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Energia Dal Sole Energia Dal Sole ELETTROTECNICA ED IMPIANTI ELETRICI La Produzione di Energia Elettrica www.webalice.it/s.pollini 1

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Energia Dal SoleEnergia Dal Sole

ELETTROTECNICA ED IMPIANTI ELETRICI

La Produzione di Energia Elettrica

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ENERGIA SOLARE

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ENERGIA SOLARE

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Tipi di Centrali

Centrali a Caldaia: per grosse potenze

Centrali Fotovoltaiche: per piccole e medie potenze

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IMPIANTI FOTOVOLTAICI

L’impianto fotovoltaico è l’insieme di componenti meccanici, elettrici edelettronici che captano l’energia solare, la trasformano in energia elettrica,sino a renderla disponibile all’utilizzazione da parte dell’utenza.Tutti gli impianti fotovoltaici sono classificabili nelle seguenti categorie:

- Alimentazione diretta;

- Funzionamento ad Isola;

- Funzionamento per immissione in rete;

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IMPIANTI FOTOVOLTAICI

Alimentazione diretta: l’apparecchio da alimentare viene collegatodirettamente al modulo FV. Il grande svantaggio di questo tipo di impianti èche l’apparecchio collegato non funziona in assenza di sole (di notte).Applicazioni: piccole utenze come radio, piccole pompe, calcolatrici tascabili,ecc.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIAlimentazione ad Isola

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Funzionamento ad isola il modulo FV alimenta uno o più apparecchielettrici. L’energia fornita dal modulo, ma momentaneamente non utilizzata,viene usata per caricare degli accumulatori. Quando il fabbisogno aumenta,o quando il modulo FV non funziona (p.e. di notte), viene utilizzata l’energiaimmagazzinata negli accumulatori.Applicazioni: zone non raggiunte dalla rete di distribuzione elettrica e dovel’installazione di essa non sarebbe conveniente. Esempi applicativi sono lametrologia e la telecomunicazione, ma anche l’alimentazione domestica dirifugi e casolari di campagna.

IMPIANTI FOTOVOLTAICIAlimentazione ad Isola

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Gli impianti fotovoltaici ad isola funzionano, come fa intuire già il nome,indipendentemente dalla rete elettrica pubblica. Questo tipo di impiantoviene dunque impiegato principalmente per l’alimentazione di apparecchi inzone isolate, o nel caso sia richiesta grande mobilità. Per poter disporre dienergia elettrica anche durante le ore notturne l’energia fornita durante ilgiorno dai moduli FV viene immagazzinata da accumulatori.Un semplice impianto fotovoltaico ad isola è composto dai seguenti elementi:

Cella solare : per la trasformazione di energia solare in energia elettrica. Perricavare più potenza vengono collegate tra loro diverse celle.

Regolatore di carica : è un apparecchio elettronico che regola la ricarica e lascarica degli accumulatori. Uno dei suoi compiti è di interrompere la ricaricaad accumulatore pieno.

IMPIANTI FOTOVOLTAICIAlimentazione ad Isola

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Accumulatori : sono i magazzini di energia di un impianto fotovoltaico. Essiforniscono l’energia elettrica quando i moduli non sono in grado di produrne,per mancanza di irradiamento solare.

Inverter: trasforma la corrente continua proveniente dai moduli e/o dagliaccumulatori in corrente alternata convenzionale a 230V. Se l’apparecchioda alimentare necessita di corrente continua si può fare a meno di questacomponente.

