249 2528 3807 5085 6364 0 05 1064 2205 3346 4487 50628 0 07 921 1947 2973 3999 5025 0 09 808 1738 2667 3596 4526 0 11 718 1565 2412 3259 4106 0 13 645 1421 2197 2973 3749 0 15 584 1298 2013 2727 3442 0 17 532 1192 1854 2515 3176 0 19 489 1103 1716 2330 2944 0 21 451 1024 1596 2168 2740 0 23 419 954 1489 2025 2560 0 25 391 893 1395 1897 2400 0 27 366 838 1311 1784 2256 4000 0 01 881 2328 3775 5221 6668 0 03 697 1975 3254 4533 5812 0 05 564 1705 2846 3987 5128 0 07 466 1492 2518 3545 4571 0 09 393 1322 2252 3181 4110 0 11 337 1184 2031 2878 3724 0 13 293 1069 1845 2621 3397 0 15 259 973 1688 2402 3117 0 17 231 892 1553 2214 2875 0 19 208 822 1436 2049 2663 0 21 189 761 1333 1906 2478 0 23 173 708 1243 1779 2314 0 25 159 662 1164 1666 2168 0 27 148 620 1093 1566 2038 4500 0 01 1714 3161 4608 6055 0 03 1423 2702 3981 5260 0 05 1205 2346 3487 4628 0 07 1037 2064 3090 4116 0 09 907 1836 2765 3695 0 11 802 1649 2496 3343 0 13 718 1494 2270 3046 0 15 648 1363 2077 2792 0 17 590 1251 1912 2573 0 19 541 1155 1768 2382 0 21 499 1071 1643 2215 0 23 462 997 1533 2068 0 25 430 933 1435 1937 0 27 403 875 1348 1821 Tabella 3 Costo del ciclo di vita del sis
36. 2840 3454 4068 0 21 929 1501 2074 2646 93218 3790 0 23 868 1403 1938 2473 3009 3544 0 25 813 1315 1818 2320 2822 3324 0 27 764 1237 1710 2182 2655 3128 2000 0 01 1887 3334 4781 6228 7675 9121 0 03 1627 2906 4185 5464 6742 8021 0 05 1423 2564 3705 4846 5987 17128 0 07 1259 2285 3311 4338 5364 6390 0 09 1126 2055 2984 3914 4843 5773 0 11 1015 1862 2709 3556 4403 5250 0 13 923 1699 2475 3251 4027 4803 0 15 844 1558 2273 2988 3702 4417 0 17 776 1437 2098 2759 3420 4081 0 19 718 1332 1945 2559 3173 3787 0 21 667 1239 1811 2383 2956 3528 0 23 622 1157 1092 2227 2763 3298 0 25 582 1084 1586 2080 2591 3093 0 27 547 1019 1492 1964 2437 6884 2500 0 01 1274 2721 4168 5614 7061 8508 0 03 1075 2354 3632 4911 6190 7469 0 05 923 2064 3205 4346 5487 6628 0 07 804 1831 2857 3883 4909 5935 0 09 710 1640 2569 3498 4428 5357 0 11 634 1481 2328 3175 4022 4868 0 13 571 1347 2123 2899 3675 4451 0 15 519 1233 1948 2663 3377 4092 2500 0 17 475 1136 1797 2458 3119 3780 0 19 437 1051 1665 2278 2892 3506 0 21 404 976 1549 2121 2693 3265 0 23 376 911 1446 1981 2517 3052 0 25 351 853 1355 1857 2360 2862 0 27 329 801 1274 1747 2219 2692 3000 0 01 661 2108 3554 5001 6448 7895 0 03 522 1801 3080 4359 5638 6917 0 05 423 1564 2705 3846 4987 6128 0 07 350 1376 2402 3428 4454 5480 0 09 295 1224 2153 3083 4012 4941 0 11 255 1100 1946 2793 3640 4487 0 13 220 996 1772 2548 3324 4100 0 15 194 909 1623 2338 3052 3767 0 17 173 834 1495 2156 2817 3478 0 19 156 770 1384 1997
37. 4189 5236 6283 7330 8378 0 23 3130 4173 5216 6259 7303 8346 0 25 3120 4159 5199 6239 7279 8319 027 3111 4148 5185 6222 7259 8296 1000 0 01 1440 2661 93881 5101 6321 7542 0 03 2522 3697 4871 6045 7219 8393 0 05 2423 3564 4705 5846 6987 8128 0 07 2350 3466 4583 5699 6816 7932 0 09 2295 3393 4491 5589 6688 7786 011 2253 3337 4421 5505 6590 8517 0 13 2220 3293 4366 5440 6513 7586 015 2194 3259 4323 5388 6452 7517 0 17 2173 3231 4288 5346 6404 7461 0 19 2156 3208 4260 5312 6364 7416 021 2142 3189 4236 5283 6330 7378 0 23 2130 3173 4216 5259 6303 7346 0 25 2120 3159 4199 5239 6279 7319 027 2111 3148 4185 5222 6259 7296 1500 001 2161 3381 4601 5821 7042 8262 0 03 2022 3197 4371 5545 6719 7893 0 05 1923 3064 4205 5346 6487 7628 0 07 1850 2966 4083 5199 6316 7432 0 09 1795 2893 3991 5089 6188 7286 0 11 1753 2837 3921 5005 6090 7174 0 13 1720 2799 3866 4940 6013 17086 0 15 1694 2759 3823 4888 5952 17017 0 17 1673 2731 93788 4846 5904 6961 Continua alla pagina successiva 54 E KWp d 3000 4000 500 6000 7000 8000 0 19 1656 2708 3760 4812 5864 6916 0 21 1642 2689 3736 4783 5830 6878 0 23 1630 2673 3716 4759 5803 6846 0 25 1620 2659 3699 4739 5779 6819 0 27 1611 2648 3685 4722 5759 6796 2000 0 01 1661 2881 4101 5321 6542 7762 0 03 1522 2697 3871 5045 6219 7393 0 05 1423 2564 3705 4846 5987 7128 0 07 1350 2466 3583 4699 5816 6932 0 09 1295 2393 3491 4589 5688 6786 0 11 1253 2337 3421 450
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39. 6 5547 011 121 1934 2658 3381 4104 4827 013 1065 1702 2339 2976 3613 4250 0 15 947 1514 2081 2648 3215 3782 0 17 850 1360 1860 2378 2887 3397 Continua alla pagina successiva 60 kWp LPV slkwp E KWp d 3000 4000 500 6000 7000 8000 0 19 770 1231 1692 2154 2615 3076 0 21 702 1123 1544 1965 2386 2807 0 25 645 1031 1418 1804 2191 2577 0 25 595 953 1310 1667 2024 2381 0 27 252 885 1216 1548 1879 2211 2000 0 01 2109 3777 5445 7113 8782 10450 0 03 1716 3084 4452 5820 7188 8556 0 05 1423 2564 3705 4846 5987 7128 0 07 1200 2166 3133 4100 5066 6033 0 09 1027 1858 2689 3519 4350 5181 0 11 892 1615 2338 3061 3785 4508 0 13 784 1421 2058 2695 3332 3969 0 15 696 1263 1830 2397 2964 3531 017 625 1134 1643 2152 2662 3171 0 19 565 1026 1488 1949 2410 2871 0 21 515 936 1357 1778 2199 2620 0 23 473 860 1246 1633 2019 2406 0 25 437 794 1151 1508 1865 2222 0 27 406 737 1069 1400 1732 5555 2500 0 001 1385 3053 4721 6389 8058 9726 0 03 1119 2487 93855 5223 6591 7959 0 05 929 2064 3205 4346 5487 6628 0 07 775 1741 2708 3675 4641 5608 0 09 661 1492 2322 3153 3984 4815 0 11 572 1295 2019 2742 3465 4188 0 13 502 1139 1776 2413 3050 3687 0 15 445 1012 1579 2146 2713 3280 2500 0 17 399 908 1417 1927 2436 2945 0 19 361 822 1283 1744 2206 2667 0 21 328 749 1170 1591 2012 2433 0 22 301 688 1074 1461 1848 2234 0 25 278 635 992 1350 1707 2064 0 27 258 590 921 1253 1585 1916 3000 0 01 661 2329 3997 5665 7334 90
40. 66 2083 3199 4316 5432 0 09 893 1991 3089 4188 5286 0 11 837 1921 3005 4090 5174 0 15 793 1866 2940 4013 5086 0 15 759 1823 2888 3952 5017 0 17 731 1788 2846 3904 4961 0 19 708 1760 2812 3864 4916 0 21 689 1736 2783 3830 4878 0 23 673 1716 2759 3803 4846 0 25 659 1699 2739 3779 4819 0 27 648 1685 2722 3759 4796 4000 0 01 881 2101 3321 4542 5762 0 03 697 1871 3045 4219 5393 0 05 564 1705 2846 3987 5128 0 07 466 1583 269 3816 4932 0 09 393 1491 2589 3688 4786 0 11 337 1421 2505 3590 4674 0 15 293 1366 2440 3513 4586 0 15 259 1323 2388 3452 4517 0 17 231 1288 2346 3404 4461 0 19 208 1260 2312 3364 4416 0 21 189 1236 2283 3330 4378 0 23 173 1216 2259 3303 4346 0 25 159 1199 2239 3279 4319 0 27 148 1185 2222 3259 4296 4500 0 01 1601 2821 4042 5262 0 03 1371 2545 3719 4893 0 05 1205 2346 3487 4628 0 07 1083 2199 3316 4432 0 09 991 2080 3188 4286 0 11 921 2005 3090 4174 0 13 866 1940 3013 4086 0 15 823 1888 2952 4017 0 17 788 1846 2904 3961 0 19 760 1812 2864 3916 0 21 736 1783 2830 3878 0 23 716 1759 2803 3846 0 25 699 1739 2779 3819 0 27 685 1722 2759 3796 56 Tabella 2 Costo del ciclo di vita del sistema per kWp dal punto di vista dell utente ECC sj iy in funzione di investimento iniziale per kWp nei PVGCS tasso di sconto nominale d e sussidio all investimento iniziale kWp Vyslwp Durata del prestito 10 anni 5 E KWp kWp
41. A gt pvsinbloom MTS MANUALE TECNICO Installazione di piantagioni fotovoltaiche a terra nelle aree marginali Progetto PVs in BLOOM Una nuova sfida per la valorizzazione del territorio con un approccio strategico ed eco sostenibile per lo sviluppo locale INSTALLAZIONE DI IMPIANTI FOTOVOLIAICI A TERRA IN AREE MARGINALI Impianti fotovoltaici PV nel progetto Pvs in BLOOM Una nuova sfida per la valorizzazione del territorio nell ambito di un approccio strategico eco sostenibile allo sviluppo locale Stampato nel mese di giugno 2011 SOMMARIO 1 Nozioni di base dei sistemi fotovoltaici connessi alla rete PV Gid Coubected sso cuiii aaa pag 5 1 1 Panoramica T pag 5 1 2 Componenti dei sistemi connessi alla rete PV Grid Connected pag 6 1 2 1 Parte DC moduli PV cablaggio scatole di connessione DC IDterr ttorr DO TIN pag 8 12222 Parte AC Inverter e contatori di energia annassa pag 12 1 2 3 Parti in metallo ed elementi protettivi elettrodo di terra scaricatori dela pag 15 1 3 Alcune caratteristiche elettriche di un tipico PVPP da MWp cia pag 15 BREVE SINTESI DELLA SEZIONE Lascari pag 17 2 Stima dell energia annua prodotta da un impianto fotovoltaico PV Grid Connecied 1 1a pag 18 2 1 Valutazione della risorsa solare del sito Fonti dati insolazione disponibili misurazioni a terra dati da satellite i e nani
42. A Azimuth Angle 29 Figura 2 3 Rapporto percentuale tra la media annuale di radiazione giornaliera su una superficie orientata arbitrariamente ed il valore massimo di questo parametro a Madrid a 0 e B 35 Fonte IDAE 2002 Instalaciones de Energ a Solar Fotovoltaica Pliego de Condiciones T cnicas de Instalaciones Conectadas IDAE Madrid p 55 Nella figura 2 3 sopra riportata le circonferenze concentriche rappresentano l angolo di inclinazione mentre i raggi indicano l orientamento angolo di azimut della superficie Per esempio assumiamo che la localit sia Ja n in Spagna latitudine 37 N longitudine 3 W dove Ada 0 4 9 kWh m giorno 0 collocato al centro del cerchio punto blu Dalla legenda colore posta sulla destra dell immagine si vede che Hda 0 0 85 Hda 0 35 Di conseguenza Hda 0 35 Hda 0 0 85 5 8 kWh m giorno punto nero Assumiamo ora una superficie con a 30 e B 60 punto rosso Secondo la legenda colore in figura Hda 30 609 20 85 Hda 0 35 4 93 kWh mgiorno Larea bianca centrale suggerisce che l irradiazione raccolta dimostri poca sensibilit a piccoli scostamenti dall orientamento e dall angolo di inclinazione ottimali Ci sono alcuni altri grafici in letteratura destinati allo stesso scopo di quello sopra descritto La figura 2 4 per esempio fornisce l irradiazione media annua kWh m anno a Berlino secondo l angolo di azimut e
43. EVI 89 STEE ELLT GTZZ 991 SUO T6SL 6569 1299 696 1905 1164 96 CITE TEST 8681 10 18 8 6708 1181 9859 7686 TTIS 06 669 LC6C GGIC 1170 81601 8556 8658 BELL 8 89 6109 6SIS 6625 6LST 600 TETI CIII 68001 9S76 8778 661 1 19 THIS 680 1070 09081 SO8EI 05567 56811 07001 8 8 DESL SLT9 020 lt 9 6 50 0 qma a 7 0077 0077 0007 0081 0091 0071 0071 0001 008 009 Cuu d ANA pg 65 9 66 1115 979 81 1146 2666 8821 ETET 6S8I 6 LTO 1 09 8285 9706 ETSY 0209 SISE SIOE EIST 0107 80SI STO 969 9109 6975 C6 SLEP 878 187 SELT 8817 1991 ETO 61Z 669 665 644 lt 6 9619 966 L667 86 c 86 1 IZO 964 v87L 7799 0965 L67S EL6E 1166 6997 861 6170 0988 lt lt 18 ESEL 5799 2066 8915 2696 ESC SIZZ LTO 866 2516 0268 887 9699 PTSS T66 091 STEE 9677 STO 88611 6 r01 0676 1958 T6SL 799 696 SLY 96 1587 10 14161 ELOTI 94601 8 86 18 8 89 9869 885 0687 EGTE 1170 9981 8191 6871 10011 81601 8206 BELL 8779 6SIS 698 600 TISSI 0691 12951 88E1 64761 66401 9S76 PILZ 1 19 8797 1070 06 22 80407 6881 v69I 09081 8 161 SOZII 196 0 8795 0 0 6 18 1985 8760 98 81 86991 0601 19 11 6 6 SOL 0 0 0009 00066 00006 00077 00077 00012 00081 00081 00021 0006 1070 9 0 9797 6 lt TL8 685 860 01 2 ETET 9661 6ESI 911 LTO 9206 209 881 69 6 0666 ZEGT EIST 7607 SL9I 9 ZI CEU 6975 105 8557 2019 979 061 SELT 6ZZ ETSI 9 1 ETO
44. Europa la potenza in uscita del generatore fotovoltaico complessivamente supera appena 27 PGFV M STC Tuttavia il clima soleggiato dell Europa meridionale fa s che l elettricit generata da PVGCS sia generata ad alti livelli di irraggiamento Questi alti livelli di irradianza presuppongono che la produzione di energia del generatore PV sia vicina a srce talvolta la superi Si consiglia anche che 0 8 Porym sre S Pinvpe 5 Pervmsrc 0 8 lt F lt 1 in modo che l inverter non sia sovraccaricato a lungo Ovviamente valori pi bassi di Fs per le latitudini pi settentrionali aumentano le prestazioni energetiche e portano a scegliere inverter di potenza inferiore per la stessa potenza nominale del generatore fotovolatico PV Oltre alle considerazioni di cui sopra vi un considerevole grado di libert nella scelta di Fs In termini pratici e a condizione che Fs non sia troppo basso l influenza di Fs sulle prestazioni di PVGCS scarsamente rilevante In questo senso stato individuato un trend di progettisti di PVGCS in zone climatiche calde ed assolate i quali spesso scelgono 75 1 3 4 Dimensionamento del numero di moduli PV In linea di principio se una potenza nominale del generatore fotovoltaico data da Porvmsre deve essere raggiunta utilizzando i moduli con una potenza nominale Pyopmsre il numero di moduli da installare pu essere scritto come src N Int 3 1 MOD M STC L equazione 3 1 u
45. RTE AC dall inverter alla rete elettrica pubblica in questa parte l elettricit scambiata come corrente alternata AC Sono inclusi i seguenti elementi inverter cavi elementi di protezione ed un contatore destinato a misurare l energia elettrica venduta alla rete Questa suddivisione utile per descrivere un sistema PVGCS ed i suoi elementi costitutivi Tuttavia vi una componente chiave dei sistemi connessi alla rete che collegata ad entrambe le parti DC e AC ovvero le strutture in metallo e la presa di terra Esse sono le parti principali del sistema di sicurezza del PVGCS e sono destinate alla protezione dello stesso contro le scariche elettriche 1 2 1 Parte DC Moduli fotovoltaici fili e scatole di connessione sono i principali elementi che possono essere ritrovati nella parte DC La caratteristica continua della corrente ed il funzionamento dei moduli sollevano molte domande e situazioni nuove per gli elettricisti che sono soliti gestire corrente alternata 1 2 1 1 Moduli fotovoltaici PV I moduli fotovoltaici sono probabilmente uno degli elementi pi importanti del sistema PVGCS quando i moduli fotovoltaici sono collegati in configurazione serie e o parallelo onde ottenere un generatore fotovoltaico Analogamente i moduli sono realizzati connettendo fra loro celle solari fotovoltaiche che sono collegate in serie ed in parallelo per ottenere una corrente e una tensione pi elevate Per proteggere le celle contro
