Elaborato A5 Relazione Tecnica Impianto...

CLIENTE – CUSTOMER

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TITOLO – TITLE

Impianto Fotovoltaico Fisso a Terra per la Produzione di Energia Elettrica da Fonte

Solare da Realizzarsi su Terreno, di Potenza Nominale di 19,920 MWp Sito nel Comune di

Ferrandina (MT) Denominato “Rossi 1” e Relative Opere Connesse

Elaborato A5 Relazione Tecnica Impianto Fotovoltaico

SIGLA – TAG Elaborato A5

0 Emissione – Issued LOMBARDO SARACENO 29/04/11 LINGUA-LANG. PAGINA-SHEET

REV DESCRIZIONE - DESCRIPTION EMESSO – ISSUED APPROV. - APPR'D DATA – DATE I 1 / 29

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Impianto fotovoltaico “Rossi 1” Progetto definitivo

Relazione Tecnica Impianto Fotovoltaico

OGGETTO / SUBJECT

Elaborato A5 0 EMISSIONE Data-Date. Pag. TOT.

SIGLA-TAG REV DESCRIZIONE – DESCRIPTION 29/04/11 2 29

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SOMMARIO

A.5.A. DESCRIZIONE DEI DIVERSI ELEMENTI PROGETTUALI CON LA RELATIVA ILLUSTRAZIONE ANCHE SOTTO IL PROFILO ARCHITETTONICO .......... 3

A.5.a.1. NORME TECNICHE di riferimento ......................................................................................................3

A.5.B. DIMENSIONAMENTO DELL’IMPIANTO ....................................................... 14

A.5.C. CRITERI DI SCELTA DELLE SOLUZIONI IMPIANTISTICHE DI PROTEZIONE CONTRO I FULMINI, CON L’INDIVIDUAZIONE E LA CLASSIFICAZIONE DEL VOLUME DA PROTEGGERE ............................................... 19

A.5.c.1. Individuazione delle strutture da proteggere ....................................................................................... 19

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A.5.A. DESCRIZIONE DEI DIVERSI ELEMENTI PROGETTUALI CON LA RELATIVA ILLUSTRAZIONE ANCHE SOTTO IL PROFILO ARCHITETTONICO

L’impianto fotovoltaico “Rossi 1” sorgerà nella “Piana di S.Chiara”, nel comune di Ferrandina (MT) e

verrà allacciato alla Rete di Trasmissione Nazionale in antenna su unico stallo della sezione a 150 kV

della futura stazione elettrica della RTN a 380/150kV da inserire in entra - esci sulla linea RTN “Matera

– Laino”.

L’estensione complessiva dell’impianto sarà pari a circa 36h e la potenza complessiva dell’impianto

sarà pari ad 19.920kWp.

Il parco fotovoltaico, mediante un cavidotto interrato della lunghezza di circa 15km uscente dalla

cabina di impianto alla tensione di 30kV, sarà collegato in antenna su unico stallo della sezione a

150kV della stazione d’utenza; da questa, mediante un cavidotto a 150 kV, sarà connesso alla futura

stazione elettrica della RTN a 380 kV a sua volta collegata in entra-esci sulla linea a 380 kV “Matera-

Laino” in Loc. “Canalecchia” del comune di Garaguso (MT).

La stazione di utenza verrà realizzata in prossimità della nuova stazione di rete di “Garaguso” su

un’area di circa 6000 m² individuata catastalmente al foglio 47 particella 41 dello stesso comune di

Garaguso e sarà costituita da una sezione a 150 kV con isolamento in aria.

In particolare nel presente documento vengono descritte le attività ed i processi che saranno posti in

essere sul sito, le caratteristiche prestazionali dell’impianto nel suo complesso e nelle sue

componenti elementari, la sua producibilità annua e le modalità impiantistiche con cui si intende

effettuare il collegamento con la RTN.

A.5.a.1. NORME TECNICHE di riferimento

La normativa e le leggi di riferimento da rispettare per la progettazione e realizzazione degli impianti

fotovoltaici sono:

CEI 64-8: Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente

alternata e a 1500 V in corrente continua;

CEI 11-20: Impianti di produzione di energia elettrica e gruppi di continuità collegati a reti di I e 11

categoria;

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CEI EN 60904-1: Dispositivi fotovoltaici Parte 1: Misura delle caratteristiche fotovoltaiche tensione-

corrente;

CEI EN 60904-2: Dispositivi fotovoltaici - Parte 2: Prescrizione per le celle fotovoltaiche di

riferimento;

CEI EN 60904-3: Dispositivi fotovoltaici - Parte 3: Principi di misura per sistemi solari fotovoltaici

per uso terrestre e irraggiamento spettrale di riferimento;

CEI EN 61727: Sistemi fotovoltaici (FV) - Caratteristiche dell’interfaccia di raccordo con la rete;

CEI EN 61215: Moduli fotovoltaici in silicio cristallino per applicazioni terrestri. Qualifica del

progetto e omologazione del tipo;