Utenze : apparecchi alimentati dall’impianto fotovoltaico.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIAd immissione in rete

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIAd immissione in rete

Funzionamento per immissione in rete: come nell’impianto ad isola ilmodulo solare alimenta le apparecchiature elettriche collegate. L’energiamomentaneamente non utilizzata viene immessa nella rete pubblica. Ilgestore di un impianto di questo tipo fornisce dunque l’energia eccedente atutti gli altri utenti collegati alla rete elettrica, come una normale centraleelettrica. Nelle ore serali e di notte la corrente elettrica può esserenuovamente prelevata dalla rete pubblica. Naturalmente il gestore di unimpianto fotovoltaico di questo tipo verrà pagato dall’impresa erogatrice dienergia elettrica per l’energia immessa in rete. L’energia è ecologica ed aiutaad ammortizzare gli investimenti in tempi relativamente brevi.Applicazioni: in qualsiasi posto che disponga di un allacciamento standardalla rete pubblica, come abitazioni, uffici, stabilimenti industriali, officineartigianali, banche, scuole, edifici pubblici, ecc.

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Negli impianti per immissione in rete l’energia viene conve rtitadirettamente in corrente elettrica alternata che può alime ntare lenormali utenze oppure essere immessa nella rete, con la qual e lavorain regime di interscambio. In quest’ultimo caso presso l’ut ente sonoinstallati due contatori: uno che contabilizza l’energia e lettrica fornitadall’impianto fotovoltaico alla rete ed uno che contabiliz za l’energiaelettrica che l’utente preleva dalla rete. Nell’ipotesi in cui le due tariffecoincidano, l’utente paga all’ente erogatore dell’energi a elettrica solola differenza tra l’energia consumata, prelevata dalla ret e, e quellafornita alla rete.

Un impianto fotovoltaico per immissione in rete é p rincipalmente composto dai seguenti componenti:

IMPIANTI FOTOVOLTAICIAd immissione in rete

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Cella solare: per la trasformazione di energia solare in energia elettri ca.Per ricavare più potenza vengono collegate tra loro diverse celle.

Inverter: trasforma la corrente continua proveniente dai m oduli e/odagli accumulatori in corrente alternata convenzionale a 2 30V. Sel’apparecchio da alimentare necessita di corrente continu a si può farea meno di questa componente.

Quadro elettrico: in esso avviene la distribuzione dell'en ergia. In casodi consumi elevati o in assenza di alimentazione da parte dei modulifotovoltaici la corrente viene prelevata dalla rete pubbli ca. In casocontrario l’energia fotovoltaica eccedente viene di nuovo immessa inrete. Inoltre esso misura la quantità di energia fornita dal l'impiantofotovoltaico alla rete.

Rete: allacciamento alla rete pubblica dell'azienda elettrica .

Utenze: apparecchi alimentati dall'impianto fotovoltaico.

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Gli impianti fotovoltaici per immissione in rete rappresen tano dalpunto di vista applicativo la soluzione ideale in quanto tut tal’energia generata dall’impianto viene comunque utilizza ta: odirettamente dall’utente o immessa nella rete elettrica ch ecostituisce quindi un sistema di accumulo infinito.La mancanza di un sistema di accumulo locale consente inoltr e diridurre sia i costi iniziali sia quelli di esercizio (le batt erie diaccumulo dopo un certo numero di anni devono infatti essere

sostituite).Per comprendere meglio la logica con la quale funzionano gliimpianti fotovoltaici per immissione in rete è utile fare ri ferimento algrafico che riporta il bilancio energetico di un impianto fo tovoltaicoper una tipica utenza residenziale.

IMPIANTI FOTOVOLTAICIAd immissione in rete

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IMPIANTI FOTOVOLTAICI

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IMPIANTI FOTOVOLTAICI

CRITERI DI DIMENSIONAMENTO

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IMPIANTI FOTOVOLTAICICriteri di dimensionamento