46. a rete In linea di principio questo punto rende i sistemi connessi alla rete PVGCS pi semplici di quelli standing alone SAPV soprattutto perch non necessitano di immagazzinare energia La ragione di immettere tutta l energia PVGCS generata nella rete legata alle generose tariffe di immissione feed in attuali alle quali l energia elettrica fotovoltaica generata viene venduta alla rete a prezzi ben superiori a quelli di mercato Inoltre il numero di questi sistemi cresciuto notevolmente in tutto il mondo Questo sviluppo stato supportato principalmente da un trend in continua diminuzione dei costi legati al fotovolatico PV insieme ad una grande variet di politiche di sostegno che i diversi paesi per esempio Germania Spagna e Italia hanno implementato Queste strategie o politiche sono attuate con incentivi finanziari come la concessione di una sovvenzione per ogni kWp di potenza installata o il pagamento per kWh prodotto e venduto questi concetti saranno spiegati in modo pi approfondito nella sezione 5 In altre parole questi incentivi finanziari in generale rientrano in logiche di supporto alla produzione generazione attuate principalmente attraverso generose tariffe feed in e di supporto agli investimenti aiuti o sconti sugli investimenti iniziali prestiti a basso interesse Gli incentivi del secondo tipo stanno venendo progressivamente abbandonati da parte degli organismi governativi Dopo questa brev
47. al quale il progetto di investimento iniziale dovrebbe essere erogato durante la sua vita utile per raggiungere la stessa redditivit Inoltre il tasso di rendimento interno IRR di un progetto di investimento il valore del tasso d interesse con NPV 0 Vale a dire NPV PWICIF N 1 0 5 2 Da un punto di vista economico il sistema fotovoltaico dovrebbe essere accettato se il tasso RR supera una soglia di redditivit fissata dal futuro proprietario In questo senso questo parametro molto importante per l investitore in quanto fornisce una stima significativa del ritorno dell investimento Il tasso effettivo di rendimento interno IRRa derivato da IRR utilizzando RRa IRR g 1 g dove z il tasso di inflazione annuale Il valore del tasso di rendimento interno IRR per un dato sistema fotovoltaico pu essere calcolato attraverso parametri LCC PWICIF N Quando il costo del ciclo di vita del sistema dal punto di vista dell utente e il valore attuale dei flussi finanziari in entrata dal sistema sono uguali per lo stesso valore di 4 la soluzione si trova IRR d 5 4 Tabelle di facile utilizzo per stimare il tasso di rendimento interno IRR Purtroppo l equazione 5 2 deve essere risolta con metodi non analitici Per questo motivo in questa sotto sezione sono proposte alcune tabelle di facile consultazione rivolte a stimare il valore di IRR vedi allegato a questa sezione Infatti il tasso d
48. ante spiegare cos Pirradiazione e quali sono le differenze tra irradiazione H e irraggiamento irradianza G Per chiarire la differenza tra questi due termini pu essere utile la figura 2 2 La Figura 2 2 A mostra un grafico dell irraggiamento irradianza misurato al variare del tempo nel corso di una giornata di sole Come mostrato l irraggiamento misurato unit di watt per metro quadrato W m cos l irradianza solare definibile come la densit di potenza solare incidente L irraggiamento non altro che l energia solare per metro quadrato e ha dunque carattere istantaneo In Figura 2 2 B l area compresa fra la curva di irradianza e l asse x stata colorata in rosso questa area rappresenta l irradiazione captata nel corso del giorno L irradiazione quindi misurata come We s m o kWh m energia raccolta per metro quadro durante un intervallo di tempo specificato Se l intervallo di tempo considerato un giorno oppure un anno possono essere utilizzati i termini irradiazione annuale ed irradiazione quotidiana A e Dre gie aiy ar oum Tina m Figura 2 2 Il grafico A illustra l irradianza misurata durante un giorno di sole mentre l area rossa nel grafico rappresenta la relativa irradianza captata Data la natura statistica del profilo di irradiazione di un sito i valori annuali o mensili medi per l
49. ato del passaggio 3 negativo il tasso di sconto 4 che si ottenuto ha un valore inferiore rispetto a quanto scelto al passaggio 1 Tornare quindi al punto 1 e scegliere il valore inferiore pi vicino di Z nella relativa colonna Continuare a iterare fino a quando la differenza ottenuta al punto 3 diventa positiva Quindi la soluzione cos definita il valore di RR si trova tra i valori di 4 delle due ultime iterazioni La differenza ottenuta al punto 3 potrebbe non diventare positiva al valore pi basso di d 0 01 considerato nelle tabelle Questo significherebbe che il progetto del PVGCS dovrebbe essere respinto poich IRR lt 0 4 3 Se il risultato del passaggio 3 positivo il tasso di sconto 4 cercato ha un valore superiore a quello scelto nel passaggio 1 Perci tornare al punto 1 e scegliere il valore pi vicino pi alto di d nella relativa colonna Continuare con le iterazioni fino a quando la differenza ottenuta nel passaggio 3 diventa negativa La soluzione cosi definita il valore di RR si trova tra i valori di d delle due ultime iterazioni La differenza ottenuta nel passaggio 3 potrebbe non diventare negativa al valore pi alto di 4 considerato nelle tabelle In questo caso le tabelle forniscono solo il limite pi basso per IRR uguale all ultimo valore provato per d 5 4 1 Alcuni esempi Fornire una guida per calcolare il tasso RR si colloca al di fuori degli ambiti di questo documento ma tale metodo si tro
50. ccolti con misurazioni sul campo e o dati satellitari Queste applicazioni di solito si basano su un motore in grado di valutare l irradiazione attraverso complessi metodi di interpolazione che tengono conto di dati da diverse stazioni meteorologiche e o osservazioni satellitari intorno al sito dell impianto fotovolatico In questo senso programmi quali Meteonorm Sundy e Shell Solar Path rendono possibile e semplice valutare l irradiazione annuale di un dato sito On line esistono anche strumenti software gratuiti per stimare l irradiazione In questo contesto per localit in Europa ed in Africa il progetto PVGIS finanziato dall Unione Europea http re jrc ec europa eu pvgis fornisce un supporto attraverso un eccellente applicazione web illustrata alla figura 2 5 Le opzioni dell applicazione che stata progettata per progetti PV consentono di includere molte caratteristiche tecniche dell impianto fotovolatico anche nel caso in cui l impianto utilizzi tecniche di inseguimento Pire Performance of Grid connected PV 4 PV technology Cryssel ne s con Installed PV power 1 Estimated system losses 0 100 14 LJ Tad mounting optians Mounting postion Frue stendny 0 90 5 C Optime dope Azimuth 0 also optimiza shpie ban 180 155 Pasto WQ Tracking optlans axis Siope 0 90 2 Optimus Siope 10 901 5 1 12
51. di moduli collegati in serie Le basse temperature fanno aumentare la tensione a circuito aperto del generatore fotovoltaico La situazione peggiore si verifica nel corso di giornate d inverno molto fredde quando l inverter scollegato a causa di un guasto della rete per esempio L alta tensione 28 che compare all ingresso dell inverter potrebbe seriamente mettere in pericolo il dispositivo se questa tensione supera la tensione massima che il dispositivo pu sopportare VINV M Pur essendo conservativo un criterio diffuso presuppone che il valore di temperatura della cella Tc possa scendere fino a 10 C In questo caso il numero massimo di moduli collegati in serie che pu essere alimentato con l inverter dato da Vinw M m x IV Int 3 2 MOD OC TC 10 C Le schede tecniche del modulo fotovolatico PV non forniscono la tensione a circuito aperto a T 109C ma di solito mostrano il coefficiente di temperatura per la tensione a circuito aperto BV mon oc di solito espresso in mV 9C cosicch 8Vyopoc lt 0 Vuop oc T 70 C 7 STC 35 y MOD OG 3 3 Se BV op oc espresso in C Pequazione 3 3 diventa Vuop oc T 70 C Vuon oc STC 1 35 BV 3 4 La seguente approssimazione potrebbe essere utilizzata il silicio mono e policristallino T 10 C 1 14 STC 3 5 3 5 2 Numero minimo di moduli collegati in se
52. dimensionamento di un impianto fotovoltaico grid connected distribuito in un area degradata PVPP La realizzazione di una spiegazione approfondita su come progettare un PVPP per mezzo di un approccio rigoroso ed universale che comprenda ogni configurazione richiederebbe di coprire quasi tutti i casi possibili Ci comporterebbe molti sforzi e ridurrebbe la comprensibilit del testo Di conseguenza i concetti presentati qui di seguito in qualche misura sono stati semplificati ed stato studiato solo il dimensionamento di un sistema PVGCS con modulo a superficie piana e con inverter centrale 3 1 Scelta del modulo PV I moduli fotovoltaici utilizzati determinano in modo significativo il dimensionamento degli elementi rimanenti di un impianto PVGCS Come primo approccio utile una stima approssimativa di 10 m di superficie necessaria per kWp installato Tenendo conto dello stato attuale della tecnica in tabella 3 1 sono raccolte stime pi accurate a seconda della tecnologia delle celle solari impiegate Le celle solari in silicio mono e policristallino fanno ancora la parte del leone nel mercato fotovoltaico ma le nuove tecnologie come quella basata sul CdTe sono molto promettenti e stanno aumentando la loro presenza 1 kWp 10 m di superficie richiesta silicio cristallino se i moduli PV sono posizionati sullo stesso piano della superficie tetto o terreno ove sono stati posati Vale la pena notare che le suddette conside
53. dulo 8 od angolo di inclinazione che si trova tra 0 e 909 e l orientamento a od azimut Est 90 Sud 0 Ovest 909 devono essere presi in considerazione in questa valutazione perch l irradiazione ricevuta in un anno da una superficie con un angolo di inclinazione e azimut arbitrario pu ampiamente differire dalla irradiazione raccolta da una superficie orizzontale i dati di irraggiamento solare pi comunemente rintraccaibili nelle banche dati attualmente disponibili Ci sono alcuni metodi per determinare il primo parametro partendo dal secondo ma essi restano al di fuori della portata di questo lavoro Comunque utile sapere che un generatore rivolto verso l equatore cio rivolto a Sud a 0 e a Nord a 180 a seconda che stia nell emisfero Nord in quello Sud con un angolo di inclinazione leggermente inferiore rispetto alla latitudine del luogo massimizza la captazione annuale di irradiazione globale e ottimizza di conseguenza la produzione di energia elettrica La Figura 2 1 illustra le caratteristiche legate all angolo di inclinazione B e all azimut a gt L Figura 2 1 Pendenza ed orientamento di un generatore fotovolatico Fonte IDAE 2002 Instalaciones de Energia Solar Fotovoltaica Pliego de Condiciones T cnicas de Instalaciones Conectadas a Red IDAE Madrid p 53 18 Prima di introdurre le modalit di valutazione della risorsa solare interess
54. e rientrano in quelli che privilegiano l investimento sovvenzioni iniziali agli investimenti prestiti a condizioni agevolate incentivi fiscali sul reddito ecc e in quelli che privilegiano la generazione di energia tariffe di alimentazione FIT scambio sul posto ecc In questa sezione vengono in primo luogo brevemente esaminate alcune misure di sostegno disponibili per i PVGCS ed i prezzi indicativi del sistema installato in ogni paese partner del progetto Inoltre sono stati riesaminati alcuni indici di redditivit del progetto di investimento applicati PVGCS pi in particolare il tasso di rendimento interno RR TIR che fornisce alcune informazioni significative per l investitore di questi sistemi fotovoltaici PV La stima del tasso di rendimento interno IRR deve essere risolta con metodi non analitici Per questo motivo in questa sezione sono proposte alcune tabelle di facile uso rivolte a stimare il valore di IRR Infine in questa sezione stata effettuata un analisi economica del PVGCS attraverso l indice di redditivit IRR Questa analisi fornisce alcuni dati per il tasso di rendimento interno che possono in prospettiva indirizzare la decisione del futuro proprietario di un sistema PVGCS In un primo approccio a tre casi specifici di possibili investimenti in PVGCS da ora in avanti casi A B e C in questa analisi per semplicit verranno considerati solo sovvenzione agli investimenti iniziali pr