CEI EN 61000-3-2: Compatibilità elettromagnetica (EMC) - Parte 3: Limiti Sezione 2: Limiti per le

emissioni di corrente armonica (apparecchiature con corrente di ingresso =16 A per fase);

CEI EN 60555-1: Disturbi nelle reti di alimentazione prodotti da apparecchi elettrodomestici e da

equipaggiamenti elettrici simili -Parte 1: Definizioni;

CEI EN 60439-1-2-3: Apparecchiature assiemate di protezione e manovra per bassa tensione;

CEI EN 60445: Individuazione dei morsetti e degli apparecchi e delle estremità dei conduttori

designati e regole generali per un sistema alfanumerico;

CEI EN 60529: Gradi di protezione degli involucri (codice 11’);

CEI EN 60099-1-2: Scaricatori

CEI 20-19: Cavi isolati con gomma con tensione nominale non superiore a 450/750 V;

CEI 20-20: Cavi isolati con polivinilcloruro con tensione nominale non superiore a 450/750

CEI 81-10/1/2/3/4: Protezione contro i fulmini;

CEI 0-2: Guida per la definizione della documentazione di progetto per impianti elettrici;

CEI 0-3: Guida per la compilazione della documentazione per la legge n. 46/1990;

CEI EN 60904-6: Dispositivi fotovoltaici- Requisiti dei moduli solari di riferimento

CEI EN 61725: Espressione analitica dell’andamento giornaliero dell’irraggiamento solare

CEI EN 61829: Schiere di moduli FV in silicio cristallino-Misura sul campo della caratteristica I-V

CEI EN 50081-1-2: Compatibilità elettromagnetica. Norma generica sull’emissione.

CEI 23-25: Tubi per installazioni elettriche.

CEI 17-5: Norme per interruttori automatici per c.a. a tensione nominale 1000V.

CEI EN 6100-6-3: Compatibilità elettromagnetica. Parte 6: Norme generiche.

Sezione 3. Emissioni per gli ambienti residenziali, commerciale e dell’industria leggera

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CEI EN 6100-3-2: Compatibilità elettromagnetica. Parte 3: Limiti Sezione 2: Limiti per le emissioni

di corrente armonica (corrente di ingresso <= 16 A per fase)

CEI EN 6100-3-3: Compatibilità elettromagnetica. Parte 3: tecniche di prova e di misura. Sezione

3. Limitazione delle fluttuazioni di tensione e dei flicker in sistemi di alimentazione in bassa tensione.

(apparecchiature con corrente di ingresso <= 16 A per fase)

CEI EN 6100-3-11: Compatibilità elettromagnetica. Parte 3: tecniche di prova e di misura.

Sezione 3. Limitazione delle fluttuazioni di tensione e dei flicker in sistemi di alimentazione in bassa

tensione. (apparecchiature con corrente di ingresso <= 75 A per fase)

CEI EN 6100-3-4: Compatibilità elettromagnetica. Parte 3-4. Limiti per le emissioni di corrente

armonica prodotte da apparecchi connesse alla rete pubblica di bassa tensione con corrente di

ingresso >16 A

CEI EN 6100-3-12: Compatibilità elettromagnetica. Parte 3-12 Limiti per le emissioni di corrente

armonica prodotte da apparecchi connessi alla rete pubblica di bassa tensione con corrente di

ingresso >16 A e <=75 A per fase

CEI EN 5502 + A1(2001) + A2(2003) (CISPR22) : Emissione di disturbi irradiati e condotti. Campo

di applicazione 0.15 MHz-30 MHz

CEI EN 6100-2-2: Compatibilità elettromagnetica. Parte 2-2: Ambiente: Livelli di compatibilità per i

disturbi condotti in bassa frequenza e la trasmissione di segnali sulle reti pubbliche di alimentazione

a bassa tensione

CEI EN 55011: Apparecchi a radiofrequenza industriali, scientifici e medicali.

Caratteristiche di radio disturbo. Limiti e metodi di misura.

CEI EN 55014-1: Compatibilità elettromagnetica – Prescrizioni per gli elettrodomestici, gli utensili

elettrici e gli apparecchi similari.

UNI 10349: Riscaldamento e raffrescamento degli edifici. Dati climatici.;

CEI EN 61724: Rilievo delle prestazioni dei sistemi fotovoltaici. Linee guida per la misura, lo

scambio e l’analisi dei dati,;

IEC 60364-7-712: Electrical installations of buildings - Part 7-712: Requirements for special

installations or locations Solar photovoltaic (PV) power supply systems.

DM del 19.02.2007: Decreto del Ministero dello Sviluppo Economico (Decreto Bersani “Conto

Energia”)

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DM 22/1/08 n. 37: Regolamento concernente l’attuazione dell’art. 11 della Legge 2/12/05

(Riordino delle disposizioni in materia di attività di installazione degli impianti ex legge n° 46 del

5/3/1990 e relativo regolamento di attuazione.