Il dimensionamento ed i calcoli di un impianto foto voltaico richiedono molto impegno. Entrano in gioco molteplici fattori, per esempio: - Posizione geografica dell’impianto (latitudine) - Irraggiamento solare (durata giornaliera, intensit à) - Temperatura ambientale media (anche la temperatura influenza il rendimento di un impianto) - Superficie a disposizione. Se si dispone di uno sp azio sufficientemente grande si possono impiegare dei moduli più convenie nti a rendimento minore (che necessitano però di superfici maggiori) . - Fabbisogno energetico degli apparecchi allacciati. È importante scegliere degli apparecchi a basso consumo energetico, come p ompe e frigoriferi speciali, lampade a risparmio. Un fabbisogno energe tico minore comporta un impianto FV più piccolo e quindi minor costo di acquisto. - Ciascuno dei tre tipi di impianti fotovoltaici ha esigenze diverse per quanto riguarda i moduli solari e l’elettronica. A causa della complessità, la progettazione di un i mpianto FV deve essere eseguita sempre da un esperto.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICICriteri di dimensionamento

Celle Fotovoltaiche

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IMPIANTI FOTOVOLTAICICriteri di dimensionamento

Tecnologie disponibili più utilizzateCelle Fotovoltaiche

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Celle Fotovoltaiche

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IMPIANTI FOTOVOLTAICICriteri di dimensionamento

Le celle fotovoltaiche consentono di trasformare direttam ente laradiazione solare in energia elettrica, sfruttando il cosi ddetto "effettofotovoltaico" che si basa sulla proprietà di alcuni materia li conduttoriopportunamente trattati (tra i quali il silicio, elemento m olto diffuso innatura), di generare direttamente energia elettrica quand o vengonocolpiti dalla radiazione solare. Una cella fotovoltaica es posta allaradiazione solare si comporta come un generatore di corrent e con unacurva caratteristica tensione/corrente che dipende fonda mentalmentedalla intensità della radiazione solare, dalla temperatur a e dallasuperficie. Essa è generalmente di forma quadrata con super ficie dicirca 100 cm 2, si comporta come una minuscola batteria, producendo,nelle condizioni di soleggiamento tipiche italiane, una co rrente di 3 Acon una tensione di 0.5 V, quindi una potenza di 1.5 W.

Celle Fotovoltaiche

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IMPIANTI FOTOVOLTAICICriteri di dimensionamento

� La cella fotovoltaica è un dispositivo capace di convertire l’energia luminosa,

su di essa incidente, direttamente in energia elettrica.

� In generale la caratteristica di una cella fotovoltaica è funzione di tre variabili

fondamentali: intensità della radiazione solare, temperatura e area della cella.

Celle Fotovoltaiche

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IMPIANTI FOTOVOLTAICICriteri di dimensionamento

1,5 W per 100cmq

1,5 W per 1 dmq

in ogni metro quadro ci sono 100 dmq per cui

1,5 x100 = 150 W per mq = 0,15 kW per mq

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IMPIANTI FOTOVOLTAICICriteri di dimensionamento

Potenza massima erogabile dall'impianto in determinate condizioni (potenza di picco)

Pp (kW)= 0,15 x Superficie (mq)

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IMPIANTI FOTOVOLTAICICriteri di dimensionamento

Un impianto fotovoltaico è caratterizzato dalla potenza cosiddetta di picco, espressa in kW

La potenza di picco rappresenta la potenza massima erogabile dall’impianto in determinate condizioni di riferimento.

La potenza effettivamente erogata dall’impianto, invece, è inferiore alla potenza nominale per i seguenti motivi:

Installazione del pannello: in funzione della inclinazione del pannello fotovoltaico si ottiene una maggiore o minore produzione di energia

elettricaCondizioni atmosfericheStato di manutenzione

Decadimento delle prestazioni nel tempo

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IMPIANTI FOTOVOLTAICICriteri di dimensionamento

Fattore di manutenzione ed efficienza

riduzione del 1% - 5% annuo

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IMPIANTI FOTOVOLTAICICriteri di dimensionamento