55. e azioni intraprese nell ambito del progetto PVs in Bloom nella regione di Lublin sono stati introdotti sussidi per coloro i quali vogliano investire in energie rinnovabili L importo delle sovvenzioni per le amministrazioni locali di 3 milioni di PLN per ogni investimento 1 Tasso di cambio 1 3 88 PLN Spagna Gli incentivi finanziari attualmente applicati ai PVGCS Regio Decreto 1578 2008 sono brevemente descritti qui di seguito Tipi di installazione 1 Sistemi negli edifici o sui tetti degli stessi con un massimo di 20 kW di potenza 2 Sistemi negli edifici o sui tetti degli stessi con pi di 20 kW di potenza 3 Sistemi su aree sotto sviluppate I sistemi installati a terra con pi di 10 MW e i sistemi sui tetti con pi di 2 MW di potenza non usufruiranno di tariffe feed in Limite massimo per ogni tipo di installazione per anno ma verificabile trimestralmente 1 26 7 MW 2 240 3 MW 3 133 MW con altri 100 MW di potenza installata nel 2009 e 60 MW nel 2010 Tariffe pagate su 25 anni 1 34 euro cents kWh 2 32 euro cents kWh 3 32 euro cents kWh Variazioni dei tassi e il limite per le tariffe Se almeno il 7596 del limite fissato in un trimestre specifico viene saturato la tariffa per il tipo di installazione corrispondente abbassata al massimo del 2 5 mentre nello stesso tempo la quantit di potenza installabile disponibile viene aumentato di un importo equivalente Se meno del 50 del limite vi
56. e introduzione al PVGCS uno studio pi approfondito verr rappresentato qui di seguito illustrando i componenti di questi sistemi edil loro funzionamento 1 2 Componenti dei sistemi connessi alla rete PV Grid Connected Un layout semplificato di un sistema PV collegato alla rete riportato nella figura 1 Il sistema solitamente comprende i seguenti elementi 1 moduli fotovoltaici meglio noti come generatore fotovoltaico alcuni moduli foto voltaici PV collegati in serie od in parallelo su una struttura di supporto 2 Inverter un dispositivo a stato solido che converte la corrente continua DC proveniente dai moduli in corrente elettrica alternata AC con le stesse caratteristiche di quella fornita dalla rete 3 Dispositivo di misurazione contatore destinato a quantificare l energia elettrica venduta alla rete 4 Dispositivo di misurazione contatore destinato a quantificare l energia elettrica acquistata dalla rete 5 Carichi AC da apparecchiature elettriche I primi sistemi fotovoltaici PVGCS erano spesso montati sui tetti di palazzi privati secondo lo schema sopra esposto Oggi questi sistemi sono sempre pi installati su condomini complessi residenziali scuole edifici agricoli e industriali ecc Inoltre quando sono disponibili tariffe feed in generose lo schema indicato in figura 1 2 stato abbandonato e sostituito da quello pi vantaggioso mostrato in figura 1 3 Quest ultimo consente al proprietario del
57. el punto MPP a condizioni standard STC Iuop scsrc A Corrente di corto circuito del modulo PV a condizioni standard STC m Lunghezza del cavo singolo unipolare Lain m Lunghezza del cavo singolo unipolare principale DC Loring M Lunghezza del cavo singolo unipolare di stringa N adim Numero totale di moduli del generatore fotovolatico PV N adim Celle collegate in serie all interno di un modulo N adim Celle collegate in parallelo all interno di un modulo N p adim Numero di stringhe collegate in parallelo adim Moduli fotovoltaici PV collegati in serie in una stringa NOCT 9C Temperatura operativa nominale della cella C Pru src Wp Potenza massima di un generatore PV a condizioni standard STC o potenza nominale di un generatore fotovolatico PV Pinvac W Potenza nominale in uscita dell inverter W Potenza nominale in ingresso dell inverter Pwop msrc Wp Potenza massima di un modulo PV a condizioni STC o potenza nominale di un modulo fotovolatico PV PR adim Rapporto prestazionale S 4c mm Sezione trasversale minima di un cavo AC in funzione della caduta di tensione ammessa S main mm Sezione trasversale minima di un cavo DC 5 in mm in funzione della caduta di tensione ammessa m rstrin 74 mm2 Sezione trasversale minima di un cavo di stringa in funzione della caduta di tensione ammessa T C Temperatura ambie
58. ene raggiunto la tariffa corrispondente aumenta mentre il limite si riduce di un ugual importo senza tener conto della potenza aggiuntiva Se il limite si assesta tra il 50 e il 75 le tariffe e la quantit di potenza installabile rimangono le stesse Rettifiche per la potenza installabile saranno effettuate su base annuale e le tariffe saranno adeguate trimestralmente 46 Slovacchia La tariffa feed in fissata dal Regolatore ogni anno La nuova tariffa feed in per il 2009 di 13 2 SKK kWh 0 434 kWh garantita per 12 anni Inoltre PV come tutti gli altri RES Renewable Energy Sources d diritto a sussidi per l investimento nell ambito del quadro dei fondi strutturali UE 2 Tasso di cambio 1 30 396 SKK 5 3 Rassegna degli indici di redditivit pi significativi e comprensibili tasso di rendimento interno IRR o TIR 5 3 1 Introduzione Dal punto di vista strettamente economico l acquisto di una PVPP presuppone un dispendio di risorse di capitale in un dato momento con l aspettativa di prestazioni sotto forma di elettricit solare da pagare risparmiata a da parte dell utente durante la vita utile del sistema Come commentato in altre sezioni di questo documento nei paesi sviluppati sono disponibili molti meccanismi finanziari per promuovere i sistemi PVPPs Tuttavia per semplicit in un primo approccio per tre casi specifici da ora in avanti casi A B e C di possibili investimenti in sistem
59. estione Una breve rassegna delle misure di protezione altamente consigliate e rappresentate in figura 3 2 comunque descritta di seguito I moduli fotovoltaici sono realizzati con diodi di bypass incorporati per evitare surriscaldamenti locali hot spot che possono danneggiare gravemente il modulo in caso di ombraggiatura persistente celle fessurate curva anomala del modulo VI ecc Pur essendo ampiamente usati in passato i diodi di blocco rivolti a prevenire le correnti inverse sono stati quasi completamente sostituiti dai fusibili a causa degli inconvenienti che i diodi di blocco comportano In questo senso i cavi di stringa devono essere protetti contro le correnti inverse per mezzo di fusibili gR standard IEC 60269 inseriti in entrambi i poli Queste correnti d inversione potrebbero aver luogo per esempio quando in una stringa si verifica un guasto di isolamento e potrebbero seriamente danneggiare i cavi di stringa La configurazione flottante la pi sicura i due poli isolati da terra Comunque tutte le parti metalliche dell impianto devono essere messe a terra Pi in particolare le cornici del modulo le strutture di supporto la scatola di connessione DC e i contenitori metallici che ospitano sia l interruttore principale DC sia Pinverter devono essere collegati alla barra di terra Nei generatori PV sono presenti grandi spire di cavi che a loro volta possono causare picchi di tensione quando u
60. estiti agevolati per tutta la parte restante del costo iniziale dopo la sovvenzione investimento iniziale da rimborsare in rate annuali tariffe di vendita dell energia feed in tasso di incremento annuo del prezzo dell energia elettrica fotovoltaica In questi casi l effetto dell imposizione fiscale non stato considerato Tuttavia poich ignorare completamente l influenza fiscale pu portare a risultati non realistici verr comunque effettuata una breve analisi circa l impatto delle imposte in questi tre casi A B e C Infine sono riportati alcuni valori di IRR per alcuni casi di PVGCS con lo stesso investimento iniziale e diversi incentivi finanziari prestiti a tasso agevolato contributo agli investimenti inizialie tariffe incentivanti feed in 41 5 1 Valori rappresentativi del costo di sistemi PVGCS in alcuni paesi La tabella 5 1 fornisce alcuni prezzi indicativi dei sistemi installati in alcuni paesi selezionati nel 2008 Tuttavia va tenuto presente che i prezzi dei PVGCS a terra come quelli di cui si occupa il progetto PVs in Bloom si sono drasticamente ridotti di circa il 35 nel periodo 2007 2009 Una gamma di valori pi realistici per il costo delle PVPPs nei paesi partner del progetto potrebbe essere di circa 3 6 Euro Wp Tabella 5 1 Prezzi indicativi per Wp dei PVGCS installati in vari paesi nel 2008 fonte IEA Trends in photovoltaic applications survey report of selected IEA countr
61. ga in condizioni standard STC la stessa corrente di un singolo modulo a condizione che i fusibili siano presenti ad evitare l inversione delle correnti come commentato in precedenza Lo stesso criterio di trasporto della corrente vale sia per il cavo DC principale che per il cavo di alimentazione in uscita dall inverter 3 7 2 Limitare le cadute di tensione attraverso cavi a condizioni standard STC Ogni partner del progetto deve rivedere le proprie normative nazionali in materia di cadute di tensione attraverso i cavi permesse o raccomandate a STC nelle parti DC e AC Nel caso della Spagna si raccomanda 1 1 5 della tensione del generatore fotovolatico in condizioni standard nel punto MPP per la parte DC mentre non superare questa soglia per la tensione nominale di uscita dell inverter obbligatorio nella parte AC Il calcolo della minima sezione di un cavo di stringa Sm string in mm2 DC come funzione della caduta di tensione consentita in una stringa AVstring come frazione della tensione del generatore PV che pari a quella della stringa nel punto MPP a STC per una stringa collegata da un cavo singolo di lunghezza Lstring m si deriva dalla seguente equazione 2L ring M STC x string 3 1 1 A V 51 9 Il simbolo rappresenta la conduttivit che nel caso del rame pari 56 m O 1 mm2 Il termine V la tensione del generatore fotovolatico nel punto
62. gettazione tecnica acquisti e costruzione seria Occorre ricordare la grande importanza di questo aspetto fondamentale Assicurarsi che una proposta garantisca una produzione minima una durata ed affidabilit adeguata la chiave per evitare malintesi e future dispute Alcuni esempi di tali controlli incrociati sono riportati nel seguito Il fornitore EPC ha esperienza e capacit adeguate Sfortunatamente i fornitori EPC di sistemi PVPP senza adeguate competenze non sono rari e garantita una produzione minima di elettricit per kWp Tale produzione collegata in modo chiaro ad un parametro facilmente misurabile ad es l irradiazione misurata da un ente esterno ed indipendente Si consiglia di evitare garanzie produttive legate ad indici prestazionali che sono complessi e poco chiari da capire e misurare ad es rapporto prestazionale performance ratio 71 Le misure protettive sono state adeguatamente progettate e dimensionate nella proposta Fusibili scaricatori di tensione buona messa a terra delle parti in metallo ecc talvolta sono omessi 0 dimensionati in modo errato Il contratto per il funzionamento e la manutenzione O amp M di solito offerto dal fornitore EPC chiaro e rigoroso Il contratto comprende un assicurazione affidabile copertura assicurativa minima 10090 furto catastrofi naturali vandalismo ecc Il fornitore EPC accetta che sia eseguito un controllo di qualit sul PVPP ispezio
63. i questi sistemi sono stati suddivisi adeguatamente In questo senso uno qualsiasi di questi sistemi pu essere diviso approssimativamente in tre parti differenti Ogni parte stata commentata ed i suoi elementi costitutivi sono stati affrontati Parte DC si estende dal generatore PV all ingresso dell inverter la caratteristica principale di questa parte che l elettricit trasportata come corrente continua DC In questa parte sono inclusi moduli fotovoltaici strutture di sostegno elementi di protezione fili e scatole di connessione DC Sono state inoltre trattate le caratteristiche efficienza incapsulamento degrado ecc ed i tipi monocristallo policristallo o film sottile di celle fotovoltaiche e di moduli fotovoltaici Parte AC si estende dall inverter alla rete elettrica pubblica in questa parte l elettricit fornita come corrente alternata AC Sono stati descritti inverter cavi elementi di protezione e contatore per misurare l energia elettrica venduta alla rete In questa sezione stata inoltre evidenziata l efficienza dell inverter con le equazioni per calcolare questo parametro Parti in metallo ed elettrodo di terra questa componente finalizzata ad evitare scosse elettriche a soggetti terzi Sono stati presentati concetti come sovracorrente e sovratensione in impianti fotovoltaici con le misure volte ad evitare questi inconvenienti Alcune caratteristiche elettriche di un tipico