Legge n° 186 del 1/3/1968: Impianti elettrici.

DL 9/4/2008 n. 81 : Tutela della salute e sicurezza nei luoghi di lavoro.

DM 30852 1994: Normative antisismiche per le strutture di sostegno

DM MLP 12/2/82: Criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e norme tecniche

per i carichi ed i sovraccarichi per le strutture di sostegno

CNR-UNI 10011: Costruzioni in acciaio Istruzioni per il calcolo, l’esecuzione, il collaudo e la

manutenzione delle strutture di sostegno

CNR-UNI 10012: Istruzioni per la valutazione delle “Azioni sulle costruzioni”

CNR-UNI 10022: Profili in acciaio formati a freddo per l’impiego nelle costruzioni

DPR 462/01: Verifica periodica impianti di terra.

D. Lgs. 81/2008: Attuazione dell'articolo 1 della legge 3 agosto 2007, n. 123, in materia di tutela

della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro

DM 37/2008: Regolamento concernente l’attuazione dell’articolo 11-quaterdecies, comma 13,

lettera a) della legge n. 248 del 2 dicembre 2005.

Allegato A alla delibera ARG/elt – Versione Integrata e modificata dalle deliberazioni ARG/elt

179/08, 205/08, 130/09, 125/10 Testo integrato delle condizioni tecniche ed economiche per la

connessione alle reti con obbligo di connessioni di terzi degli impianti di produzione (testo integrato

delle connessioni attive – TICA)

CEI 0-16: Regola tecnica di riferimento per la connessione di utenti attivi e passivi alle reti AT e MT

delle imprese distributrici di energia elettrica

CEI 82-25: Guida alla realizzazione di sistemi di generazione fotovoltaica e collegati alle reti

elettriche di Media e Bassa Tensione

• Norme UNI/ISO per le strutture meccaniche di supporto e di ancoraggio dei moduli

fotovoltaici;

• Delibera AEEG n. 188/05, per le modalità per l’erogazione delle tariffe incentivanti;

• Delibera AEEG n. 281/05 e s.m.i. Delibere AEEG n.28/06 e n.100/06, Condizioni per

l’erogazione del servizio di connessione alle reti elettriche con tensione nominale

superiore ad 1 kV i cui gestori hanno l’obbligo di connessione di terzi;

• Delibera AEEG n. 40/06, per integrare la deliberazione n. 188/05;

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• Delibera AEEG n. 88/07, Disposizioni in materia di misura dell’energia elettrica prodotta

da impianti di generazione;

• Delibera AEEG n. 89/07, Condizioni tecnico economiche per la connessione degli impianti

di produzione di energia elettrica alle reti elettriche con obbligo di connessione di terzi a

tensione nominale minore o uguale ad 1 kV;

• Delibera AEEG n. 90/07, Attuazione del decreto del ministro dello sviluppo economico, di

concerto con il ministro dell’ambiente e della tutela del territorio e del mare 19 Febbraio

2007;

• Direttive ENEL (Guida per le connessioni alla rete elettrica di ENEL distribuzione);

• Delibera ARG/elt 99/08 dell’AEG Allegato A (Condizioni tecniche ed economiche per la

connessione alle reti elettriche con obbligo di connessione di terzi degli impianti di

produzione di energia elettrica TICA);

• Quanto altro previsto dalla vigente normativa di legge, ove applicabile.

L’impianto fotovoltaico verrà realizzato per lotti e prevede i seguenti elementi:

4150 strutture per il supporto dei moduli ciascuna alloggiante 20 moduli fotovoltaici disposti in

verticale su due file; ciascuna struttura costituisce una stringa elettrica;

83.000 moduli in silicio policristallino della tipologia SUNCASE MX 60 da 240 Wp della MX Group

per una potenza complessiva di 19,920 MWp;

n. 20 cabine di trasformazione da ubicare all’interno della proprietà secondo le posizioni

indicate nell’elaborato planimetria impianto oltre ad una cabina di consegna che svolge anche

le funzioni di cabina ausiliari;

n. 40 inverter della ELETTRONICA SANTERNO di cui n° 36 del tipo SUNWAY TG 610 800V TE,

n° 2 del tipo SUNWAY TG 730 800V TE e n° 2 del tipo SUNWAY TG 485 800V TE.

n. 18 trasformatori da 1000kVA, n.1 trasformatore da 1250kVA e n.1 trasformatore da 800kVA

allocati uno in ognuna delle 20 cabine di campo (2 inverter e 1 trasformatore per ciascuna

cabina);

viabilità interna al parco per le operazioni di costruzione e manutenzione dell’impianto e per il

passaggio dei cavidotti interrati in MT;

aree di stoccaggio materiali posizionate in diversi punti del parco, le cui caratteristiche

(dimensioni, localizzazione, accessi, etc) verranno decise in fase di progettazione esecutiva;

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cavidotto interrato in MT (30kV) di collegamento tra le cabine di campo e la cabina d’impianto e

da quest’ultima fino alla stazione di utenza;

stazione di utenza ubicata in prossimità della costruenda stazione denominata “Garaguso”

comprendente punto di consegna, gruppo di misura etc sita nel comune di Garaguso in Loc.