SUPERFICI NECESSARIE PER IMPIANTI FOTOVOLTAICI

Silicio Mono e Poli cristallino:– Tetti a falda circa 8-10 mq. Per 1kW

– Tetti piani e terreno libero 16-22 mq. Per 1 kW

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IMPIANTI FOTOVOLTAICICriteri di dimensionamento

– CEI 11- 20 v1

– Impianti sino a 20 kWp (DK 5950)

– Impianti sino a 50 kWp (DK 5940)

– Impianti sino a 8MW (DK 5740)

Norme Principali

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ENERGIA OTTENUTA DALL'IMPIANTO

E = Pp x Kinc x Km x heq (Kwh)

heq = ore equivalenti annue di potenza di picco

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IMPIANTI FOTOVOLTAICICriteri di dimensionamento

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIModulo fotovoltaico

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIModulo fotovoltaico

� Le celle fotovoltaiche vengono generalmente vendute già assemblate in gruppi. L’insieme delle celle e della struttura che contiene le celle prende il nome di modulo fotovoltaico.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIModulo fotovoltaico

• celle fotovoltaiche collegate elettricamente;

• complesso occorrente per l’incapsulamento ed il fissaggio delle celle FV; sulla parte anteriore del modulo viene utilizzato una lastra di vetro per garantire la completa penetrazione della radiazione solare;

• cornice di contenimento;

• cassetta di derivazione, che contiene le terminazioni elettriche;

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIModulo fotovoltaico

Collegamento in serie dei moduli fotovoltaiciwww.webalice.it/s.pollini 38

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIModulo fotovoltaico

� ATTENZIONE: poiché il modulo fotovoltaico può essere assimilato ad un generatore di tensione permanentemente alimentato dalla luce del giorno, per i cablaggi dei circuiti in c.c. occorre, ai fini della sicurezza, seguire la seguente procedura:

� eseguire tutti i collegamenti utilizzando appositi attrezzi di lavoro sotto tensione;

� collegare in serie i moduli FV lasciando aperta la stringa in un punto (es.: collegamento del modulo centrale); collegare successivamente gli estremi della stringa (polo positivo e polo negativo) al relativo sezionatore del quadro di sottocampo CC; avendo cura di lasciare aperto il sezionatore in oggetto, completare il collegamento del modulo lasciato scollegato precedentemente.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICI

Tipologie costruttive e schemi elettrici

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIDescrizione dell'impianto elettrico

� L’impianto fotovoltaico è destinato a produrre energia elettrica in collegamento alla rete elettrica di distribuzione in bassa tensione in corrente alternata.

� L’impianto di generazione fotovoltaica sarà costituito da strutture di supporto in carpenteria metallica zincata, su cui saranno fissati i moduli fotovoltaici mediante bulloneria in acciaio inox.

� La parte elettrica dell’impianto fotovoltaico è costituita dai seguenti componenti principali:

− campo fotovoltaico;

− quadro di elettrico di sottocampo (CC);

− inverter (CCA) ;

− quadro elettrico di parallelo (QCA);

− componentistica elettrica varia.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIDescrizione dell'impianto elettrico

� Gli impianti fotovoltaici potranno avere le seguenti taglie nominali:− 1,5 kWp

− 3 kWp

− da 6 a 18 kWp attraverso la combinazione di rami da 3 kWp collegati in parallelo.

� Il Generatore Fotovoltaico è costituito da un determinato numero di stringhe di moduli FV che sono collegati in serie di 11 nell’impianto da 1,5 kWp ed in serie di 20 nelle rimanenti taglie.

� Le stringhe sono opportunamente collegate, a gruppi di 2 ad un singolo inverter.

� Ciascuna stringa è provvista di apposito sezionatore e diodo di blocco ed è protetta contro le sovratensioni per mezzo di scaricatori (uno per ogni polo) collegati a terra.

� Sezionatori, diodi di blocco e scaricatori sono allocati in un apposito quadro elettrico di sottocampo (CC).

� La potenza nominale del campo FV espressa in Wp è ottenuta come somma delle singole potenze nominali dei singoli moduli.