64. i 60 km h non sono adatte per le PVPP che usano le tecniche di inseguimento solare In tali zone nella migliore delle ipotesi i sistemi di inseguimento si porteranno frequentemente nella posizione di stivaggio posizione di minor resistenza al vento ed il rendimento energetico sar influenzato negativamente Nel peggiore dei casi alcuni di questi sistemi possono subire seri danni In passato l effetto negativo della polvere stato sottovalutato nei sistemi PVPP Studi recenti dimostrano che perdite di energia fino a circa il 15 20 potrebbero avvenire a causa di polvere e sporcizia Di conseguenza terreni polverosi marginali dovrebbero essere evitati Inoltre particolare attenzione deve essere prestata alla aree limitrofe del terreno marginale in cui il PVPP deve essere posato Per esempio aree circostanti seminative in climi secchi non sono consigliabili Se il clima del terreno marginale non troppo nuvoloso questo potrebbe influenzare Pirradiazione orizzontale media annua la pioggia pu aiutare a mantenere puliti i moduli fotovoltaici Di conseguenza moderati valori di piovosit media mensili 5 7 cm sono utili per qualsiasi tipologia di PVPP Un facile accesso alla connessione alla rete altamente consigliabile Un strada agevole che accede alla zona marginale raccomandabile per due motivi Prima di tutto il trasporto di tutto il materiale necessario per allestire qualsiasi PVPP sar molto pi facile e meno costoso
65. i PVPPs sono stati considerati lasciando da parte l effetto della tassazione solo sovvenzione agli investimenti iniziali prestiti agevolati per tutta la parte restante del costo iniziale dopo la sovvenzione investimento iniziale da rimborsare in rate annuali tariffe di vendita dell energia feed in tasso di incremento annuo del prezzo dell energia elettrica fotovoltaica Tuttavia poich ignorare completamente l influenza fiscale pu portare a risultati non realistici questo studio terminer con una breve analisi sull impatto delle imposte in questi tre casi 5 3 2 Rassegna di quattro indici di redditivit Il tempo di ritorno semplice di un progetto di investimento SPBT Simple Payback Time il numero di anni necessari affinch i flussi in ingresso eguaglino i flussi in uscita del progetto Nonostante sia facilmente comprensibile questo indice di redditivit non tiene conto del momento della vita del progetto in cui questi flussi in entrata ed in uscita hanno luogo quindi rappresenta un indice piuttosto irrealistico ad esempio un reddito di 3 000 Euro nel 2009 ha pi valore dello stesso reddito percepito nel 2019 In questo senso si preferito utilizzare il tempo di recupero attualizzato DPBT Discounted Payback Time calcolato come il numero di anni richiesto perch il valore attuale dei flussi in ingresso eguagli il valore attuale dei flussi in uscita il valore attuale implica l uso di un tasso
66. i inseguimento ma entro certi limiti la pendenza un elemento neutro nel caso di moduli statici o semistatici Terreni con superfici frastagliate devono essere evitati si tratta di una barriera potente per le opere civili necessarie ad allestire un PVPP inoltre il funzionamento e la manutenzione successiva si trasformano in un compito difficile Terreni umidi o paludosi non rappresentano un ostacolo per le piantagioni fotovoltaiche Le superfici regolari sono ovviamente quelle da preferire Come si pu facilmente capire i siti con profili ad alta irradiazione porteranno ad una notevole produzione di energia elettrica solare Terreni con una media annuale di irradiazione orizzontale sotto i 900 kWh m devono essere ignorati Se si deve installare un sistema fotovolatico a concentrazione CPV richiesta almeno una media annua di irraggiamento normale diretto di 1 800 kWh m Zone d ombra persistenti dovrebbero certamente essere evitate ma le perdite di energia causate da un ombreggiatura minima al tramonto e all alba in inverno sono trascurabili in questo caso il terreno risulter accettabile Le prestazioni solari delle celle beneficiano del raffreddamento per convezione forzata del vento cos nel caso di sistema PVPP statico e semi statico zone moderatamente ventose velocit massima del vento di circa 30 40 km h favoriscono la produzione di energia elettrica solare Tuttavia zone altamente ventose picchi di vento frequenti sopra
67. i rendimento interno IRR pari al valore del tasso di sconto d che verifica l equazione 5 2 Valori di IRR 0 rappresenteranno soluzioni compatibili da un punto di vista economico a patto che siano superati ostacoli di profittabilit posti dall investitore Le tabelle sono utilizzate seguendo i passi dettagliati di seguito 1 Scegliere le tabelle per il calcolo di secondo il tipo di prestito se del caso questo determinato dall interesse del prestito 2 e dalla durata del prestito N allo scopo di finanziare parzialmente l investimento iniziale Per i valori specifici dell investimento iniziale e l esborso iniziale o sussidio PV trovare un gruppo di valori LCC yspper valori diversi di tasso di sconto 4 Scegliere un valore di d cosicch da questo valore di 4 segua un valore di LCC ysp 2 Scegliere le tabelle per il calcolo di PW CIFQN secondo il tasso di incremento annuo del prezzo dell energia Per valori specifici di EPV e p trovare un gruppo di valori 48 PW CIFQV per valori diversi di tasso di sconto d Scegliere anche lo stesso valore di d che stato scelto al punto 1 Selezionare il valore corrispondente di PW CIF M 3 Sottrarre PW CIF N meno 4 Possono verificarsi tre casi secondo il risultato del passaggio 3 4 1 Se il risultato del passaggio 3 uguale a zero allora il tasso di rendimento interno uguale al tasso di sconto IRR d 4 2 Se il risult
68. ies between 1992 and 2008 Report IEA PVPS T1 18 2009 Paese Grid connected EUR o USD per W 10 kW 10 kW EUR 5 EUR USD AUS 5 1 7 3 7 5 10 8 3 9 5 6 5 8 8 3 AUT 4 8 5 8 7 1 8 5 4 8 5 5 7 1 8 1 3 8 4 4 5 6 6 5 3 8 5 1 5 6 7 5 CHE 6 0 6 4 8 8 9 4 5 2 5 4 7 6 7 9 DEU 3 9 4 5 5 7 6 6 3 7 5 4 DNK 4 7 11 4 6 9 16 7 6 7 13 3 9 8 19 6 ESB 7 7 5 10 3 11 0 57 6 8 4 8 8 7 8 3 10 3 12 2 5 1 6 7 5 8 8 GBR 4 2 12 6 6 2 18 5 5 0 9 9 7 3 14 5 ISR 41 5 1 6 0 7 5 5 5 6 5 8 1 9 6 4 2 5 5 6 2 8 1 JPN 4 7 6 9 3 5 5 2 KOR 4 1 5 7 6 1 8 4 2 8 4 MEX 8 4 12 4 5 8 8 5 MYS 4 9 7 2 4 9 7 2 10 8 14 4 15 9 21 2 PRT 5 6 7 4 8 8 4 2 6 2 SWE 9 9 14 5 6 9 10 2 TUR 4 5 6 6 4 209 USA 4 8 6 1 7 9 4 4 6 5 Nota IVA e tasse di vendita escluse I prezzi pi alti di sistemi grid connected sono spesso associati a lastre integrate sui tetti tegole fotovoltaiche o esclusive soluzioni integrate all edificio o a progetti singoli ed i valori sopra riportati possono essere riferiti anche solo ad un progetto singolo 5 2 Misure di sostegno esistenti per sistemi PVPPs in ogni paese partner del progetto PVs in Bloom Alcuni incentivi finanziari sistemi PVPPs come la concessione di una sovvenzione per ogni kWp di capacit installato di un pagamento per kWh prodotto e venduto vengono accordati nei paesi sviluppati In a
69. kV 132 kV Former garbage dump Former low profitable olive tree plantation Figura 3 4 Veduta aerea del terreno prima dell allestimento della fattoria solare Uliveti 35 Nella fattoria solare Uliveti sono stati utilizzati solo moduli in silicio monocristallino 220 Wp m Si Isofot nTM 15 220 Strutture di sostegno semi fisse consentono di cambiare l angolo di inclinazione da 15 a 35 a seconda della stagione dell anno Il progetto composto da settantadue sotto impianti da 121 4 kWp ciascuno con ulteriori quattro da 105 6 kWp ciascuno per un totale di settantasei sotto impianti Gli impianti PV da 121 4 kWp e 105 6 kWp sono collegati alla rete rispettivamente attraverso inverter centrali trifase IngeCon M Sun 100 kVA ed IngeCon M Sun 90 kVA Questo PVPP partito ad Agosto 2008 e da allora ha prodotto poco pi di 1 600 kWh kWp anno La Figura 3 5 mostra una veduta parziale della fattoria solare Figura 3 5 Veduta parziale del PVPP da 9 2 MWp di Ja n fattoria solare Uliveti La Tabella 3 9 raccoglie la struttura del campo fotovolatico PV secondo ogni tipo di sotto impianto Le loro caratteristiche elettriche in STC sono raccolte in tabella 3 10 Tabella 3 9 Struttura elettrica di entrambi i tipi di sotto impianto PV esistenti Sotto impianto Sotto impianto PV 121 4 kWp PV 105 6 kWp Numero di moduli collegati in parallelo 46 40 Numero di moduli collegati in serie 12 12 Tabella 3 10 Carat
70. le del generatore fotovoltaico Alcune tabelle sono fornite per questo parametro in base alla latitudine locale sebbene vi sia un considerevole grado di libert nella scelta del valore Un generatore fotovoltaico composto di stringhe di moduli connesse in parallelo Il numero di stringhe collegate in parallelo e il numero di moduli in una stringa determinato dalle caratteristiche dell inverter cosicch esso non sia danneggiato durante il normale funzionamento del generatore fotovoltaico Perildimensionamento del cablaggio occorre tener conto di due elementi fondamentali la tensione massima sopportabile e la portata di corrente E altamente consigliato limitare le cadute di tensione attraverso i cavi a condizioni standard STC del generatore fotovolatico in modo da ridurre al minimo le perdite Lo stesso vale per le perdite del cavo nella parte AC Inutile dire che le parti sia DC che AC devono rispettare codici nazionali di regolamentazione elettrica E fortemente consigliato che ogni project partner riveda le sezioni dei propri codici nazionali a livello di bassa tensione che hanno a che vedere con le misure di protezione negli impianti fotovoltaici Alcune di esse sono trattate in questa sezione Tralasciando i diversi livelli di irradiazione che possono essere raccolti in ogni paese partner del progetto la variet esistente nella gamma di produttori di dispositivi fotovoltaici rende difficile fornire valori tipici
71. ledo Spagna su un appezzamento di terreno sterile come illustrato nella figura 3 3 Questo sito ha una latitudine 39 53 N longitudine 5 14 ed altezza pari a 355 m s l m Le condizioni meteorologiche locali del sito sono caratterizzate da una media annua di irraggiamento giornaliero orizzontale di 4 6 kWh m7 con una temperatura annuale media giornaliera di 149 C Il PVPP dispiegato mediante quattro inseguitori a due assi ADESTM 25 3 kWp ciascuno dimensionato in modo che il campo fotovoltaico completo ammonti a 101 2 kWp Quest ultimo comprende moduli monocristallini 440 Suntech M WXS230S da 230 Wp ciascuno La conversione DC AC effettuata da un inverter centrale trifase Xantrex M GT100E da 100 kW Questo PVPP stato avviato all inizio del 2008 e da allora ha prodotto una media di 2 030 kWh kWp anno La tabella 3 6 raccoglie alcuni parametri elettrici caratteristici del sistema Tabella 3 8 Caratteristiche elettriche principali a condizioni STC del generatore fotovoltaico del PVPP di Herreruela de Propesa descritto in questa sottosezione Potenza Moduli Moduli Tensione Corrente Tensione Corrente nominale collegati in collegati in a circuito di corto al punto al punto Wp serie parallelo aperto circuito di potenza di potenza V A massima massima V A 101 200 11 40 611 226 475 212 34 Figura 3 3 PVPP in Herreruela de Oropesa provincia di Toledo Spagna La foto presenta un inseguitore a
72. lle solari cristalline il silicio il secondo elemento pi abbondante sulla Terra Esso non si trova mai come elemento chimico puro legato all ossigeno sotto forma di biossido di silicio Quindi necessario separare i due elementi per mezzo di un processo chimico volto ad ottenere silicio metallurgico con una purezza del 98 Il silicio metallurgico non pu essere utilizzato per la produzione di celle solari a causa della sua bassa purezza Quindi necessario applicare un ulteriore processo di purificazione che permette di ottenere silicio di qualit superiore almeno 99 9999999 di purezza Questo silicio di alta qualit pu essere trattato in modi differenti per produrre celle monocristalline o policristalline Non velenoso rispetta l ambiente ed il suo smaltimento non comporta alcun problema Tra tutti i tipi di celle solari le celle solari di silicio sono le pi usate La loro efficienza per limitata a causa di diversi fattori L energia dei fotoni diminuisce a lunghezze maggiori La massima lunghezza d onda in cui l energia del fotone ancora grande abbastanza per produrre elettroni liberi 1 15 um valido solo per il silicio Radiazioni con lunghezza d onda superiore causano solo riscaldamento della cella solare e non producono corrente elettrica Ogni fotone pu provocare soltanto la produzione di una coppia elettrone lacuna Anche a lunghezze d onda pi basse molti fotoni non producono alcuna coppia elet
73. llegati in serie accettabile deve essere selezionato un valore compreso tra il minimo ed il massimo 3 6 Dimensionamento del numero di moduli PV collegati in parallelo Una volta determinato Nms il numero di moduli collegati in parallelo calcolato come segue N N Int 3 9 N ms Come commentato in precedenza di solito N 2 N N Inoltre la corrente in ms mp ingresso dell inverter non deve mai superare il valore nominale massimo Zyyympo Di conseguenza deve essere verificata la seguente disequazione N MOD SC STC lt Imvmpc 3 10 Se la disequazione 3 10 non vera deve essere scelto un valore pi alto per Nms in modo da ottenerne uno inferiore per attraverso l equazione 3 9 Questo nuovo valore pi basso rispetto a V deve essere conforme all equazione 3 10 Valtage window where the inverter tracks the PV generator MPP 5 T 10C i 25 7 70 i i Maximum input voltage at the inverter input V V Inverter shut off voltage Lowest voltage at which the inverter Highest voltage at which the inverter tracks the MPP tracks the MPP Fig 3 1 Curve tensione corrente di un generatore PV a diverse temperature delle celle stessa irradianza G insieme alle tensioni caratteristiche dell inverter nella figura stata trascurata l influenza di secondo ordine che la temperatura della cella esercita sulla corrente di corto circuito 30
