Aros, una storia di ricerca e continuit à - AEIT Sez. di ... · Sirio 1500 Sirio 2000 Sirio 2800...

Aros, una storia di ricerca e continuitAros, una storia di ricerca e continuitàà

CORMANO (MI)

Produzione

Ricerca & Sviluppo

Area Commerciale

10.000 mq – 120 dipendenti

Tecnologia dellTecnologia dell’’inverter inverter

� Trasformare la corrente continua prodotta dal generatore fotovoltaico in corrente alternata utilizzabile dall’utenza adattando la tensione di uscita al valore di tensione della rete elettrica per l’immissione in rete; infatti la corrente immessa deve avere una forma d’onda sinusoidale e sincronizzata con la frequenza di rete (PWM pulse width modulation);

I convertitori sono in grado di mantenere costante la tensione d’uscita indipendentemente dalle fluttuazioni del generatore PV.

� Nel caso in cui i parametri di rete dovessero uscire dalle tolleranze, anche solo per brevi periodi, l’inverter deve essere in grado di scollegarsi (DISPOSITIVO DI INTERFACCIA) ;

� Ottimizzare la produzione effettiva di energia dell’impianto rispetto alla radiazione solare incidente, tramite la regolazione del punto di massima potenza (MPPT) ;

Inverter, garanzie impiantistiche :

Tra le caratteristiche fondamentali richieste agli inverter,

oltre a quella svolta dal ponte di conversione,

le principali sono :

�Protezione di interfaccia con la rete ( a norma CEI 11-20 ) :

che interrompe la corrente in rete se la tensione o la frequenza

differiscono da quella di rete oltre ai limiti accettati dalla normativa,

o se viene isolato il ramo di rete in cui è connesso l’inverter stesso ;

� dispositivo MPPT (maximun power point tracker) :

o inseguitore del punto di massima potenza ;

� separazione galvanica o tecnologia trasformerless ;

� controllo di isolamento sul lato corrente continua ;

� Protezione di massima corrente :

che provvede a sezionare l’uscita dei circuiti di potenza se viene superata

una determinata soglia di corrente ;


ATTENZIONE!! Gli inverter della gamma SIRIOSIRIO sono compatibiliesclusivamente con impianti “CONNESSI IN RETE” e non ad isola

Protezione di interfaccia con la rete ( a norma CEI 11-20 e il DK 5940 ) con

protezioni lato AC, che interrompe la corrente in rete se la tensione o la frequenza differiscono da quelle di rete oltre i limiti accettati dalla normativa, o se viene isolato il ramo di rete cui è connesso l’inverter stesso, in particolare :

� Protezione di minima e massima tensione� Protezione di minima e massima frequenza


I

V

Isc

Imp

Vmp V0c

MPP

Punto di massima potenza

Tensione alla massima potenza

(- 20% V0c)

Corrente alla massima potenza

(-15% Isc)

Corrente di corto circuito

Tensione di circuito aperto


Punto di massima potenza Caratteristica elettrica di una cella solare e lCaratteristica elettrica di una cella solare e l’’andamento corrispondente della potenza andamento corrispondente della potenza

I valori V – I variano continuamente in funzione della temperatura di cella e dell’irraggiamento

E’ un dispositivo che consente in ogni istante ed in modo completamente automatico, di estrarre la massima potenza dal generatore PV, individuando i valori V – I del generatore PV con potenza massima.

Rilevazione del punto di massima potenza

� dispositivo MPPT (maximun power point tracker)

o inseguitore del punto di massima potenza


Caratteristica elettrica di una cella solare e lCaratteristica elettrica di una cella solare e l’’andamento corrispondente della potenza andamento corrispondente della potenza

Graficamente, il punto di massima potenza, corrisponde al punto Graficamente, il punto di massima potenza, corrisponde al punto di tangenza tra la di tangenza tra la

caratteristica del generatore fotovoltaico per un certo valore dcaratteristica del generatore fotovoltaico per un certo valore della radiazione ella radiazione

solare e lsolare e l’’iperbole delliperbole dell’’ equazione V x I costante corrispondente.equazione V x I costante corrispondente.