� La tensione a circuito aperto (Voc) del campo è ottenuta come somma delle singole tensioni di circuito aperto dei singoli moduli.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIDescrizione dell'impianto elettrico

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIDescrizione dell'impianto elettrico

Stringhe fotovoltaiche

Interruttori di sezionamento e protezione

Diodi di blocco

Scaricatori di sovratensione

Inverter DC/AC installati nel quadro

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIDescrizione dell'impianto elettrico

Inverter collegati a stella

Interruttori di sezionamento e protezione

Scaricatori di sovratensione

Dispositivo di fornitura dell'ente distributore in grado di sconnettere l'impianto per minima tensione (DV604)

Interruttore generale di impianto (trifase)

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIDescrizione dell'impianto elettrico

Interruttore generale di impianto (trifase)

Quadro di distribuzione utente

Unità di misura (a cura dell'ente distributore) in grado di misurare l'energia consumata e l'energia immessa in rete.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICISchemi elettrici di collegamento

Schema elettrico di un tipico impianto fotovoltaico da 1,5 k Wp.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICISchemi elettrici di collegamento

Schema elettrico di un tipico impianto fotovoltaico da 18 kW p.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICISchemi elettrici di collegamento

Schema di collegamento e diprotezione dei sistemi di produzione acommutazione naturale funzionanti inparallelo alla rete pubblica di Icategoria.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIMontaggio dei moduli fotovoltaici

� I moduli fotovoltaici prima di essere collegati elettricamente tra loro, devono essere montati su apposite strutture di sostegno.

� Tali strutture sono costruite tramite profilati in ferro zincato a caldo opportunamente assemblati.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICICollegamento dei moduli fotovoltaici

Collegamento in serie di moduli fotovoltaici.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIInstallazione dei moduli fotovoltaici

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIInstallazione dei moduli fotovoltaici

− Prima di effettuare il cablaggio di un modulo, occorre verificare:

� la corretta polarità dei morsetti;

� la tensione a vuoto orientando il modulo verso il sole;

� la corrente di cortocircuito orientando il modulo verso il sole;

� il corretto montaggio e la funzionalità dei diodi di by-pass.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIInstallazione dei moduli fotovoltaici

� Per formare le stringhe i moduli fotovoltaici devono essere collegati, in serie di 11 nell’impianto da 1,5 kWp ed in serie di 20 nelle rimanenti taglie, con spezzoni intestati di cavo flessibile unipolare in rame, da 2.5 mm2 del tipo HO7RN-F od in alternativa FG7OR.

� Le polarità estreme delle stringhe devono essere collegate ai rispettivi quadri di sottocampo CC, mediante cavi unipolari in rame da 2.5 mm2 del tipo HO7RN-F od in alternativa FG7OR.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIInstallazione dei moduli fotovoltaici

� Si consiglia che i cordoni di cavo elettrico usati per il collegamento modulo-modulo siano tagliati a misura e muniti di terminali in officina in modo da garantire una migliore qualità e rendere più rapide le operazioni di collegamento elettrico in sito.

� La disposizione dei cavi di collegamento dei moduli deve essere tale da evitare (a mezzo collo d’oca) il convogliamento dell’acqua piovana verso i pressacavi.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIInstallazione dei moduli fotovoltaici

� E’ necessario il collegamento equipotenziale di ognuna delle strutture di sostegno utilizzate così da minimizzare l’effetto di una eventuale dispersione verso la cornice di un modulo fotovoltaico.

� Tale dispersione sarà subito rilevata dall’inverter corrispondente tramite il rilevatore di guasto a terra.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICICollegamento dei moduli fotovoltaici

� L’inclinazione della struttura di sostegno deve massimizzare l’energia raccolta e convertita nel corso dell’anno.

� L’orientamento a Sud rilevato attraverso l’uso di una bussola.