74. ltre parole questi incentivi finanziari in generale rientrano principalmente in tutti quei casi che privilegiano gli investimenti sovvenzioni buy down prestiti agevolati incentivi fiscali ecc e in quelli che privilegiano la generazione di energia tariffe di feed in particolarmente favorevoli FIT scambio sul posto ecc 42 Pi in particolare alcuni incentivi finanziari per il fotovolatico sono dettagliati di seguito Tariffe feed in un pagamento monetario definito negli anni riconosciuto per la produzione di elettricit fotovoltaica essa viene pagata di solito dal programma di utilit di energia elettrica ad una tariffa per kWh pi elevata rispetto a quelle al dettaglio dell energia elettrica pagati dal cliente Sovvenzioni in conto capitale aiuti finanziari diretti destinati ad affrontare la barriera dei costi iniziali sia per l acquisto di attrezzature specifiche o per il costo totale del sistema fotovoltaico installato Schemi di elettricit verde specifici per il fotovoltaico consente ai clienti di acquistare energia verde basata sull elettricit PV dalla utilit elettrica di solito ad un prezzo favorevole premium price Crediti di imposta sul reddito permette che alcune o tutte le spese connesse con l installazione fotovoltaica siano dedotte dai flussi del reddito imponibile Attivit di banca commerciale prestiti a basso interesse comprende attivit quali condizioni preferenziali
75. ltri casi d esempio pu aiutare a raggiungere una migliore comprensione La tabella 5 3 mostra valori di RR per sistemi PV Grid Connected con lo stesso investimento iniziale e misure di sostegno diverse Tabella 5 3 IRR per PVGCS con lo stesso investimento iniziale ed incentivi finanziari diversi 147777 Pa Su Prestiti IRR agevolati kWh kWp year kWp kWh 96 EKWp 96 Non 5 7 disponibile 1 000 0 2 210 4 5 p 1 200 Non 3 5 4 000 2 disponibile N 10 i 5 0 3 Non Non 5 7 i disponibile disponibile Non Non 5 7 Mid de disponibile disponibile 5 5 Breve rassegna degli effetti fiscali Come commentato in precedenza i casi sopra descritti non hanno considerato l effetto delle imposte Tuttavia alcune questioni fondamentali relative a tale influenza saranno presto affrontate per contribuire a realizzare un approccio che non cerchi di nascondere l effetto della tassazione In ogni caso va tenuto presente che le assunzioni generali che seguono sono ragionevoli ma che la tassazione varia considerevolmente da paese a paese Le esenzioni fiscali sono state tralasciate a causa delle grandi differenze da paese a paese riguardo a questo tema In generale la maggior parte delle leggi fiscali vigenti considera che ogni proprietario di un sistema PVPP debba pagare un importo annuo in gran parte attribuibile agli utili dell anno precedente Tale
76. ma che la caduta di tensione sulla linea non deve superare 1 5 La Sezione 3 riprende questo tema definendo il dimensionamento adeguato dei cavi in un impianto fotovoltaico Infine allo scopo di effettuare una corretta disposizione del cablaggio consigliabile che il polo positivo e il polo negativo siano separati e chiaramente differenziati In questo senso il colore del polo positivo del cavo deve essere diverso da quello del negativo utilizzando nella maggior parte dei casi colori caldi per il polo positivo es rosso e colori freddi per quello negativo es nero Anche nella parte a corrente alternata AC consigliabile usare colori differenziati fra le fasi e il neutro terra 1 2 1 3 Scatole di connessione Le scatole di connessione sono gli elementi all interno dei quali sono collegate le stringhe del generatore fotovoltaico Il ruolo delle scatole di connessione duplice da un lato assicurano una connessione stagna tra le stringhe e dall altro comprendono dispositivi di sicurezza molto importanti per proteggere l installazione elettrica contro guasti e problemi legati alle condizioni atmosferiche come corto circuiti da umidit o la degradazione dovuta all esposizione prolungata alle radiazioni solari UV La figura 1 6 sar utilizzata per illustrare e spiegare gli elementi contenuti nelle scatole di connessione DC 11 1 Ogni stringa dal generatore fotovolatico deve essere indirizzata alla scatola di connessione
77. n fulmine colpisce un area vicino al PVGCS Di conseguenza pratica consigliabile inserire scaricatori di tensione tra i poli positivo e negativo e la terra Tali dispositivi devono essere installati nella scatola di connessione DC Se la distanza tra la scatola e l inverter supera i 10 m devono essere installati anche all ingresso dell inverter a meno che il dispositivo non sia dotato di proprie protezioni Gli scaricatori di tensione devono essere disponibili all uscita inverter 3 8 1 Dimensionamento dei fusibili Come gi descritto sopra i fusibili gR sono alloggiati all interno della scatola di connessione DC e sono collegati in serie ad ogni stringa di modulo I cavi di stringa sono protetti dai fusibili contro le correnti inverse causate da condizioni di funzionamento difettoso Un criterio comune e diffuso per determinare la corrente nominale del fusibile Ifuse il seguente I sc src 1 S 24 mon sc src 3 15 Quindi si pu ritenere che 1 5 1 sc src 1g 9 16 La corrente nominale del fusibile standardizzata in conformit alla IEC 60269 Infine i fusibili devono essere adatti per la corrente continua e devono sopportare tensioni pari a 1 1 volte la tensione a circuito aperto del generatore fotovoltaico in condizioni standard N ns Vuop 33 3 8 2 Scatola di connessione DC e dimensionamento dell interruttore principale DC Attualmente sono commercializzate alcuni tipi di scatole di co
78. n primo approccio al numero di moduli richiesti poich il dimensionamento del generatore PV richiede di determinare il numero di moduli o stringhe connessi in serie W che devono essere collegati in parallelo N Entrambi i valori dipendono dallo specifico modulo PV e dalla gamma di tensione nella quale l inverter riesce a lavorare nel punti di massima potenza MPP Inoltre deve essere prestata particolare attenzione a non superare la tensione massima in ingresso dell inverter Come mostrato qui di seguito non sempre N uguale a N per N Pi specificamente a deve essere scelto in modo che la somma delle tensioni al punto MPP di tutti i moduli in una stringa stia in un range di tensione dove l inverter riesce a lavorare nel punto di massimo MPP della curva V I del generatore PV N deve essere dimensionato in modo che la tensione all ingresso dell inverter non superi mai la tensione massima che tale dispositivo pu sopportare VINV M b Alcune stringhe devono essere collegate in parallelo UN fino a raggiungere approssimativamente la potenza nominale del generatore fotovolatico PV N deve essere dimensionato in modo che la corrente fornita all ingresso dell inverter non superi la corrente nominale massima p 3 5 Dimensionamento del numero di moduli collegati in serie Il valore deve stare entro un limite minimo ed un limite massimo Il calcolo di tali limiti dettagliato a seguire 3 5 1 Numero massimo
79. ne visiva accurata misurazione della potenza di picco effettiva del generatore PV misurazione della resistenza degli elettrodi di terra analisi immagini IR ecc da parte di un ente esterno Universit laboratorio indipendente accreditato ecc una volta che il PVPP stato predisposto I moduli PV sono conformi alla norma IEC 60215 I moduli sono marcati con il numero di serie in modo permanente Gli inverter sono certificati TUV Il produttore di moduli utilizza una tecnologia accettabile per richiedere un prestito ad una banca Di solito il credito viene rifiutato ai futuri proprietari se si utilizzano tecnologie emergenti nella proposta EPC film sottile PV a concentrazione ecc RINGRAZIAMENTI di seguito Per il prezioso aiuto profuso nella preparazione del testo gli autori desiderano ringraziare D Bedin e E Holland Unioncamere del Veneto G Dovigi Camera di Commercio Italia Slovacchia J Olchowik K Cyeslak e M Sordyl Istituto di fisica dell Universit della Tecnologia di Lublin G Agrigiannis Azienda di sviluppo della citt di Milies 72 Unioncamere 0 Veneto UNIVERSIDAD DE JAEN C mara B 43 INNOVATION REGION Valencia STYRIA
80. ner conto di tre principi fondamentali a la tensione di tenuta b la capacit di trasporto di corrente e c limitare le cadute di tensione attraverso i cavi in condizioni standard STC in modo che siano ridotte al minimo le perdite La maggior parte dei cavi in commercio di solito sopporta tensioni fino a 1 000 V che un valore che non viene generalmente superato dai sistemi fotovoltaici Inoltre molti cavi sono predisposti per essere posati in esterno per cui nei sistemi fotovoltaici non si pone alcun problema Di conseguenza il dimensionamento dei cavi implica soprattutto il tener conto dei criteri b e c in modo che la pi restrittiva di esse imponga la sezione del cavo da selezionare 3 7 1 Portata di corrente La corrente massima che pu fluire attraverso i cavi dipende soprattutto dalla loro sezione trasversale e anche dalla temperatura ambientale dalla loro disposizione se sono intrecciati o meno ecc I valori per le correnti massime rispetto alla sezione possono essere consultati nella norma IEC 60 512 parte 3 anche se alcuni paesi hanno adottato i propri standard in Spagna si applica la norma AENOR EA 0 038 Inoltre IEC 60512 prescrive che i cavi per il fotovoltaico debbano essere a prova di guasto a terra e a prova di corto circuito 31 Secondo la norma IEC 60364 7 712 alla sua temperatura di funzionamento ogni stringa di cavi deve essere in grado di trasportare 1 25 volte la corrente di corto circuito della strin
81. nnessione resistenti agli agenti atmosferici certificazione IP 54 in modo che un numero limitato di stringhe pu essere facilmente connesso in parallelo con i fusibili corrispondenti Gli scaricatori di tensione possono essere collegati all interno delle scatole vedere figura 1 6 nella sezione 1 Un interruttore principale DC deve essere installato tra il generatore fotovoltaico e l inverter come da norma IEC 60364 7 712 Questo interruttore principale DC deve sopportare a la tensione a circuito aperto del generatore PV alla temperatura della cella di 109 C e b 1 25 volte la corrente di corto circuito del generatore PV a condizioni STC 1 25 N Luop sc sro 3 9 Alcuni dati caratteristiche relativi ai sistemi PVPP implementati Due esempi reali di PVPPs attuati con successo saranno descritti di seguito per avere un idea della gamma di tensione corrente potenza rendimento elettrico ecc che alcuni sistemi moderni gestiscono Anche alcune delle loro principali caratteristiche saranno brevemente discusse Tralasciando i diversi livelli di irradiazione che possono essere raccolti in tutta l Europa vale la pena ripetere ancora una volta che l attuale enorme variet di produttori di dispositivi fotovoltaici rende difficile fornire valori tipici per molti dei parametri di cui sopra 3 9 1 Un PVPP da 101 2 kWp a Herreruela de Oropesa provincia di Toledo Spagna Questo PVPP si trova a Herreruela de Oropesa provincia di To
82. no perdite di temperatura operativa condizionamento di potenza perdite dal cablaggio ecc ed influenza la generazione di energia elettrica nei sistemi fotovoltaici Si pu supporre che i valori di PR per dei PVGCS ben progettati varino tra 0 70 e 0 80 Questi dati trovano riscontro in molteplici risultati ottenuti sperimentalmente Un esempio pu aiutare per una migliore comprensione dell equazione 2 4 Ipotizziamo un sistema PVGCS da 1 MWp situato su un sito in cui l irradiazione media annua sul generatore fotovoltaico uguale a 1900 kWh m anno Dato il valore di 0 7 per il rapporto di prestazione del sistema allora E Wh year 21900 Wh m 7 year 1000k Wp 07 13300002W year 2 4 PV Y 2 y Un parametro comunemente utilizzato per valutare la quantit di energia solare prodotta da un la resa finale Yf in kWh kWp anno La figura 2 6 mostra alcuni valori di minimo e massimo per questo parametro in alcuni paesi Inoltre la tabella 2 1 raccoglie alcuni valori tipici di questo parametro calcolati in alcuni siti specifici situati in ciascuno dei paesi partecipanti al progetto PVs in BLOOM Italia Spagna Grecia Polonia Austria Slovacchia pst E aaa Ex m resa E ma 1 m e Y I e e 521444 E FL 2 S VO WX 2 9 x 2 o
83. nte T C Temperatura della cella VINV AC V Tensione nominale in uscita dell inverter 38 V Tensione massima in ingresso dell inverter Vinvm mpp V Minima tensione a cui l inverter lavora agganciando il punto di massima potenza MPP del generatore fotovolatico PV Vinvm mpp V Massima tensione a cui l inverter lavora agganciando il punto di massima potenza MPP del generatore fotovolatico PV Vuonmste V Tensione del modulo PV nel punto MPP a condizioni STC Vuonocsre V Tensione a circuito aperto del modulo fotovolatico PV a condizioni standard STC 39 4 Abbinare le tipologie di PVPP a terreni specifici Data la grande variet di tipologie di sistemi PVPP esistenti e le numerose peculiarit che caratterizzano un tipo di terreno marginale utile fornire alcune indicazioni per valutare quale tipologia di sistema PVPP pu soddisfare al meglio uno specifico tipo di terreno Cos si potrebe compilare una tabella specifica a variabili multiple usando le successive indicazioni Il testo che segue stato estratto dal Documento di Visione Strategica Terreni rocciosi sabbiosi o soggetti a subsidenza non sono consigliabili per installarvi alcuna tipologia di PVPP Ovviamente i terreni a rischio geologico idrologico o sismico devono essere ugualmente scartati Per quanto riguarda la cliviometria pendenze alte del terreno oltre il 5 impediscono la posa di PVPP che utilizzino tecniche d