Separazione galvanica o tecnologia trasformerless

�PV Isolation Check controllo dell’isolamento sul lato continua

�GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) internoControlla costantemente la dispersione di corrente verso terra.Tale protezione è di fatto un differenziale di tipo B sensibile alle correnti di guasto di tipo AC, AC pulsante e DC. Il suddetto dispositivo, denominato GFCI, è conforme alla normativa IEC60755.

AROS dichiara che gli inverter non sono per costruzione tali da iniettare correnti continue di guasto a terra nell’impianto elettrico (sul lato alternata).


Specifiche tecniche Specifiche tecniche -- INGRESSO INGRESSO

Sirio 1500 Sirio 2000 Sirio 2800 Sirio 3100 Sirio 4000 Sirio 4000P Sirio 4600P Sirio 6000P

Potenza consigliata del campo fotovoltaico

Max. 1.900 WMin. 1.000 W

Max. 2.500 WMin. 1.400 W

Max. 3.500 WMin. 1.960 W

Max. 3.900 WMin. 2.400 W

Max. 5.000 WMin. 2.800 W

Max. 5.700 WMin. 3.200 W

Max. 7.500 WMin. 4.200 W

Potenza nominale corrente alternata

1500 W 2000 W 2800 W 3100 W 4000 W 4600 W 6000 W

Potenza massima corrente alternata

1650 W 2200 W 3000 W 3400 W 4400 W 4600 W 6000 W

INGRESSO Sirio 1500 Sirio 2000 Sirio 2800 Sirio 3100 Sirio 4000 Sirio 4000P Sirio 4600P Sirio 6000P

Tensione continua massima in circuito aperto

450 Vcc 500 Vcc 750 Vcc 550 Vcc

Tensione continua nominale 360 Vcc 600 Vcc

Intervallo MPPT 150 ÷ 450 Vcc 150 ÷ 500 Vcc 180 ÷ 550 Vcc

Intervallo di esercizio 100 ÷ 450 Vcc 100 ÷ 500 Vcc 100 ÷ 750 Vcc 130 ÷ 550 Vcc

Corrente di ingresso massima

8,9 Acc 10 Acc 13 Acc 20 Acc 20 Acc 8,5 Acc x ing. 27,5 Acc

Tensione di avvio del sistema

120 Vcc 150 Vcc

Tensione di soglia per l'erogazione verso rete

150 Vcc 180 Vcc

Full Rating Range 200 ÷ 450 Vcc 250 ÷ 450 Vcc 450 ÷ 750 Vcc 230 ÷ 500 Vcc

Tensione per lo spegnimento

70 Vcc 80 Vcc 100 Vcc

Tensione di Ripple <10%

Numero di ingressi 1 2 3

Numero di MPPT 1 3 1

Potenza campo FVPotenza campo FV

La potenza del modulo FV è definita in base alle condizioni standard di test (STC). Le condizioni STC sono :

� Irraggiamento 1000W/ m2

� Temperatura cella di 25 °C

� A.M (Air Mass) 1,5 è l’indice della massa dell’atmosfera terrestre attraversata dalla radiazione prima di giungere al modulo.

Nella realtà queste condizioni sono da considerarsi irreali, e molti costruttori forniscono un altro dato che è il NOCT.

Il NOCT tiene conto di un’irraggiamento pari a 800W/m2, una temperatura ambiente di 20°C ed aria in leggero movimento a 1,5 m/s.