“Canalecchia”;

stazione elettrica RTN 380/150 kV raccordata in entra-esci alla esistente linea 380 kV “Matera-

Laino” di proprietà TERNA sita nel comune di Garaguso in Loc. “Canalecchia”;

cavidotto in AT (150 kV) di collegamento tra la stazione di utenza e la stazione elettrica RTN di

Garaguso;

rete telematica di monitoraggio interna per il controllo dell'impianto mediante trasmissione dati

via modem o tramite comune linea telefonica.

Il dimensionamento di massima sarà realizzato con un modulo fotovoltaico composto da 60 celle

fotovoltaiche in silicio multicristallino da 156 X 156 mm, ad alta efficienza e connesse elettricamente in

serie, per una potenza complessiva di 240Wp.

L’impianto sarà costituito da un totale di 83.000 moduli per una conseguente potenza di picco pari a

19.920kWp.

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Figura 1 – Modulo fotovoltaico

La conversione da corrente continua a corrente alternata sarà realizzata mediante n°40 convertitori

statici trifase (inverter) dell’ELETTRONICA SANTERNO, n°36 modello SUNWAY TG 610 800V TE, n°2

modello SUNWAY TG 730 800V TE e n°2 modello SUNWAY TG 485 800V TE, alloggiati a coppie nelle

venti cabine di trasformazione.

Figura 2 – Inverter statico trifase

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I trasformatori di elevazione BT/MT saranno della potenza di 800kVA, 1000kVA e 1250KVA a singolo

secondario ed avranno una tensione al primario di 30kV, mentre al secondario di 270V. Ognuno di essi

sarà alloggiato all’interno di una cabina di trasformazione in accoppiamento con due inverter di

competenza.

Figura 3 – Trasformatore di elevazione BT/MT da 800-1000-1250kVA; 0,27/30kV

Le strutture di supporto dei moduli fotovoltaici saranno costituite da un sistema per installazione in

campo aperto del tipo SCHLETTER o equivalente denominato FS, che trova impiego da molti anni in

numerosi progetti in Germania e in Europa.

Si tratta di un sistema di montaggio completamente innovativo sviluppato in base a conoscenze

scientifiche e normative. Il montaggio modulare offre possibilità quasi illimitate di assemblaggio per i

moduli maggiormente in circolazione sul mercato.

Per mezzo dello sviluppo di particolari morsetti di congiunzione si riducono al minimo i tempi di

montaggio.

Si tratta di una struttura metallica costituita essenzialmente da:

Il corpo di sostegno disponibile come sostegno singolo o articolato a seconda del numero di

moduli da applicare. La leggerezza dell’alluminio e la robustezza dell’acciaio raggiungono

un’ottima combinazione e attraverso il profilo monoblocco vengono evitate ulteriori giunzioni

suscettibili alla corrosione e alla maggiore applicazione.

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Le traverse sono rapportate alle forze di carico. Tutti i profili sono integrati da scanalature

che permettono un facile montaggio. Le traverse sono fissate al sostegno con particolari

morsetti. Le traverse sono dotate del pregiato Klick-System

Le fondazioni costituite semplicemente da un profilato in acciaio zincato a caldo conficcato

nel terreno disponibile in 6 lunghezze standard. La forma del profilo supporta ottimamente i

carichi statici e dinamici. Rispetto ai profili laminati il risparmio di materiale è del 50%.

Grazie ai pochi componenti che costituiscono la struttura il tempo di montaggio è particolarmente

ridotto. Inoltre è possibile una regolazione dell’apice su tre assi. L’inserimento nel terreno dei profili in

acciaio viene realizzato da ditte specializzate.

Il sistema è applicabile sia per siti perfettamente piani che con qualsiasi grado di pendenza.

Per il dimensionamento viene svolta una perizia geologica per il calcolo ottimale della profondità a cui

vanno conficcati i profilati in relazione al tipo di terreno. In questo modo viene garantito un’ottimale

utilizzo dei profili e dei materiali. La struttura di supporto è garantita per 25-30 anni. La struttura

risulta sollevata da terra per una altezza minima di 75 cm e raggiunge altezza massima di 240 cm.

Di seguito si riportano delle rappresentazioni della struttura di supporto.

Figura 4 – Rappresentazione della struttura di supporto vista frontale

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Figura 5 – Rappresentazione della struttura di supporto vista posteriore

Le stringhe composte da 20 moduli (una struttura intera) verranno collegate alle cassette di parallelo

stringa della SANTERNO modello CS-SPX-X-800V ubicate su appositi supporti alloggiati sotto le

strutture, protetti da agenti atmosferici, e saranno realizzati in policarbonato ignifugo, dotato di

guarnizioni a tenuta stagna grado isolamento IP65 cercando di minimizzare le lunghezze dei cavi di

connessione.