84. nte cruciale e la tabella 3 2 deve essere tenuta a mente Costo dell impianto PVGCS installato Oggi la stima approssimativa di un investimento iniziale pu variare da circa 3 000 a 6 000 Euro per kWp In ogni caso il costo dei moduli in silicio cristallino ha subito un forte calo nel corso degli anni 2007 2009 e sembra che questa tendenza continuer anche nel breve termine Il generatore fotovoltaico composto da collegamenti in parallelo di stringhe costituite da moduli collegati in serie Di conseguenza la tensione del generatore fotovoltaico uguale alla tensione di una stringa mentre la sua corrente uguale alla somma della corrente di tutte le stringhe collegate in parallelo 3 3 Dimensionamento della potenza nominale dell inverter Prima di dare alcune indicazioni volte a dimensionare la potenza nominale dell inverter devono essere forniti alcuni consigli per quanto riguarda il suo posizionamento In generale l inverter deve essere posto vicino ai dispositivi di protezione AC scaricatori di sovratensione interruttore differenziale ecc ed al contatore di energia Si consiglia inoltre di posizionare il box di connessione DC in cui le stringhe vengono collegate in parallelo il pi vicino possibile all inverter in modo che le cadute di tensione attraverso i cavi siano ridotte al minimo Nonostante molti inverter siano conformi alle specifiche IP 65 si consiglia un contenitore a tenuta stagna per conservare questi dis
85. o IRR ha un valore pi alto Perci torniamo al punto 1 e tentiamo con 4 0 11 Dalla tabella 2 prendiamo di nuovo la colonna 4 e le righe dove 1 000 kWp 1 Scegliamo un valore di d 0 11 cosicch LCC 4 4 319 kWp Della tabella 5 sono considerate di nuovo la colonna 5 e le righe dove p 0 3 kWh Dalla riga corrispondente allo stesso valore di 4 0 11 consegue che PW CIFQN 4 185 kWp Sottraiamo PW CIF N LCC 134 kWp Poich la differenza ottenuta al passaggio 7 diventa negativa la soluzione definita come il valore di RR sta tra il 9 e P 11 IRR nel caso A una percentuale molto accattivante compresa tra 9 1196 Scegliamo un valore di 9 caso pi sfavorevole Caso B si presume uguale a 1 200 kWh kWp anno si presume uguale a 5 000 kWp Il prezzo corrispondente per kWh per elettricit generata da PV pagata risparmiata al dal proprietario si presume uguale a 0 20 kWh Si presume uguale a 2 LPV s k si presume uguale a 1 500 KWp Di conseguenza la somma rimanente deve essere pagata dal proprietario Si presume che tale importo sia preso in prestito ad un tasso di interesse annuo 5 mentre il termine del prestito N si presume uguale a 20 anni Le Tabelle 3 e 5 fornite in allegato devono essere usate per il calcolo di LCCysp e PWICIF
86. o Integrato in edifici 1 3 kWp 0 392 kWh 0 431 kWh 0 480 kWh 3 20 kWp 0 372 kWh 0 412 kWh 0 451 kWh gt 20 kWp 0 353 kWh 0 392 kWh 0 431 kWh Tariffe 2010 Potenza nominale Installazione a terra Parzialmente integrato Integrato in edifici 1 3 kWp 0 384 kWh 0 422 kWh 0 470 kWh 3 20 kWp 0 365 kWh 0 403 kWh 0 442 kWh gt 20 kWp 0 346 kWh 0 384 kWh 0 422 kWh Concentrandosi sulle installazioni a terra obiettivo del progetto PVs in BLOOM per il 2010 esiste per i casi speciali un bonus del 596 i bonus non sono cumulabili nel caso di un sistema a terra dove il 7096 dell elettricit viene usato direttamente dal produttore o da societ controllate dal produttore per gli impianti che sono di propriet di una scuola o di una struttura sanitaria pubblica per gli impianti che sono di propriet di amministrazioni locali con meno di 5 000 abitanti in caso di riduzioni dell IVA dal 2096 al 1096 incaso dile tariffe incentivanti siano combinate con certi benefici pubblici e contributi contributi in conto capitale fino al 3096 del costo di investimento e prestiti a tasso agevolato dello 0 5096 del Fondo di Kyoto articolo 1 comma 1111 Legge Finanziaria 2007 La riduzione dell IVA non si pu combinare con le detrazioni fiscali Per il 2011 il governo ha annunciato la possibilit di tagli alle tariffe di un altro 2096 al massimo Tale percentuale a
87. ono avere in discussione anche un incremento della potenza totale per la quale gli incentivi possono essere erogati previsto che il massimale sia innalzato da 2 000 MW nel 2015 e 3 000 MW nel 2016 con altri 150 MW per gli impianti supplementari con la tecnologia di concentrazione L obiettivo nazionale di potenza da installare entro il 2020 fissato in 8 000 MW 45 Un altro cambiamento previsto la suddivisione delle centrali elettriche in 5 classi da 1 a 3 kW da 3 a 20 kW da 20 a 200 KW dai 200 ai 1 000 kW e oltre i 1 000 kW Inoltre accogliendo il suggerimento dei produttori per semplificare i tipi di installazione rimozione della categoria di impianti parzialmente integrati il progetto di decreto ministeriale ne prevede solo due tipi sistemi fotovoltaici integrati negli edifici e altri impianti fotovoltaici Polonia In questo momento non vi alcun tariffa feed in in Polonia La legislazione che viene considerata la Legge energetica Regolamento del Ministro dell Economia Coll U Nr 122 poz 1 336 del 15 dicembre 2000 http www ure gov pl portal php serwis pl amp dzial 195 amp id 882 amp search 25421 obbliga il governo ad acquistare qualsiasi quantit di energia verde senza restrizioni quantitative Per la vendita di tale energia al produttore concesso un certificato verde venduto in borsa Il prezzo medio del certificato verde pari a 0 26 PLN kWh 0 07 cent kWh Come risultato dell
88. oos Ip ossea AVAd7 euroasis op d Ay 12d openuue op ouorzung ur SOSAd un rp day 12d pronu 67 CC6C T897 SEPT 0661 90 1 971 GIZI SL6 162 LTO ELIE 6067 vy9c 08 c 9112 ISSI 1861 TZEI 8601 6Z STO C9y 941 L887 66ST OIEZ IZOZ TELI SSII 998 ETO 118 12523 941 8587 1952 9061 8851 0 21 66 1270 8775 9 86 652 1216 6187 9 TILI 6071 1501 6170 LELY EVE 876 ESSE 8516 VOLT 69 c 61 6 51 811 LTO 89EG 067 ELpy 970 8 6 1616 7897 LETT 68 1 THEI 0919 Ly9S PEIS 029 1019 v6S 080 LIST 0 01 SLIZ LLS9 6 66 186 84 5819 1866 6867 TOET VOLI 1170 5678 L8LL 6LOL 2169 7996 966 8777 OPSE TEST PTIT 60 0 87701 v6c6 0958 989 2689 8465 15 0 75 9196 TIST 709 07971 89611 LISOI 5976 158 Z9 L 0169 8S7S LOTY SSIS 600 66851 ILSVI OYZEI IZGII 26601 2756 8P6L 799 8675 vL6 0 0 11502 20881 EGOLI 8 cI y 9 1 S9611 9CCOI 9758 1689 8016 1070 0661 88 1 ST9I 971 00 I 8611 C 6 18 0 9 887 LTO 9112 6661 COLI 1861 0191 8601 188 SOL 675 ST 0 OIEZ LIIT S761 TELI OPSI 961 SSII 296 044 LLS ETO 1782 6TET LIIT 9061 691 891 0 1 6801 198 SEI ITO 6187 3857 6 81 7591 6071 SLII 076 0 670 8516 5687 TEIT 69 c 9012 981 6 51 9161 SOI 064 LTO 8 6 0826 T867 7897 98 c L807 68 1 16 1 61I C68 SUO 1019 SILE 4445 0806 SELT 96ET ESOT
89. ore In realt la scelta di posizionare il contatore di energia nel punto di bassa tensione di ingresso o di alta tensione in uscita da questo dispositivo ha a che fare pi con questioni legali che con vincoli tecnici 1 ii i H i 400 kVA 380 20 kV 1 transformer ii i f Two 120 kWp f Two 100kW i i PV 3 phase i i generators H inverters i AAA Ii am j Figura 1 9 Schema elettrico di una possibile soluzione tecnica per un sistema PVPP da 1 2 MWp Le principali caratteristiche elettriche in condizioni STC del generatore fotovoltaico di ognuno dei dieci sotto sistemi sono raccolte nella tabella 1 2 Tabella 1 2 Principali caratteristiche elettriche in condizioni STC del generatore fotovoltaico di un tipico sotto sistema di PVPP da 1 MWp descritto nella presente sezione I valori delle caratteristiche elettriche sono stati scelti tenendo in considerazione lo stato dell arte dei moduli di silicio cristallino e degli inverter i quali guidano le scelte di moduli connessi in serie ed in parallelo esistenti sul mercato alla data di stesura di questo documento Potenza Tensione a Corrente di Tensione al Corrente al nominale circuito aperto corto circuito punto di massi punto di massi Wp V A ma potenza ma potenza V A 120 000 790 205 631 190 16 BREVE SINTESI DELLA SEZIONE 1 Nellasezione 1 sono state descritte le principali caratteristiche di un sistema fotovoltaico connesso alla rete Per descriverl
90. ormatore se questo dispositivo integrato all inverter da componenti conduttori dispositivi di commutazione ecc Vale la pena notare che l efficienza di conversione dipende dalla potenza di ingresso DC questo particolarmente evidente a bassi livelli di irradianza sul generatore fotovoltaico che provocano un minor carico da collegare all inverter I produttori di solito mettono a disposizione una curva che rappresenta l efficienza di conversione rispetto alla corrente alternata in uscita gli inverter di ultima generazione possono raggiungere un picco in questa curva di circa il 95 Al fine di produrre significativi confronti tra inverter basandosi sull efficienza con la definizione del rendimento Euro y puro stato introdotto un metodo ragionevole di misurare l efficienza tenendo conto delle diverse condizioni climatiche efficienza Euro o Y puro L efficienza di Euro un parametro ponderato sul clima europeo tenendo conto di diverse condizioni di carico causate dal clima Il parametro y puro definito come N Euro 70 03 n 5 0 06 n 0 13 120 0 1 N 30 0 48 50 0 2 1 100 1 1 Dove il pedice del parametro y si riferisce all efficienza dell inverter ad un carico espresso come percentuale del carico nominale AC 100 che corrisponde a 7 1005 Occorre sottolineare che i differenti pesi assegnati a ogni valore di n a diversi carichi sono stati scelti tenendo conto del clima centro europeo Gli inver
91. pag 18 22 Valutazione della produzione annuale di elettricit di un sistema PV Grid Connected 22 BREVE SINTESI DELLA SEZIONE aaa pag 24 3 Dimensionamento degli impianti fotovoltaici PV Grid Connected pag 25 DL Scelta del modulo fotovolatico PV iaia pag 25 3 2 Dimensionamento della potenza nominale del generatore fotovoltaico pag 27 3 8 Dimensionamento della potenza nominale dell inverter pag 27 3 4 Dimensionamento del numero di moduli PV s pag 28 3 5 Dimensionamento del numero di moduli PV collegati in serie pag 28 3 5 1 Numero massimo di moduli collegati in serie pag 28 3 5 2 Numero minimo di moduli collegati in serie ocn pag 29 3 6 Dimensionamento del numero di moduli PV collegati in parallelo pag 30 i Dimensionamento del cablaggio pag 31 3 7 1 iaia pag 31 3 7 2 Limitare le cadute di tensione attraverso cavi a condizioni STC pag 32 3 8 Dimensionamento di alcune misure di protezione a pag 33 fusibili scaricatori di tensione interruttore principale DC ecc 3 9 Alcuni dati caratteristici relativi ai sistemi PVPP implementati pag 34 BREVE SIN TESI DELLA SEZIONE Sist pag 37 APPENDICE ALLA SEZIONE 3 TERMINOLOGIA pag 38 4 Abbinare le tipologie di PVPP a terreni specifici 1 pag
92. per i mutui delle case che alloggiano sistemi fotovoltaici e prestiti preferenziali verdi per l installazione di impianti fotovoltaici Scambio sul posto in pratica il proprietario del sistema viene pagato con il valore al dettaglio per l elettricit in eccesso rispetto a quella consumata sul posto immessa nella rete come registrato differenza fra produzione e consumo da un contatore bidirezionale nel corso del periodo di fatturazione Fatturazione netta l energia elettrica prelevata dalla rete e l energia elettrica immessa nella rete sono monitorate in modo separato e l energia elettrica immessa in rete valutata ad un prezzo prestabilito In generale gli ultimi due sistemi di incentivazione finanziari non si applicano ai sistemi PVPPs poich tutta l energia elettrica fotovoltaica generata viene immessa e venduta alla rete Pi concretamente alcune misure di sostegno disponibili per i sistemi PVGCS in ciascuno dei paesi partecipanti al progetto PVs in BLOOM sono analizzati brevemente sotto Austria L kostromverordnung 2009 Decreto Eco Elettricit fissa le seguenti nuove tariffe per il 2009 solo per i sistemi fotovoltaici ricompresi dalla Okostromgesetz Legge Eco Elettricit B Dimensione di sistema 5 kW 0 4598 mila kWh B Dimensione di sistema 5 a 10 kW 0 3998 mila kWh B Dimensioni del sistema gt 10 kW 0 2998 mila kWh Per gli impianti finanziati nell ambito del regime tariffario feed in il