In queste condizioni la temperatura della cella per moduli in cristallino èdi circa 47 °C. Considerando una perdita in potenza pari a 0,45%/°C. Dato che lo scostamento dai 25°C (Temp.STC) e pari a 22°C, la perdita in potenza sarà = 22x 0,45=8,8%

Potenza campo FV

� Estratto scheda tecnica moduli

Specifiche tecniche Specifiche tecniche -- INGRESSO INGRESSO

Sirio 1500 Sirio 2000 Sirio 2800 Sirio 3100 Sirio 4000 Sirio 4000P Sirio 4600P Sirio 6000P

Potenza consigliata del campo fotovoltaico

Max. 1.900 WMin. 1.000 W

Max. 2.500 WMin. 1.400 W

Max. 3.500 WMin. 1.960 W

Max. 3.900 WMin. 2.400 W

Max. 5.000 WMin. 2.800 W

Max. 5.700 WMin. 3.200 W

Max. 7.500 WMin. 4.200 W

Potenza nominale corrente alternata

1500 W 2000 W 2800 W 3100 W 4000 W 4600 W 6000 W

Potenza massima corrente alternata

1650 W 2200 W 3000 W 3400 W 4400 W 4600 W 6000 W

INGRESSO Sirio 1500 Sirio 2000 Sirio 2800 Sirio 3100 Sirio 4000 Sirio 4000P Sirio 4600P Sirio 6000P

Tensione continua massima in circuito aperto

450 Vcc 500 Vcc 750 Vcc 550 Vcc

Tensione continua nominale 360 Vcc 600 Vcc

Intervallo MPPT 150 ÷ 450 Vcc 150 ÷ 500 Vcc 180 ÷ 550 Vcc

Intervallo di esercizio 100 ÷ 450 Vcc 100 ÷ 500 Vcc 100 ÷ 750 Vcc 130 ÷ 550 Vcc

Corrente di ingresso massima

8,9 Acc 10 Acc 13 Acc 20 Acc 20 Acc 8,5 Acc x ing. 27,5 Acc

Tensione di avvio del sistema

120 Vcc 150 Vcc

Tensione di soglia per l'erogazione verso rete

150 Vcc 180 Vcc

Full Rating Range 200 ÷ 450 Vcc 250 ÷ 450 Vcc 450 ÷ 750 Vcc 230 ÷ 500 Vcc

Tensione per lo spegnimento

70 Vcc 80 Vcc 100 Vcc

Tensione di Ripple <10%

Numero di ingressi 1 2 3

Numero di MPPT 1 3 1

Specifiche tecniche Specifiche tecniche -- USCITA USCITA USCITA Sirio 1500 Sirio 2000 Sirio 2800 Sirio 3100 Sirio 4000 Sirio 4000P Sirio 4600 Sirio 6000P

Tensione di esercizio 230 Vca

Intervallo operativo 190 ÷ 260 Vca

Intervallo per la massima potenza

210 ÷ 260 Vca

Intervallo di frequenza 49,7 ÷ 50,3 Hz

Intervallo di frequenza impostabile

49 ÷ 51 Hz

Corrente nominale 6,6 Aca 8,7Aca 12,2 Aca 13,4 Aca 17,4 Aca 20 Aca 26 Aca

Corrente massima 7,9 Aca 10,5 Aca 14,3 Aca 16,2 Aca 20 Aca 26 Aca 28,6 Aca

Componente continua immessa in rete

<30 mA <40 mA < 60 mA <80 mA <80 mA <100 mA <130 mA

Distorsione armonica (THDi)

<3%

Fattore di potenza >0,99%

Separazione galvanica NO

Specifiche tecniche Specifiche tecniche -- SISTEMASISTEMA

SISTEMA Sirio 1500 Sirio 2000 Sirio 2800 Sirio 3100 Sirio 4000 Sirio 4000P Sirio 4600 Sirio 6000P

Rendimento massimo >95% >96% >97%

Rendimento europeo >93% >94% >95%

Assorbimento in stand-by ~7 W ~8 W

Assorbimento di notte ~0 W

Protezione funzionamento in isola

Si

Rilevamento dispersione verso terra

SI

Dissipazione di calore convezione

Temperatura di esercizio -20°C ÷ 55°C

Temperatura di magazzinaggio

-20°C ÷ 70°C

Umidità 0 ÷ 95% senza condensa

Grado di protezione IP 43 IP65

ConformitConformitàà agli standardagli standard

EMC:Direttiva 89/336/EECDIN EN 50081, parte 1 (emissione interferenze EMV)(EN 55014, EN 60555 parte2, EN 55011 gruppo1, classe b)DIN EN 50082, parte 1 (immunità alle interferenze EMV)