Figura 6 – Cassetta di parallelo stringhe

L’accesso all’area recintata sarà sorvegliato automaticamente da un sistema di Sistema integrato

Anti-intrusione composto da:

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telecamere TVCC tipo fisso Day-Night, per visione diurna e notturna, con illuminatore a IR,

ogni 35-40 m;

cavo alfa con anime magnetiche, collegato a sensori microfonici, aggraffato alle recinzioni a

media altezza, e collegato alla centralina d’allarme in cabina;

barriere a microonde sistemate in prossimità della muratura di cabina e del cancello di

ingresso;

badge di sicurezza a tastierino, per accesso alla cabina;

centralina di sicurezza integrata installata in cabina.

I sistemi appena elencati funzioneranno in modo integrato.

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A.5.B. DIMENSIONAMENTO DELL’IMPIANTO

L’impianto fotovoltaico sorgerà in un’area che si estende su una superficie agricola posta nella porzione

sud occidentale del territorio comunale di Ferrandina, non molto distante dal confine con il comune di

S.Mauro Forte e distante circa 16km da quest’ultimo (in direzione nord-ovest) e sempre circa 16km dal

comune di Ferrandina (in direzione nord-est).

L’area di intervento è contraddistinta al Catasto Terreni del comune di appartenenza al Foglio 73 -

Particelle 18, 21, 40, 48, 49, 57, 58, 138 per complessivi 65,5 ha circa. Di seguito si riportano i dettagli

di ciascuna particella (Tabella 1). L’impianto occupa parzialmente o totalmente le particelle elencate

come rappresentato nell’elaborato planimetria generale d’impianto su catastale.

Comune Foglio Particella Superficie (ha)

Ferrandina (MT) 73

18 3.81.60

21 7.66.40

40 20.71.20

48 9.63.41

49 14.39.27

57 7.13.80

58 0.50.40

138 1.65.00

Tabella 1 - Estremi catastali delle particelle interessate dal progetto

La progettazione dell’impianto è stata approntata con un set-back minimo di 10 m dai confini esterni

delle proprietà in quanto:

di norma l’area riguardante il progetto è circondata da una strada perimetrale per motivi legati

alla mobilità e/o manutenzione;

vi sono spesso localizzati i locali tecnici (cabine di trasformazione e d’impianto);

tratti in MT, di camminamento o di sicurezza possono circondare il perimetro del progetto;

fornire ulteriore spazio in fase di progettazione.

In fase esecutiva verrà individuata chiaramente la collocazione degli accessi principali. Tali punti

dovranno essere facilmente accessibili dai mezzi provenienti dalle strade principali e comprendere uno

spazio sufficientemente ampio da permettere ai veicoli pesanti di effettuare manovre. Inoltre è stata

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prevista all’interno dell’area di progetto una sufficiente rete di strade di servizio e perimetrali per

raggiungere agevolmente tutte le zone d’impianto.

Sono state previste apposite aree di deposito per attrezzature e materiali e sono state evitate

interferenze con le infrastrutture presenti sul sito.

L’estensione complessiva dell’impianto sarà pari a circa 36h e la potenza complessiva dell’impianto

sarà pari ad 19.920kWp.

I dati di irraggiamento solare della zona sono riportati nel seguente documento

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La previsione di produzione energetica annuale dell’impianto si stima in 28.571MWh come si può

desumere dai calcoli effettuati con il software PVSyst di cui si riporta l’output

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A.5.C. CRITERI DI SCELTA DELLE SOLUZIONI IMPIANTISTICHE DI PROTEZIONE CONTRO I FULMINI, CON L’INDIVIDUAZIONE E LA CLASSIFICAZIONE DEL VOLUME DA PROTEGGERE

Nel presente capitolo si effettua la valutazione del rischio di fulminazione delle strutture facenti parti

dell’impianto fotovoltaico in oggetto, con riferimento al rischio di perdita di vita umana. Il calcolo,

svolto secondo la norma CEI 81/10, non tiene conto del fatto che l’area in esame, data la sua

collocazione, è caratterizzata da una scarsa presenza di persone, che di fatto riduce la probabilità di

danno a valori inferiori a quelli risultanti dall’applicazione della suddetta procedura.

A.5.c.1. Individuazione delle strutture da proteggere

Le strutture da installare all'interno dell'impianto fotovoltaico di “Piana di S.Chiara” comune di

Ferrandina (MT) consistono in:

file di pannelli fotovoltaici

la cabina elettrica

In particolare per il campo fotovoltaico, tutto normel Guide Blu (Impianti a Norme CEI ) riporta, per

impianti FV installati a terra, un grafico, secondo la norma CEI 81-10/2, che esprime i valori di

superficie, in relazione al perimetro per differenti densità di fulminazione, al di sotto dei quali il

campo FV non richiede alcuna misura di protezione (LPS).