93. pianto fotovolatico PV 1 3 Alcune caratteristiche elettriche di un tipico sistema PVPP da 1 MWp Data la grande variet di dispositivi esistenti sul mercato per costruire sistemi PVPP all interno della gamma di potenza su cui il progetto PVs in Bloom si concentra 50 kWp 2 MWp e date le diverse soluzioni tecniche che possono essere messe in atto per installare 15 un PVPP con una determinata potenza di picco difficile fornire al lettore le caratteristiche elettriche tipiche di tale sistema Tuttavia un esempio di un tipico sistema PVPP di una implementazione di 1 MWp pu aiutare a farsi un idea della gamma di tensione corrente e potenza che questi sistemi sono chiamati a gestire Una soluzione tecnica diffusa riferita a PVPPs di grandi dimensioni con potenza nominale pari o superiore a 1 MWp quella di suddividerli in piccoli sotto sistemi PV Una soluzione di ultima generazione fattibile pu comprendere dieci sotto sistemi da 120 MWp Ogni generatore del sotto sistema fotovoltaico collegato ad un inverter trifase da 100 kW mentre ciascuna coppia di inverter collegata ad un trasformatore da 400 kVA 380 V 20 kV sono necessari cinque di questi trasformatori in totale La figura 1 9 rappresenta lo schema elettrico per un sistema PVPP da 1 2 MWp In questa immagine i dieci contatori di energia uno per ogni inverter possono essere sostituiti anche da uno solo posto al punto di uscita ad alta tensione del trasformat
94. positivi al riparo dagli eventi atmosferici Ovviamente devono essere rigorosamente rispettate tutte le raccomandazioni del produttore relative a temperatura ed umidit Come commentato in una delle sezioni precedenti in generale oltre i 5 kW sono disponibili solo inverter trifase Un parametro utile volto a misurare la potenza in ingresso nominale dell inverter il fattore di dimensionamento Fs Payne Pervmsre gt dove la potenza massima del generatore PV a condizioni STC Dei range di valori che costituiscono una raccomandazione diffusa per F secondo la latitudine sono riportati in tabella 3 5 Queste cifre vengono suggerite se il generatore PV rivolto all equatore con un angolo di inclinazione vicino a quello della corrispondente latitudine Tabella 3 5 Valori consigliati per Fs in Europa in funzione della latitudine Fonte Jantsch M Schmidt H Schmid J 1992 Results on the concerted action on power conditioning and control Proceedings of the XI European PV Solar Energy Conference and Exhibition Montreux Switzerland pp 1589 1592 Zona F Europa settentrionale lat 55 709 0 65 0 8 Europa centrale lat 45 559 0 75 0 9 Europa meridionale lat 35 459 0 85 1 0 Il fattore di dimensionamento Fs deve essere abbassato al crescere della latitudine Ci dovuto al fatto che le condizioni standard di test STC raramente si verificano all esterno ed in
95. ra Nella tabella sottostante sono riportati alcuni valori per differenti scenari 52 LE pv iw LPV Pu E pu IPVigliwp Prestiti IRR agevolati kWh kWp year kWp EkWh 96 EkWp 96 1000 1 1000 Nz20ip5 35 Non 63 1000 disponibile 5 7 4000 Ng10 5 7 9 1200 disponibile Nep 3 5 2 Non Non 0 3 disponibile disponibile A 5000 0 2 1500 20 5 5 7 Non Non 1400 a disponibile disponibile 5 7 1400 6000 0 3 1000 Ng10 25 9 11 analisi sulla tassazione mostra che l 7RR vede una diminuzione morbida e quasi lineare man mano che il coefficiente di tassazione aumenta da 0 al 40 53 APPENDICE I ALLA SEZIONE 5 TABELLE PER LA STIMA DELLIRR Tabella 1 Costo del ciclo di vita del sistema per kWp dal punto di vista dell utente LCCUSP kWp in funzione dell investimento iniziale per kWp nei PVGCS PVIN KWp tasso di sconto nominale d e sussidio all investimento iniziale per kWp PVIS KWp Senza prestiti disponibili d 3000 4000 5000 6000 7000 8000 0 0 01 3661 4881 6101 7321 8542 9762 0 03 322 4697 5871 7045 8219 9393 0 05 3423 4564 5705 6846 7987 9128 0 07 3350 4466 5583 6699 7816 8932 0 09 3295 4393 5491 6589 7688 8786 0 11 3253 4337 5421 6505 7590 8674 0 13 3220 4293 5366 6440 7513 8586 0 15 3194 4259 5323 6388 7452 8517 0 17 2172 4231 5288 6346 7404 8461 0 19 3156 4208 5260 6312 7364 8416 0 21 3142
96. ra per tensione di circuito aperto mV C Corrente nel punto MPP in condizioni STC ImMOD M STC Corrente di corto circuito in condizioni STC A Lrrop se ste Celle collegate in parallelo Na Celle collegate in serie N Potenza massima in condizioni STC Wp 5 Temperatura di funzionamento nominale della cella C NOTC Tensione nel punto MPP in condizioni STC V V MOD M STC Tensione a circuito aperto in condizioni STC V V MOD OCSTC Tabella 3 4 Parametri elettrici pi significativi per un inverter generalmente forniti dal produttore Parametro Simbolo Efficienza massima adimensionale Fattore di potenza adimensionale cos Frequenza di rete Hz f Corrente di ingresso DC massima A IINVM DC Corrente di uscita AC nominale A Imvac Tensione pi bassa a cui l inverter pu lavorare MPP V VINVm MPP in corrispondenza di MPP V Tensione pi alta a cui l inverter rileva il punto V INVM MPP Potenza nominale in ingresso W Potenza nominale in uscita W Pinvac Tensione massima in ingresso V Vinvm Tensione nominale in uscita V Vinvac 26 3 2 Dimensionamento della potenza nominale del generatore fotovoltaico La definizione della potenza nominale di un generatore fotovoltaico la somma della potenza massima a condizioni STC dei moduli usati pu dipendere da due criteri Spetta al proprietario scegliere quello pi restrittivo Area disponibile questo particolarme
97. razioni sono vere se i moduli fotovoltaici sono schierati sullo stesso piano della superficie del tetto o del terreno ove sono stati posati In realt questo non avviene nella maggior parte dei PVPPs e fare una stima della superficie necessaria per il sistema pu trasformarsi in un problema complesso che coinvolge latitudine locale pendenza del terreno angolo di inclinazione dei moduli ecc Tuttavia per ragioni di semplicit si fanno le seguenti ipotesi sviluppo orizzontale della superficie del terreno angolo di inclinazione leggermente inferiore rispetto al valore della corrispondente latitudine e nessuna ombreggiatura tra gli array di moduli fotovoltaici Tenendo conto dello stato dell arte di cui sopra la tabella 3 2 mostra la superficie di suolo richiesta per installare un sistema PVGCS da 1 kWp a seconda della tecnologia delle celle solari utilizzate Tabella 3 1 Superficie necessaria per un sistema PVGCS da 1 kWp se i moduli PV sono posti sullo stesso piano della superficie tetto o terreno ove essi sono stati posati Fonte DGS y Ecofys 2008 Planning and Installing Photovoltaic Systems A guide for installers architects and engineers Second Edition James amp James London p 151 Tecnologia Superficie m Silicio monocristallino 7 9 Silicio policristallino 8 11 Diseleniuro di rame e indio CIS 11 13 Telloruro di cadmio CdTe 14 18 Silicio amorfo 16 20 1 kWp 20 m di superficie richiesta silicio c
98. rete secondo lo schema rappresentato in figura 1 3 cosicch tutta l energia elettrica generata viene immessa nella rete Figura 1 7 Immagine di un inverter da 100 kW durante la realizzazione di verifiche di qualit I sistemi che usano inverter fino ad una potenza di 5 kW si configurano di solito come sistemi monofase Per potenze superiori sono utilizzati gli inverter trifase figura 1 7 Per valorizzare al massimo la curva tensione corrente del generatore PV occorre che l inverter operi nel punto di massima potenza di questa curva MPP Maximum Power Peak Questo punto cambia costantemente a seconda delle condizioni ambientali quindi all interno dell inverter devono essere disponibili apparecchiature elettroniche idonee a tenere sotto controllo il punto MPP e a massimizzare la potenza generata Gli inverter spesso incorporano trasformatori integrati per isolare elettricamente il sistema PVGCS dalla rete Gli inverter senza trasformatore sono pi piccoli e leggeri ma non tutti i codici nazionali di regolazione elettrica indirizzata al PV grid connected consentono l uso di tali dispositivi ad esempio le norme spagnole non permettono di utilizzare inverter senza trasformatore mentre le normative tedesche lo concedono L efficienza di conversione n il parametro che rappresenta il rapporto tra la potenza 13 AC in uscita e la potenza di ingresso DC Questo parametro tiene conto delle perdite causate dal trasf
99. rie Le alte temperature fanno scendere sia la tensione a circuito aperto che la tensione nel punto MPP del generatore fotovoltaico Se la tensione cade sotto la minima tensione alla quale l inverter pu continuare a lavorare agganciato al punto MPP l inverter non riesce ad ottenere la massima potenza del generatore fotovoltaico e si potrebbe anche spegnere Un criterio diffuso presume che la temperatura della cella Tc possa salire fino a 70 C in questo caso deve essere garantito un numero minimo di moduli collegati in serie per evitare il verificarsi della situazione di cui detto sopra Viv m MPP min NN Int 1 3 6 MOD OC T 70 C Il quoziente 70 deve essere aumentato di un unit per garantire l arrotondamento in eccesso Come commentato in precedenza le specifiche tecniche del modulo PV non forniscono la tensione nel punto MPP a Tc 70 C ma essa pu essere calcolata come segue ricordare che 6V 0 T 70 C Vuon msre 42 8 3 7 Se V yop oc espresso in C l equazione 3 7 diventa Vuop u 1 70 Vuopasrc 1 45 3 8 29 La seguente approssimazione potrebbe essere utilizzata per il silicio mono e policristallino Vuon m 1 700 0 82 3 8 La Figura 3 1 intesa a chiarire le suddette considerazioni e calcoli Una volta che il numero minimo e massimo di moduli co
100. ristalline per questo parametro La loro risposta spettrale ha il suo picco alla lunghezza d onda della luce blu quindi la sorgente luminosa ideale per le celle solari amorfe una lampada fluorescente Lo svantaggio principale del silicio amorfo la sua bassa efficienza 6 896 che diminuisce anche durante i primi 6 12 mesi di funzionamento Dopo questo periodo di tempo l efficienza si assesta su un valore stabile Per quanto riguarda i film sottili di silicio multicristallino un substrato conduttivo di ceramica contenente silicio ricoperto da un sottile strato di silicio policristallino Il processo di produzione richiede temperature pi basse ed quindi possibile ottenere semiconduttori di alta qualit che hanno un potenziale molto elevato per ridurre i costi Il telloruro di cadmio CdTe un materiale a film sottile prodotto per deposizione o per sputtering che si configura per il futuro come una base a basso costo promettente per applicazioni fotovoltaiche Il principale svantaggio che nella produzione del materiale utilizzato un componente velenoso cadmio anche se alcuni produttori sostengono un approccio assicurativo per il finanziamento dei futuri costi stimati per il recupero ed il riciclaggio dei relativi moduli alla fine del loro utilizzo L efficienza delle celle solari in laboratorio arriva fino al 16 mentre l efficienza dei tipi commerciali fino 178 Il diseleniuro di rame e indio CuInSe2 o CSI
101. ristallino quando i moduli PV sono distribuiti su un terreno orizzontale con un angolo di inclinazione leggermente inferiore alla latitudine e senza ombreggiatura tra array di moduli fotovoltaici 25 Tabella 3 2 Superficie richiesta per 1 kWp se i moduli fotovoltaici sono distribuiti su una superficie orizzontale inclinazione leggermente inferiore rispetto alla latitudine e senza ombreggiatura tra array di moduli fotovoltaici Nota i dati raccolti sono leggermente sovrastimati Calcoli pi accurati per ogni latitudine specifica potrebbero dare valori della superficie richiesta inferiori Tecnologia Superficie m Silicio monocristallino Silicio policristallino Diseleniuro di rame e indio CIS Telloruro di cadmio CdTe 20 27 32 40 Sia i costruttori di inverter che di moduli fotovolatici PV forniscono le specifiche elettriche pi caratteristiche dei loro prodotti Le pi rilevanti sono riportate nelle tabelle 3 3 e 3 4 Come verr mostrato in seguito questi parametri sono di fondamentale importanza per la progettazione del sistema Alcune altre caratteristiche quali il peso le dimensioni ecc sono anche normalmente riportate nelle schede tecniche del produttore Tabella 3 3 Parametri elettrici pi significativi di un modulo PV generalmente forniti dal produttore Parametro Simbolo Coefficiente di temperatura per corrente di corto circuito MA C Lyop sc Coefficiente di temperatu
102. separatamente le linee positive raggruppate da un lato e quelle negative raggruppate a parte Questa misura garantisce la presenza di una distanza fisica di sicurezza tra i poli positivi e negativi che impedisce eventuali cortocircuiti e facilita i lavori di manutenzione 2 Ogni stringa ha un fusibile a protezione della linea dalle correnti inverse Le correnti inverse possono intervenire quando una delle stringhe subisce un guasto e la corrente di un altra stringa fluisce attraverso la stringa difettosa 3 Gli scaricatori di tensione varistori impediscono possibili sovratensioni che possono comparire nel generatore PV ad esempio le tensioni indotte nei loop di cablaggio a causa di fulmini vicino all installazione 4 L interruttore DC un elemento molto utile al fine di spezzare il flusso della corrente continua dal generatore all inverter 4 Ouputs from varistors and metal works connected to ground 2 Varistors protect against overvoltages 11 z 5 2 Strings fuses 1 Positive and negative protect DC inputs single lines against overcurrents Figura 1 6 Scatola di connessione DC di ultima generazione Tutti gli elementi hanno un buon posizionamento e sono accessibili per gentile concessione di Suntechnics 5 Tutte le strutture in metallo e le uscite dai varistori devono essere connesse a elettrodi con messa a terra 6 Il cablaggio di uscita deve essere collegato al convertitore o ad un