INTERFERENZE DI RETE:DIN EN 61000-3-2

SUPERVISIONE DI RETE:Dispositivo di disconnessioneindipendente conformemente a VDEWEN DIN VDE 0126 (1999.04)

ENEL DK5940 ed 2.2ENEL DK5940 ed 2.2

e successiva e successiva ““Guida per le connessioni alla rete elettrica di Guida per le connessioni alla rete elettrica di

ENEL distribuzione ENEL distribuzione ““

REGOLAZIONE BASSA TENSIONE:Direttiva 73/23/EECDIN EN 50178 (4-98) (VDE 0160) (diventerà IEC62103)DIN EN 60146 parte 1-1 (3-94)(VDE 0558 parte 11)

Configurazioni impiantisticheConfigurazioni impiantistiche

PRO

- investimenti economici

- semplicità d’impianto

- costi di manutenzione ridotti

CONTRO

- sensibilità agli ombreggiamenti parziali limitando lo sfruttamento ottimale di ogni stringa.

- Il fermo dell’inverter compromette tutta la produzione

INVERTER CENTRALIZZATOINVERTER CENTRALIZZATO

Un unico Inverter gestisce tutto l’impianto; tutte le stringhe, costituite da moduli collegati in serie, sono riunite in un collegamento in parallelo.

RETE

STRINGA 1

STRINGA 2

STRINGA 3

STRINGA N


PRO

- Rendimenti maggiori per mezzo dei singoli dispositivi MPPT

- Riduzione delle perdite dovute ad ombreggiamento

- Maggior flessibilità

CONTRO

- Maggiori costi

RETE

STRINGA 1

STRINGA 2

STRINGA 3

STRINGA N

INVERTER DI STRINGA INVERTER DI STRINGA

Ogni stringa ha un proprio Inverter rappresentando un impianto a sé stante


Configurazione che si interpone tra inverter centralizzati e quelli di stringa; offre la possibilità sfruttare generatori

caratterizzati da doppie falde

INVERTER MULTISTRINGAINVERTER MULTISTRINGA

L’inverter consente il collegamento di due o tre stringhe con orientamenti, inclinazioni e potenze diverse. Dal lato del generatore CC le stringhe sono collegate ad ingressi dedicati gestiti da MPPT indipendenti e dal lato dell’immissione in rete funzionano come un inverter centralizzato ottimizzandone la resa.

RETE

STRINGA 2

STRINGA 3

MULTI MPPT

STRINGA 1

La variabilità dei parametri elettrici in uscita dal generatore PV in funzionedelle condizioni meteorologiche, influenza il coordinamento tra inverter e stringhe collegate. In fase progettuale va configurato il generatore FV tenendo conto delle caratteristiche dell’inverter.

Coordinamento stringhe Coordinamento stringhe -- inverterinverter

Vdc min.AVVIO SISTEMA

INTERVALLO d.c. DI ESERCIZIO DEL SISTEMA

Vdc MAX

Vmin =Vmp @ Tmax Vmax=Voc @ Tmin

0V

INTERVALLO MPPTVmin. Vmax.