� Verifica della presenza ostacoli (montagne, edifici ecc.) che causano ombra sui pannelli.

� Se è necessario suddividere il campo fotovoltaico in più file parallele le relative strutture di sostegno saranno disposte nella direzione Est - Ovest e dovranno essere distanziate nella direzione Nord -Sud in modo che non si ombreggino a vicenda.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICICollegamento dei moduli fotovoltaici

� La superficie dei pannelli è soggetta all’azione del vento, sarà necessario quindi predisporre un sistema di zavorre .

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIQuadro di sottocampo (CC)

� Le stringhe di moduli FV a gruppi di due vengono collegate ad un quadro elettrico di sottocampo “CC”.

� Per un impianto da 1,5 kWp o 3 kWp occorre solo un quadro CC per impianto, mentre per un impianto da 18 kWp ad esempio ne occorrono 6.

� I quadri elettrici di sottocampo “CC” devono essere montati in prossimità del campo fotovoltaico ed opportunamente fissati alle strutture di sostegno dei moduli FV.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIQuadro di sottocampo (CC)

� Il quadro “CC” utilizzato deve avere le seguenti caratteristiche:

− doppio isolamento;

− grado di protezione IP65;

− dimensioni circa 400x300x200;

− con porta piena;

− con telaio componibile isolante 3(file)*10(moduli).

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIQuadro di sottocampo (CC)

� Ogni quadro CC contiene al proprio interno i seguenti componenti:− N° 2 Diodo catodo a prigioniero 16A, 800V;− N° 2 alette di raffreddamento per diodi catodo a prigioniero;− N° 4 Isolatori per il montaggio delle alette di raffreddamento;− N° 4 Scaricatori di sovratensione con tensione massima di esercizio 600Vdc per

l’impianto da 3 kWp e 400Vdc per l’impianto da 1,5 kWp; corrente di scarica nominale impulsiva (8/20) Isn=15kA; attacco su guida DIN;

− N° 2 Sezionatore con tensione di lavoro 440Vdc per l’impianto da 3 kWp e 250Vdc per l’impianto da 1,5 kWp; 6A;

− N° 4 Morsetti passanti per cavo da 6mm2 attacco DIN;− N° 1 Piastra terminale per morsetti passanti da 6mm2 attacco DIN;− N° 1 Morsetto passante di terra per cavo da 16mm2 (giallo/verde) per attacco su

guida Din;− N° 4 Passacavi PG9 (stringhe FV);− N° 1 Passacavi PG11 (Cavo di messa a terra);− N° 1 Passatubo da 32mm (collegamento con l’inverter).

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIInverter

Il convertitore CC/CA, Inverter

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIInverter

− Il convertitore CC/CA o inverter trasferisce la potenza in continua prodotta dal generatore alla rete in alternata, in conformità ai requisiti normativi, tecnici e di

sicurezza applicabili.

− Le caratteristiche generali dell’inverter adottato sono:

� caratteristiche elettriche adeguate;

� inclusione al proprio interno di dispositivi di protezione che altrimenti dovrebbero essere previsti separatamente con aggravio dei costi.

� possibilità di montaggio in esterno;

� alta affidabilità (dispositivo ampiamente collaudato);

� adeguato servizio di assistenza.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIInverter

Le caratteristiche principali sono:•Grado di protezione adeguato all'ubicazione in prossimità del campo fotovoltaico (IP65).

•Campo di tensione in ingresso adeguato alla tensione del generatore FV.•funzione MPPT (inseguimento della massima potenza).

•Efficienza massima ≥ 90 % al 70% della potenza nominale.•Lato cc gestibile con poli non connessi a terra, quindi con sistema IT.

•Commutazione forzata da rete con tecnica PWM (pulse-width modulation), senza clock e/o riferimenti interni di tensione o di corrente ("sistema non idoneo a sostenere la

tensione e frequenza nel campo nominale”) in conformità a quanto prescritto per i sistemi di produzione dalla norma CEI 11-20.