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Figura 7: Norma CEI 81-10/2: Rischio di fulminazione

Nel caso qui esposto, in relazione al lay-out del sito, si ha:

Perimetro del campo FV = 3500 m

Area del campo FV = 360000 m2

Per il comune di Ferrandina (MT) la norma CEI 81-3 fornisce un valore Nt pari a 1,5.

La superficie del campo fotovoltaico in relazione al perimetro e alla densità di fulminazione del

Comune di riferimento, ricadono al di sopra della curva a) e pertanto l’impianto FV, da questa prima

analisi, risulterebbe non protetto dalla fulminazione diretta. Valutando però il rischio in maniera più

puntuale, secondo la norma 81-10, si ottiene quanto sotto riportato.

L’impostazione della valutazione del rischio secondo la Norma CEI EN 62305-2 si basa sulle seguenti

definizioni:

Sorgenti di danno

S1: fulmine sulla struttura

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S2: fulmine in prossimità della struttura

S3: fulmine su un servizio connesso alla struttura

S4: fulmine in prossimità di un servizio connesso alla struttura

Tipo di danno

D1: danno ad esseri viventi

D2: danno materiale

D3: guasto di impianti elettrici ed elettronici

Tipo di perdita

L1: perdita di vite umane, alla quale è associato il rischio R1

L2: perdita di servizio pubblico, alla quale è associato il rischio R2

L3: perdita di patrimonio culturale insostituibile, alla quale è associato il rischio R3

L4: perdita economica, alla quale è associato il rischio R4

Nel presente documento si fa riferimento alla sola perdita di vita umane (L1), in quanto le altre non

sono di interesse per il caso specifico.

Secondo la Tabella 1 della norma suddetta, la perdita di tipo L1 è da valutare soltanto nei seguenti

casi:

Sorgente di danno Tipo di danno Rischio associato

S1 D1 RS S1 D2 RF S3 D1 RS S3 D2 RF Dove:

Rs = rischio di perdita di vite umane a seguito di danno ad esseri viventi

RF = rischio di perdita di vite umane a seguito di danno materiale (ad es. incendio)

Il rischio di perdita di vite umane complessivo sarà pertanto:

R1 = RS + RF Componenti di rischio

Le singole componenti di rischio definite nella suddetta norma sono le seguenti:

Sorgente S1

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RA = componente relativa ai danni ad esseri viventi dovuti a tensioni di contatto e di passo in zone fino

a 3m all’esterno della struttura

RB = componente relativa ai danni materiali causati da scariche pericolose all’interno della struttura

che innescano l’incendio e l’esplosione e che possono anche essere pericolose per l’ambiente.

RC = componente relativa al guasto di impianti interni causata dal LEMP (impulso elettromagnetico del

fulmine)

Sorgente S2

RM = componente relativa al guasto di impianti interni causata dal LEMP (impulso elettromagnetico del

fulmine)

Sorgente S3

RU = componente relativa ai danni ad esseri viventi dovuti a tensioni di contatto all’interno della

struttura dovuta alla corrente di fulmine iniettata nella linea entrante nella struttura stessa.

RV = componente relativa ai danni materiali (incendio o esplosione innescati da scariche pericolose fra

installazioni esterne e parti metalliche, generalmente nel punto d’ingresso della linea nella struttura)

dovuti alla corrente di fulmine trasmessa attraverso il servizio entrante

RW = componente relativa al guasto di impianti interni causata da sovratensioni indotte sulla linea e

trasmesse alla struttura

Sorgente S4

RZ = componente relativa al guasto di impianti interni causata da sovratensioni indotte sulla linea e

trasmesse alla struttura

La Tabella 3 della Norma, di seguito riportata, associa le componenti di rischio ai rischi relativi a

ciascun tipo di perdita.

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Sorgente di

danno

Fulminazione diretta

della struttura (S1)

Fulminazione

in prossimità

della struttura

(S2)

Fulminazione

diretta di una

linea

entrante (S3)

Fulminazione in

prossimità di una

linea entrante (S4)

Componente

di rischio

RA RB RC RM RU RV RW RZ

Rischio per

ciascun tipo di

perdita

R1 X X X (1) X (1) X X X (1) X (1)

R2 X X X X X X

R3 X X

R4 X(2) X X X X(2) X X X

(1) Solo nel caso di strutture con rischio di esplosione, di ospedali o di altre strutture, in cui i guasti di

impianti interni provocano immediato pericolo per la vita umana

(2) Soltanto in strutture ad uso agricolo in cui si può verificare la perdita di animali

Nel caso in esame, ove è di interesse il solo rischio R1 si ha pertanto:

R1 = RS + RF = RA + RU + RB + RV

Dove, sulla base delle definizioni sopra riportate, è

Rs = RA + RU (rischio di danno ad esseri viventi)

RF = RB + RV (rischio di danno materiale)

Si può scrivere inoltre:

RD = RA + RB (rischio dovuto alla fulminazione diretta della struttura)

RI = RU + RV (rischio dovuto alla fulminazione indiretta della struttura)