Esempio di dimensionamento impianto 3kWEsempio di dimensionamento impianto 3kW

Caratteristiche Moduli Fotovoltaici

Potenza di picco ……………………………………………………………185W

Tensione alla massima potenza Vpm………….....................................36,8V

Tensione a circuito aperto Vo……………………………………………...43,6V

Corrente alla massima potenza Ipm………………………………………5,03A

Coefficienete della tensione in funzione della temperatura …………..- 0,34%

Caratteristiche Inverter Sirio 2800

Potenza nominale CA ……………………………………………………2800W

Potenza massima CA ……………………………………………………3000W

Tensione CC a circuito aperto……..…………………..........................500V

Tensione CC nominale……………..…………………..........................360V

Tensione minima MPPT…..……………………………………………...150 V

Corrente di ingresso CC massima………………………………………13 A


1) Calcolare n°moduli :185 x 16 = 2960 W

2) Verificare la fattibilità di realizzare unica stringa :16 x 43.6 = 697.6 V

NON VA BENE XCHE’ > 500 V

3) Verificare la fattibilità di realizzare due stringhe da 8 moduli :8 x 43.6 = 349 V � OK < 500 V

4) Verificare la massima corrente con due stringhe :2 x 5.03 = 10 A � OK < 13 A


Potenza di picco ……………………………………………………………185WTensione alla massima potenza Vpm………….....................................36,8VTensione a circuito aperto Vo……………………………………………...43,6VCorrente alla massima potenza Ipm………………………………………5.03A

Coefficienete della tensione in funzione della temperatura …………..- 0,34%


Potenza nominale CA ……………………………………………………2800WPotenza massima CA ……………………………………………………3000WTensione CC a circuito aperto……..…………………..........................500VTensione CC nominale……………..…………………..........................360VTensione minima MPPT…..……………………………………………...150 V

Corrente di ingresso CC massima………………………………………13 A


6) Calcolo Vmin generatore PVVariazione percentuale della tensione in funzione della temperatura stimata:

Temp. Massima = 60°C ⇒⇒⇒⇒ Scostamento rispetto al valore STC = 35°C

35 x (-0,34%) = -12 %

294.4 - 12% = 258 V

Essendo il full rating range compreso tra 250 ÷ 500 V

Abbiamo verificato la compatibilità’

5) Calcolo Vmax generatore PV Variazione percentuale della tensione in funzione della temperatura stimata:

Temp. Minima = -10°C ⇒⇒⇒⇒ Scostamento rispetto al valore STC = -35°C

-35 x (-0,34%) = 12 %

349 + 12% = 391 V


Potenza di picco ……………………………………………………………185WTensione alla massima potenza Vpm………….....................................36,8VTensione a circuito aperto Vo……………………………………………...43,6VCorrente alla massima potenza Ipm………………………………………5.03ACoefficienete della tensione in funzione della temperatura …………..- 0,34%


Potenza nominale CA ……………………………………………………2800W

Potenza massima CA ……………………………………………………3000WTensione CC a circuito aperto……..…………………..........................500VTensione CC nominale……………..…………………..........................360VTensione minima MPPT…..……………………………………………...150 VCorrente di ingresso CC massima………………………………………13 A

Dimensionamento con PV ConfiguratorDimensionamento con PV Configurator

ComunicazioneComunicazioneComunicazioneComunicazioneComunicazioneComunicazioneComunicazioneComunicazione

ComunicazioneComunicazione

Display LCD:Il display in dotazione permette all’utente di accedere alle seguenti informazioni e settaggi:

� Modalità di funzionamento (normale, guasto ed arresto)� Monitoraggio dei maggiori parametri

(tensione, frequenza, corrente, energia accumulata ecc.)� Versione firmware e del dispositivo� Settaggio della lingua (italiano, spagnolo, tedesco ed inglese)

Interfaccia di comunicazione:

� RS232 (DB9) di serie� Slot di espansione per schede opzionali:

* RS485* NetMan 102 Plus PV

------ SOLO GAMMA TRIFASE SOLO GAMMA TRIFASE ------

� Contatti puliti per segnalazione di allarmi� 1 ingresso E.P.O.� 1 ingresso non memorizzato di blocco

Schemi di principio di collegamentoSchemi di principio di collegamento

RS485RS485

La scheda RS485 permette di creare un BUS di comunicazione tra più inverter, visualizzando tutti i parametri attraverso il collegamento ad un PC dotato del software SunVision o per rendere fruibili le grandezze al dispositivo AROS SOLAR MANAGEMENT.