•Protezioni per la sconnessione dalla rete, per valori fuori soglia di tensione e frequenza di rete e per sovracorrente di guasto in conformità alle prescrizioni delle norme CEI 11-20 ed

a quelle specificate dal distributore elettrico locale.

•Rispondenza alle norme generali su EMC e limitazione delle emissioni RF: conformità norme CEI 110-1, CEI 110-6, CEI 110-8.

•Reset automatico delle protezioni per predisposizione ad avviamento automatico.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIInverter

− Per motivi di sicurezza, per il collegamento in parallelo alla rete pubblica l'impianto deve essere provvisto di protezioni particolari che ne impediscano il funzionamento in isola elettrica, così come previsto dalla norma CEI 11-20 e

dalle specifiche del distributore locale; l’inverter adottato prevede tale interfaccia internamente.

− L’inverter adottato prevede inoltre:

� il rilevamento del guasto dell’isolamento verso terra sul lato in cc;

� l’indicazione su display dell’energia in alternata prodotta dall’inverter;

� l’indicazione su display del numero di ore di funzionamento;

� l’indicazione su display della tensione di lavoro del campo FV;

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIInverter

Montaggio meccanico dell’inverter

− L’inverter adottato possiede un grado di protezione adeguato all’installazione in esterno (IP65); l’Installatore potrà quindi scegliere la soluzione di montaggio che meglio si adatta al

sito di installazione dell’impianto FV.

− Sarà possibile installare l’inverter in esterno direttamente alla struttura di sostegno dei moduli od a parete.

− Nel caso in cui l’inverter presenti il display per la visualizzazione dei parametri di funzionamento, occorrerà evitare che i raggi solari colpiscano direttamente lo stesso.

− Sarà possibile installare l’inverter anche in interno date le contenute dimensioni dello stesso.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIInverter

Montaggio meccanico dell' Inverter all'esterno

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIInverter

Montaggio meccanico dell' Inverter all'interno

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIQuadro QCA

Quadro di parallelo alla rete QCA

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIQuadro QCA

� Il quadro di consegna dell’energia e parallelo rete (QCA) è preposto ad effettuare il collegamento in parallelo degli inverter alla rete elettrica di distribuzione in bassa tensione. All'interno di tale quadro sono contenuti i dispositivi di interruzione delle linee in uscita dagli inverter.

� Qualora il QCA contenga solamente un interruttore per la linea elettrica in uscita dall’inverter e l’esistente quadro di distribuzione utente lo consenta, tale interruttore potrà essere alloggiato all’interno dello stesso pur rimanendo invariato lo schema elettrico dell’impianto.

� Per tutti gli impianti (1,5 kWp, 3 kWp ecc.) occorre solo un quadro QCA che potrà essere montato, in base alle esigenze del caso, in esterno con grado di protezione adeguato (IP65) od in interno.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIQuadro QCA

− Il quadro QCA utilizzato deve avere le seguenti caratteristiche:� doppio isolamento;

� grado di protezione adatto al sito di installazione;� dimensioni adeguate al contenimento di tutti i componenti adoperati;

� con porta piena;� con telaio componibile isolante.

− Ogni quadro QCA contiene al proprio interno i seguenti componenti:� N° di interruttori bipolari magnetotermici (2 moduli) in numero pari a quello di inverter

presenti; 16A; 230 Vac; Curva di intervento C; Corrente di interruzione 4,5 kA.� N° 1 Interruttore quadripolare magnetotermico (nel caso di impianti da 1,5 o 3kWp

questo interruttore non si deve installare) ; 63A; 380 Vac; Curva di intervento C; Corrente di interruzione 6 kA.

� N° di passatubi da 32mm in numero pari a quello di inverter presenti per i cavi provenienti dagli stessi.

