Post on 21-Jun-2015
description
Ottimizzare l’autoconsumo fotovoltaico con una pompa di calore: un caso reale.
Utilizzare al massimo l’energia autoprodotta è di
estrema importanza per massimizzare il
rendimento di un impianto fotovoltaico, al di là
di ogni discussione sulla incentivazione o
disincentivazione delle energie rinnovabili.
Questo è un caso reale su come sfruttare al
meglio l’energia fotovoltaica disponibile,
utilizzando un impianto di climatizzazione a
pompa di calore (due unità esterne inverter
modulabili, a ciascuna delle quali sono connesse
due unità interne da 9.000 e 12.000 BTU/h).
L’impianto FV ha una potenza di 5,8 kW, con i
moduli orientati verso Sud e una pendenza di
circa 20°. E’ stato connesso con il 5° conto energia.
Nella seguente figura sono mostrati i profili iniziali di produzione fotovoltaica, autoconsumo e prelievo dalla
rete, in una giornata di Agosto 2013. E’ evidente come nella fascia giornaliera l’energia disponibile sia di
molto superiore ai consumi. L’autoconsumo giornaliero di energia FV è pari solo al 18%.
All’impianto FV è stato aggiunto un controllore intelligente di carichi, che attiva le utenze elettriche in base
alla prognosi di produzione fotovoltaica. Il sistema tiene conto della previsione di energia fotovoltaica, della
fascia oraria desiderata, della potenza assorbita da ciascuna utenza e dalla priorità stabilita tra i vari carichi.
Lo scopo è quello di utilizzare l’energia in surplus per climatizzare l’ambiente, alimentando le pompe di
calore senza prelevare energia dalla rete. Il vantaggio aggiuntivo invernale è quello di riscaldare la casa con
l’energia fotovoltaica e abbassare il consumo di gas metano per riscaldamento.
Le due unità a pompa di calore sono state impostate con priorità diverse: priorità 1 per la zona giorno e
priorità 2 per la zona notte. Il funzionamento viene controllato agendo sul contatto di consenso e non
sull’alimentazione principale: in questo modo l’elettronica di comando delle unità può compiere
correttamente i cicli di accensione e spegnimento delle macchine. Il risultato in funzionamento estivo è il
seguente, relativo a una giornata di Agosto 2013.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
00:15
01:00
01:45
02:30
03:15
04:00
04:45
05:30
06:15
07:00
07:45
08:30
09:15
10:00
10:45
11:30
12:15
13:00
13:45
14:30
15:15
16:00
16:45
17:30
18:15
19:00
19:45
20:30
21:15
22:00
22:45
23:30
Produzione FV
Autoconsumo
Prelievo dalla rete
Si può notare l’aumento dell’autoconsumo dovuto al raffrescamento dell’abitazione. Si notano anche due
episodi di prelievo dalla rete in corrispondenza di due picchi di assorbimento, alle 12:00 e alle 14:30, dovuti
alla partenza delle pompe di calore. La presenza della rete in parallelo all’energia fotovoltaica è
estremamente importante, in quanto garantisce disponibilità di energia in occasione dei picchi e i motori
delle pompe di calore possono così partire regolarmente. L’autoconsumo giornaliero di energia FV è salito
al 51%.
Anche in inverno si può beneficiare dell’autoconsumo: con le pompe di calore in modalità riscaldamento, il
risultato è il seguente, relativo ad una giornata di Dicembre 2013.
E possibile notare il notevole incremento dell’autoconsumo e la modulazione delle due pompe di calore in
funzione del profilo di produzione fotovoltaica: nella parte centrale della giornata le pompe funzionano
entrambe, mentre nelle ore iniziali e finali funziona solo la pompa con priorità 1. Il picco di prelievo dalla
rete delle 14:15 è dovuto alla momentanea partenza contemporanea delle due pompe di calore, a cui è
seguito l’intervento del controllore di carichi ad eliminare il prelievo spegnendo uno dei due carichi. In
seguito al funzionamento delle pompe di calore, l’abitazione è stata riscaldata gratuitamente durante il
giorno. L’autoconsumo giornaliero di energia FV è salito al 78%.
L’utilizzo di pompe di calore uso raffrescamento e riscaldamento, gestite da un controllore di carico
asservito alla produzione fotovoltaica, ha permesso quindi un sensibile aumento dell’autoconsumo e, nel
funzionamento invernale, ha permesso di abbattere la spesa di riscaldamento. Un ulteriore miglioramento
dell’autoconsumo potrebbe essere ottenuto utilizzando un sistema di accumulo dell’energia fotovoltaica,
che permetterebbe di abbattere i consumi nel periodo serale e notturno.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
00:15
01:00
01:45
02:30
03:15
04:00
04:45
05:30
06:15
07:00
07:45
08:30
09:15
10:00
10:45
11:30
12:15
13:00
13:45
14:30
15:15
16:00
16:45
17:30
18:15
19:00
19:45
20:30
21:15
22:00
22:45
23:30
Produzione FV
Autoconsumo
Prelievo dalla rete
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
00:15
01:00
01:45
02:30
03:15
04:00
04:45
05:30
06:15
07:00
07:45
08:30
09:15
10:00
10:45
11:30
12:15
13:00
13:45
14:30
15:15
16:00
16:45
17:30
18:15
19:00
19:45
20:30
21:15
22:00
22:45
23:30
Produzione FV
Autoconsumo
Prelievo dalla rete