CARATTERISTICHE PRINCIPALI

� Installazione Plug&Play� Trasferimento dati fino a 9.6kBaund

NetMan 102 Plus PVNetMan 102 Plus PV

La scheda di rete NetMan PV consente la gestione dell’inverter collegato direttamente su LAN 10/100Mbps utilizzando i principali protocolli di comunicazione di rete (TCP/IP e HTTP).

CARATTERISTICHE PRINCIPALI

� Compatibile con 10/100Mbps Ethernet e rete IPv4/6

� Compatibile con SunVision� HTTP per controllo tramite web browser� SMTP per invio mail di allarme� Porta RS232 per comunicazione con

PC per aggiornamento firmware� Gestione storico eventi� Firmware aggiornabile

SunVisionSunVision

Monitoraggio:

Grazie al software SunVision èpossibile monitorare l’impianto FV grazie a:

� Monitoraggio centralizzato via RS232 o RS485

� Visualizzazione multi-livello

� Log grafico delle grandezze misurate

� Notifica eventi via e-mail o SMS

� Funzione HTTP per Monitoraggio a distanza

Aros Solar ManagementAros Solar Management

Principio di funzionamentoPrincipio di funzionamento

Portale di supervisionePortale di supervisione

I proprietari vogliono esseri sicuri che i loro impianti FV funzionino correttamente affinchéil loro investimento si traduca in guadagno, indipendentemente che si tratti di grandi parchi fotovoltaici o di singole installazioni private.Eventuali guasti o anomalie che potrebbero intaccare il rendimento dell’impianto devono essere identificati ed eliminati immediatamente. Il portale di supervisione garantisce tutto questo facendo uso di dati meteorologici satellitari.

Caratteristiche:� Gestione completa dei criteri di allarme;� Analisi approfondita delle performance dell’impianto e della produzione di energia;� Grafici su tutte le grandezze del campo FV e degli inverters;� Possibilità di realizzare report di tutte le informazioni archiviate;� Oltre 20 anni di storico.

WebWeb’’ log Pro log Pro

Caratteristiche:

� Blocco di alimentazione integrato; � Modem integrato (vedi versioni disponibili);� 4 ingressi analogici (10V, 20mA);� 4 ingressi digitali (contatori, misure ecc);� Interfaccia di bus RS485 fino a 30 inverterfino a 30 inverter;� interfaccia Ethernet;� Memoria interna da 32Mb;� Display LCD;� Uscita per pannello grande di segnalazione o allarme locale.

Versioni disponibili:

• SunGuard Pro analogico• SunGuard Pro ISDN• SunGuard Pro GSM/GPRS• SunGuard Pro Ethernet• SunGuard Pro DSL

Disponibilità dei modelli sopracitati anche in versione senzadisplay

ii’’ Checker Checker

Caratteristiche:

� Ideale per la misurazione di correnti continue delle singole stringhe;� Misurazione delle correnti senza contatto diretto;� Possibilità di installare fino a 100 fino a 100 StrinGuard per singolo SunGuard;� Trasmissioni dei dati attraverso protocollo;� Segnalazione acustica e visiva integrata;� Connessioni per cavi di rete standard;� Uscita per allarmi locali;� Predisposizione per barre DIN.


• StrinGuard DC 14A• StrinGuard DC 35A• StrinGuard DC 70A

Sensore di Irraggiamento e Sensore di Irraggiamento e TemperaturaTemperaturaCaratteristiche:

� Dispositivo da collegare direttamente al SunGuard; � Misurazione della radiazione solare con compensazione della temperatura;� Range di misurazione fino a 1.200 W/m2;� Ogni singolo sensore è calibrato mediante piranometri certificati dall’Istituto Meteorologico Tedesco;� Misurazione della temperatura dei moduli;� Facilità di installazione;� 3m di cablaggio (resistente ai raggi UV) a corredo.


• Sensore di irraggiamento• Sensore di irraggiamentoe temperatura

GrazieGraziewww.aros.it/siriowww.aros.it/sirio

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