Il calcolo delle componenti di rischio è effettuato con le seguenti formule:

RA = NDGPAGraGLt

RB = NDGPBGrpGhzGrfGLf

Steam

3E Ingegneria



OGGETTO / SUBJECT



STEAM

RU = (NL+NDa)GPUGruGLt

RV =(NL+NDa)GPVGrpGhzGrfGLf

dove:

ND = numero di eventi pericolosi per fulminazione diretta della struttura

NL = numero di eventi pericolosi per fulminazione sul servizio

NDa = numero di eventi pericolosi per fulminazione diretta della struttura all’estremità “a” della linea

PA = probabilità di danno ad esseri viventi (fulminaz. sulla struttura)

PB = probabilità di danno materiale in una struttura (fulminaz. sulla struttura)

PU = probabilità di danno ad esseri viventi (fulminaz. sul servizio connesso)

PV = probabilità di danno materiale in una struttura (fulminaz. sul servizio connesso)

ra = fattore di riduzione associato al tipo di superficie del suolo

rp = fattore di riduzione delle perdite correlato alle misure antincendio

ru = fattore di riduzione associato al tipo di pavimentazione

rf = fattore di riduzione delle perdite correlato al carico di incendio

hz = fattore che incrementa le perdite in presenza di pericoli particolari

Lf = perdita per danni materiali in un servizio

Lt = perdita per danni ad esseri viventi per tensioni di contatto e di passo

Individuazione delle strutture da proteggere e delle linee ad esse collegate

Per l’impianto in oggetto le strutture da proteggere sono le seguenti:

- impianto FV (FV)

- cabina utente (cabina di trasformazione) (CU)

- cabina di consegna (CC)

Il collegamento tra tali strutture è schematizzato nella seguenti Errore. L'origine riferimento non è

stata trovata.a: si nota la presenza di un trasformatore (MT/BT) in corrispondenza dell’arrivo di

ciascuna cabina utente.

Steam

3E Ingegneria



OGGETTO / SUBJECT



STEAM

.................CU CU CU

CC

a)

CC

b)

CU

FV

FV

Figura 8

1

Sulla base delle caratteristiche delle strutture in esame e delle modalità di collegamento tra di esse si

può affermare quanto segue:

relativamente alle cabine utente, la componente NDa che tiene conto del rischio di

danno materiale causato da un fulmine che colpisce la struttura connessa a quella in

esame, può ritenersi nullo, in quanto le cabine utente sono tra loro separate da due

Steam

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OGGETTO / SUBJECT



STEAM

trasformatori. Pertanto, ai fini del calcolo del rischio dovuto a fulminazione indiretta lo

schema equivalente da considerare è quello di Errore. L'origine riferimento non è

stata trovata.b dove sono state trascurate le connessioni fra cabine utente;

relativamente alla cabina di consegna, poiché le linee che alimentano le cabine utente

sono caratterizzate per buona parte dallo stesso percorso, ai fini del calcolo della

probabilità di fulminazione indiretta tali linee sono schematizzate come una unica

linea equivalente, di lunghezza pari a 1000 m, ossia alla massima lunghezza da

considerare ai fini del calcolo (par.A.4 della Norma);

ai fini del calcolo delle probabilità PU e PV, per tale linea è stata considerata

cautelativamente una tensione di tenuta all’impulso Um = 6 kV, anche se, trattandosi

di linee con tensione nominale di 30kV, la loro tensione di tenuta all’impulso è

senz’altro maggiore;

sempre ai fini del calcolo delle probabilità PU e PV, tale linea è caratterizzata da uno

schermo avente resistenza Rs < 1 /km;

per la linea di collegamento tra cabina utente e FV, trattandosi di una linea di bassa

tensione, sono stati considerati i seguenti parametri: Um=1 kV e 1<Rs<5 /km

la resistività del suolo ove è interrata tale linea non è nota quindi si assume 500 m.

Gli altri parametri di base assunti per il calcolo del rischio di fulminazione sono i seguenti:

- Ng (densità di fulminazione annua): 1,5 fulmini/anno/km2

- Tipi di struttura:

Struttura di tipo industriale

- Tipo di suolo fino a 5m di distanza dalla struttura:

Cabina di consegna, Cabina utente : cemento

FV : vegetale

- Rischio di incendio:

FV: ridotto

Cabina di consegna, Cabina utente: ordinario

- Rischio ammissibile: 10-5 (n° morti/anno)

- Coefficiente di posizione delle strutture:

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OGGETTO / SUBJECT



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Cabina di consegna, Cabina utente: Cd = 0,5 (struttura circondata da strutture di altezza uguale o inferiore)

FV: Cd = 0,5 (struttura circondata da strutture di altezza uguale o inferiore)

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OGGETTO / SUBJECT



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cabina utente cabina impianto FV