103. tema per kWp dal punto di vista dell utente LCCUSP kW in funzione di investimento iniziale per kWp nei kWp tasso di sconto nominale d e sussidio all investimento iniziale per kWp PVyslwp Durata del prestito N 20 anni 7 5 d 3000 4000 5000 6000 7000 8000 0 0 01 5005 6673 8341 10010 11678 13346 0 03 4104 5472 6840 8208 9576 10944 0 05 3423 4564 5705 6846 7987 9128 0 07 2900 3867 4833 5800 6766 7733 0 09 2492 3323 4154 4984 5815 6646 0 11 2170 2893 3616 4339 5063 5786 015 1911 2548 3185 3822 4459 5096 0 15 1701 2268 2835 3401 3968 4535 0 17 1528 2037 2546 3055 3565 4074 0 19 1384 1845 2306 2768 3229 3690 021 1263 1684 2104 2525 2946 3367 0 23 1160 1546 1933 2319 2706 3092 0 25 1071 1428 1786 2143 2500 2857 0 27 995 1327 1658 1990 2322 2653 1000 0 01 93557 5225 6893 8561 10230 11898 0 03 2910 4278 5646 7014 8382 9750 0 05 2423 3564 4705 5846 6987 8128 0 07 2050 3016 3983 4950 5916 6883 0 09 1760 2590 3421 4252 5083 5913 0 11 1531 2254 2977 3700 4424 4535 0 13 1347 1984 2621 3258 3895 4532 0 15 1198 1765 2332 2899 3466 4033 0 17 1076 1585 2095 2604 3113 3622 0 19 974 1436 1897 2358 2819 3281 0 21 889 1910 1731 2152 2572 299 0 23 816 1203 1589 1976 2363 2749 0 25 754 1111 1468 1825 2183 2540 0 27 700 1032 1364 1695 2027 2358 1500 0 01 2833 4501 6169 7837 9506 11174 003 2313 3681 5049 6417 7785 9153 0 05 1923 3064 4205 5346 6487 7628 0 07 1625 2591 3558 4525 5491 6458 0 09 1393 2224 3055 3886 471
104. ter di ultima generazione possono raggiungere un valore di y che varia fra 1 92 eil 96 96 1 2 2 2 Contatori di energia Il contatore di energia figura 1 8 l elemento volto a misurare la corrente alternata prodotta dall impianto fotovoltaico Questo dispositivo viene installato dopo l inverter appena prima del punto di connessione alla rete Ovviamente il contatore di energia un dispositivo installato e controllato da parte della societ della rete elettrica in modo che n l installatore n il proprietario dell impianto fotovolatico lo possano per ovvie ragioni manipolare Figura 1 8 Contatore di energia trifase con un sistema di monitoraggio e di comunicazione 14 Quasi tutti i contatori di energia installati al giorno d oggi hanno un sistema di monitoraggio per memorizzare le letture Esse sonno poi accessibili sia al proprietario dell impianto sia alla societ elettrica 1 2 3 Parti in metallo ed elementi protettivi Entrambe le parti AC e DC hanno parti metalliche conduttive che possono essere esposte ed accessibili a terzi L elettrodo di terra un elemento protettivo previsto per evitare che queste parti in metallo possano trasmettere scosse elettriche alle persone Una situazione pericolosa pu aver luogo se un filo di corrente continua o alternata perde isolamento ed entra in contatto con una parte metallica dell impianto In questo senso e per prevenire situazioni di rischio come quest ultima t
105. teristiche elettriche a condizioni STC di entrambi i tipi di sotto impianto fotovoltaici PV esistenti Parametro Sotto impianto Sotto impianto 121 4 kWp 105 6 kWp Tensione a circuito aperto V 691 691 Corrente di corto circuito A 234 204 Tensione al punto di potenza massima V 553 553 Corrente al punto di potenza massima A 219 191 Potenza nominale Wp 121 400 105 600 36 BREVE SINTESI DELLA SEZIONE 3 Superficie necessaria per PVPP da 1 kWp se i moduli fotovoltaici sono posati su una superficie di terreno piana con inclinazione leggermente inferiore rispetto alla latitudine e senza auot ombreggiatura tra array di moduli fotovoltaici Nota i dati qui raccolti sono leggermente sovrastimanti Calcoli pi accurati per ogni latitudine possono portare a valori pi bassi della superficie richiesta Tecnologia Superficie m Silicio monocristallino 20 silicio policristallino 27 diseleniuro di rame e indio CIS 32 Telloruro di cadmio Cd Te 40 Il dimensionamento della potenza nominale di un generatore fotovoltaico dipende principalmente da due parametri Spetta al proprietario scegliere quello pi restrittivo area disponibile o costo del PVGCS installato se sono a disposizione interessanti incentivi finanziari deve essere eseguita una analisi economica approfondita Il dimensionamento dell inverter comporta la selezione di un valore per il rapporto tra la potenza nominale dell inverter e la potenza nomina
106. ti moduli fotovoltaici PV Tale modalit di produrre energia ha visto negli ultimi anni una crescita formidabile nel settore delle energie rinnovabili come illustrato nella figura 1 1 EVOLUTION DF WORLDWIDE PHOTOVOLTAIC CELL PRODUCTION IN 4 coo 3739 12390 1 ooo 2740 17110 442471 2230 3000 dei 17 1255 104 6 1000 5 7 oo anta 282 1 149 gt ya ce ni o L E 2 2 8 1 E 3 3 21 1 11 3 Figura 1 1 Evoluzione della produzione nel mondo di celle fotovoltaiche L aumento di MW prodotti ha seguito una curva esponenziale fonte EurObsev ER 2008 E a so 1454 1496 1 w E I sistemi fotovoltaici possono essere raggruppati in sistemi stand alone SAPV e sistemi connessi alla rete grid connected PVGCS In sostanza il primo tipo usa l energia elettrica prodotta per consumo autonomo mentre nel secondo l energia viene venduta alla rete elettrica Tenendo conto delle caratteristiche del progetto PVs in Bloom i sistemi fotovoltaici stand alone si collocano al di fuori del campo di analisi di questo documento per questo motivo ci concentreremo sui sistemi PVGCS In questo tipo di impianti fotovoltaici tutta l energia generata viene immessa nella rete elettrica aziendale In effetti l azienda svolge il ruolo di un enorme accumulatore di energia nei paesi sviluppati la maggior parte dei sistemi fotovoltaici sono collegati all
107. trone lacuna tuttavia causano l aumento della temperatura della cella solare La massima efficienza raggiunta da una cella solare al silicio in un laboratorio di ricerca pari a circa il 23 mentre per gli altri materiali semiconduttori la percentuale sale fino al 30 In realt l efficienza dipende dal materiale semiconduttore Le perdite sono causate dai contatti metallici sulla parte superiore della cella solare inoltre una parte della radiazione solare riflessa sul lato superiore vetro delle celle solari Le celle solari cristalline sono di solito costruite a wafer circa 0 3 mm di spessore segate a partire da un lingotto di silicio Si con un diametro di 10 15 cm Esse generano circa 35 mA di corrente per cm di superficie tutte insieme fino a 2 A cella alla tensione di 550mV in condizioni di piena illuminazione L efficienza delle celle solari misuata in laboratorio supera il 20 mentre quella delle celle solari prodotte in modo classico da brand commerciali in genere superiore al 15 In realt vi sono ampie potenzialit di sviluppo per le celle solari al silicio sia per quanto riguarda il monocristallino mono cristallo che il policristallino entrambi i tipi commentati in precedenza e l amorfo Tuttavia per creare le celle al silicio amorfo necessaria una particolare tecnica di fabbricazione per questo motivo di solito non si catalogano insieme alle celle monocristalline o policristalline ma piuttosto
108. ttualmente oggetto di discussione da parte del Ministero dello Sviluppo Economico italiano e dalle parti interessate del settore fotovoltaico nazionale e sembra che stiano raggiungendo un compromesso attorno ad una soluzione che potrebbe prevedere una graduale riduzione del 6 della tariffa ogni 4 mesi secondo il modello tedesco Pertanto gli impianti connessi alla rete da Aprile 2011 potrebbero avere riduzioni tariffarie comprese tra 6 5 e 8 196 quelli da Aprile ad Agosto 2011 tra il 1096 e il 12 896 mentre quelli da Agosto a Dicembre 2011 tra il 1596 e il 17 696 Inoltre sempre in discussione per impianti fotovoltaici a terra il bonus del 5 per gli impianti in aree marginali la proposta di decreto menziona cave esaurite aree di pertinenza alle discariche ecc Un altro 6 od 8 dovrebbe essere tagliato ogni anno a partire dal 2012 Gli impianti innovativi possono per beneficiare di un taglio inferiore 2 circa ogni anno Quella degli impianti innovativi categoria sistemi integrati fotovoltaici con caratteristiche innovative una novit che stata recentemente introdotta ed essi potranno beneficiare di tariffe incentivanti divise in tre intervalli di potenza superiori alle altre categorie Le tariffe per impianti innovativi potrebbero essere ridotte del 2 all anno invece del 696 nel 2012 e 2013 Entro il 1 Gennaio 2011 il GSE metter a punto una guida sulle caratteristiche che questi sistemi innovativi dev
109. un sistema PVPP da 1 MWp sono state presentate a titolo di esempio per aiutare il lettore a meglio comprendere questo concetto PV 17 2 Stima dell energia annua prodotta da un impianto fotovoltaico grid connected Sebbene il costo di un tipico impianto fotovoltaico connesso al suolo da 50 kWp a 2 MWp l intervallo di grandezza del PVPPs che il progetto PVs in Bloom prende in considerazione si sia drasticamente ridotto di circa il 35 nel periodo 2007 2009 l investimento iniziale per l installazione in molti casi obbliga il futuro proprietario ad accendere un prestito in banca La produzione di energia potenziale dell impianto naturalmente la migliore garanzia per il proprietario e per la banca al fine di realizzare il pagamento del debito Queste premesse aiutano a farsi un idea dell importanza di fare una buona stima della energia annua prodotta da un impianto fotovoltaico grid connected Questa sezione mira a spiegare come calcolare il rendimento annuo di elettricit di un impianto fotovoltaico grid connected in aggiunta gli strumenti esistenti on line per valutare la risorsa solare che costituisce la fonte principale di incertezza 2 1 Valutazione della risorsa solare del sito Conoscere la risorsa solare il primo passo per stimare la produzione annua di un impianto fotovolatico ci significa che necessario conoscere l irraggiamento annuale incidente sul generatore fotovoltaico Inoltre sia la pendenza del mo
110. utte le parti metalliche dell impianto fotovoltaico come il telaio inverter le strutture dei moduli le scatole di connessione DC devono essere collegate con l elettrodo di terra Se si verifica una falla nell isolamento la presa di terra si comporta come un canale di scarico che previene il rischio di scosse elettriche Inoltre uno dei terminali degli scaricatori di sovratensione collegato alla presa di terra per drenare la sovracorrente che scorre attraverso questi ultimi A dispetto di non essere parte attiva del sistema PVGCS elettrodo di terra collegato alle strutture in metallo la chiave per risolvere i problemi di sicurezza relativi alle falle di isolamento alle sovracorrenti e alle sovratensioni La corretta progettazione di questo elemento un problema che deve essere gestito con attenzione dal momento che gli impianti fotovoltaici non sono generalmente collegati a terra per motivi di sicurezza e molti codici nazionali di regolamentazione elettrica applicano questo schema e nessuno dei loro poli positivo o negativo viene collegato con l elettrodo di terra E inoltre altamente raccomandabile che la resistenza del dispersore non sia superiore a 37 ohm La connessione tra tutte le parti in metallo e la presa di terra deve essere facilmente visibile ed accessibile al fine di poter verificare la sicurezza del sistema figura 1 8 Figura 1 8 Punto di connessione tra l elettrodo di terra e varie parti in metallo in un im
111. va facilmente in letteratura Nonostante ci fornire alcune cifre per questo indice di profittabilit nei tre casi specifici pu indirizzare nella decisione il futuro proprietario del PVPP In questo senso alcuni fattori sono coinvolti nel calcolo dell RR e come si pu facilmente prevedere sono principalmente relativi ai costi gli incentivi i rendimenti di energia elettrica ed il tasso di incremento annuo del prezzo dell energia fotovoltaica Infine nella tabella 5 3 sono riportati i valori di RR per alcuni casi di sistemi PVGCS con lo stesso investimento iniziale e diversi incentivi finanziari prestiti a tasso agevolato contributo agli investimenti iniziali e tariffe di feed in I valori che configurano ognuno dei tre casi citati in precedenza che si riferiscono ai costi agli incentivi e alle rese energetiche comunemente vengono normalizzati per kWp Alcuni valori che caratterizzano ciascuno di essi sono riportati di seguito insieme con i valori corrispondenti per il tasso IRR Caso A La produzione annuale normalizzata di elettricit PV Epy kWp data uguale a 1 400 kWh kWp anno e L investimento iniziale normalizzato in kWp assunto uguale a 6 000 kWp Il prezzo corrispondente per kWh per l elettricit generata da PV e venduta alla rete p fissata per legge nei diversi paesi Si presume uguale a 0 30 kWh 2 Talavera DL Nofuentes G Aguilera J Fuentes M Tables for the

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