Ng numero annuo di fulmini a terra per km21,5 1,5 1,5

L lunghezza struttura [m] 7,5 15,3 989

W larghezza struttura [m] 3 4,6 364

H altezza struttura [m] 3 3 2,45

Ad/b Area di raccolta struttura all'estremità "b" [m2] 465,84 682,92 380054,7307

Cd/b Fattore di posizione struttura all'estremità "b" 0,5 0,5 0,5

Ad/a1 Area di raccolta struttura n°1 all'estremità "a" [m2] 682,92 465,84 465,84

Ad/a2 Area di raccolta struttura n°2 all'estremità "a" [m2] 380054,7307 0 0

Cd/a1 Fattore di posizione struttura n°1 all'estremità "a" 0,5 0,5 0,5

Cd/a2 Fattore di posizione struttura n°2 all'estremità "a" 0,5 0 0

Ct1 Fattore di correzione per trasf. sulla linea 1 0,2 0,2 1

Ct2 Fattore di correzione per trasf. sulla linea 2 0,2 0 0

Lc Lunghezza linea [m] 1000 1000 1000

Ha1

Altezza struttura connessa all'estremità "a" della linea 1

[m] 3 3 3

Ha2

Altezza struttura connessa all'estremità "a" della linea 2

[m] 2,45 0 0

Hb

Altezza struttura connessa all'estremità "b" della linea

(struttura in oggetto) [m] 3 3 2,45

r resistività del terreno [m] 500 500 500

Al Area di raccolta dei fulmini su un servizio [m2] 21793,83654 21958,18754 21995,08266

ND

numero di eventi pericolosi per fulminazione diretta della

struttura 0,00034938 0,00051219 0,285041048

NLnumero di eventi pericolosi per fulminazione sulla linea 0,003269075 0,003293728 0,016496312

NDa

numero di eventi pericolosi per fulminazione diretta della

struttura all'estremità "a" della linea 0,057110648 0,000069876 0,00034938

PA

probabilità di danno ad esseri viventi (fulm. sulla

struttura) 1,00E-02 1,00E-02 1,00E-02

PB

probabilità di danno materiale in una struttura (fulm. sulla

struttura) 1 1 1

PU

probabilità di danno ad esseri viventi (fulm. sulla linea

connessa) 0,02 0,02 0,03

PV

probabilità di danno materiale nella struttura (fulm. sulla

linea connessa) 0,02 0,02 0,03

ra

fattore di riduzione associato al tipo di superficie del

suolo 1,00E-02 1,00E-02 1,00E-02

rp

fattore di riduzione delle perdite correlato alle misure

antincendio 0,5 0,5 1

rufattore di riduzione associato al tipo di pavimentazione 1,00E-02 1,00E-02 1,00E-02

rf

fattore di riduzione delle perdite correlato al carico di

incendio 1,00E-02 1,00E-02 1,00E-03

hz

fattore che incrementa le perdite in presenza di pericoli

particolari 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00

Lfperdita per danni materiali in una struttura 5,00E-02 5,00E-02 5,00E-02

Lt

perdita per danni ad essere viventi per tensioni di

contatto e di passo 1,00E-02 1,00E-02 1,00E-02

RA

componente di rischio (danno ad esseri viventi - fulm.

sulla struttura) 3,49E-10 5,12E-10 2,85E-07

RB

componente di rischio (danno materiale alla struttura -

fulm. sulla struttura) 8,73E-08 1,28E-07 1,43E-05

RU

componente di rischio (danno ad esseri viventi - fulm.

sulla linea) 1,21E-07 6,73E-09 5,05E-08

RV

componente di rischio (danno materiale alla struttura -

fulm. sulla linea) 3,02E-07 1,68E-08 2,53E-08

R Rischio 5,10E-07 1,52E-07 1,46E-05

RTRischio tollerabile 1,00E-05 1,00E-05 1,00E-05

Steam

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OGGETTO / SUBJECT



STEAM

Sulla base dei risultati sopra esposti si può concludere che l’uniche strutture non autoprotette sono

quelle relative ai pannelli fotovoltaici (FV), a causa di una elevata componente di rischio RB.

Per la cabina di consegna e la cabina utente il rischio ottenuto è inferiore al valore limite, nonostante le

numerose ipotesi cautelative assunte per i calcoli.

Per quanto riguarda le strutture fotovoltaiche, per ridurre la componente di rischio RB, secondo la

Tabella B.2 della Norma infatti, un LPS di classe IV è idoneo a proteggere la struttura infatti si ha:

PB = 0,2 e pertanto:

R=3,21E-6 < 1,00E-5

Un LPS di classe IV potrà essere integrato nella struttura di supporto dei moduli mediante alcuni

accorgimenti costruttivi in fase di cantiere.

Come protezione dagli effetti di una fulminazione indiretta sulle apparecchiature si potrà ricorrere,

come specificato in precedenza, a dispositivi per l’attenuazione delle sovratensioni (SPD Surge

Protective Device ) inseriti nei dispositivi “Smart String Box” fra le stringhe.

Elaborato A5 Relazione Tecnica Impianto...

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