� N° 1 passatubo di diametro adeguato per il collegamento con il quadro di utente.� N° 1 Morsetto passante di terra per cavo da 16mm2 (giallo/verde) per attacco su guida

Din;

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IMPIANTI FOTOVOLTAICICollegamento alla rete

Collegamento alla rete di distribuzione

interfaccia e protezione

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IMPIANTI FOTOVOLTAICICollegamento alla rete

− L’allacciamento dell’impianto fotovoltaico alla rete di distribuzione avviene in bassa tensione in un impianto utilizzatore già alimentato dalla rete; pertanto

attraverso il punto di consegna, che costituisce il punto di separazione tra la rete e l’impianto del cliente, possono verificarsi alternativamente flussi di energia nei

due sensi (da e verso la rete).

− La norma CEI 11-20 indica la configurazione schematica di un sistema di produzione generico funzionante in parallelo alla rete e quello specifico per gli

impianti di produzione che comprendono i fotovoltaici.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICICollegamento alla rete

Per l’ingresso al quadro di utente, se tecnicamente possibile, sarà impiegato un tubo di accesso sottotraccia già esistente; in caso contrario, sarà realizzato un nuovo accesso al quadro, mediante

canalina in Pvc autoestinguente IP20 resistente agli urti, di sezione opportuna.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIProtezione di impianto

� Per motivi di sicurezza, per il collegamento in parallelo alla rete pubblica l'impianto deve essere provvisto di protezioni particolari che ne impediscano il funzionamento in isola elettrica, così come previsto dalla norma CEI 11-20 e dalle specifiche del distributore locale.

� L’interfaccia può essere integrata nel gruppo di conversione.

� Le protezioni, devono essere corredate di una certificazione di tipo, emessa da un organismo accreditato.

� ENEL ha sviluppato un’interfaccia di protezione che assicura la sconnessione dalla rete e lo spegnimento dell'impianto per valori di tensione e frequenza di rete esterni ad un range prefissato (unificazione DV1606 per sistemi monofase e DV1604 per sistemi trifase).

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIProtezione di impianto

I documenti di riferimento per l’utilizzo di interfacce esterne al gruppo di conversione sono:

-ENEL DV 604 - Pannello semplificato per la protezione di interfaccia trifase per autoproduttori.

-ENEL DV 606 - Pannello semplificato per la protezione di interfaccia monofase per autoproduttori.

-ENEL DK 5940 - Criteri di allacciamento di impianti di autoproduzione alla rete BT di distribuzione.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIProtezione di impianto

Schema di principio e lo schema di collegamento di una interfaccia di collegamento alla rete per sistemi monofase. Il prodotto utilizzato è commercializzato dalla THYTRONIC.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIProtezione di impianto

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIProtezione di impianto

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIVerifiche e collaudo finale

Verifiche e collaudo finale

messa in servizio

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIVerifiche e collaudo finale

− Allo scopo di mettere in servizio l’impianto FV installato è preferibile effettuare preventivamente le seguenti operazioni:

� esame a vista del corretto montaggio e allineamento delle strutture e dei moduli, secondo quanto indicato nel progetto esecutivo.

� Verifica delle coppie di serraggio della bulloneria sia dei moduli che delle strutture.

� Verifica della corretta esecuzione dei cablaggi dei cavi.

� Verifica della buona esecuzione delle connessioni elettriche tra moduli e misura della tensione di circuito aperto.

� Verifica del grado di protezione dei componenti assiemati e del corretto serraggio dei pressacavi e raccordi.

� Verifica della corretta esecuzione dei collegamenti di messa a terra di tutte le parti metalliche non in tensione e degli scaricatori nei quadri.

� Prove di isolamento verso massa su tutti i circuiti elettrici realizzati in c.c. e in c.a. (incluse le morsettiere ed i terminali), conformemente a quanto prescritto nelle Norme.

� Verifica del funzionamento corretto dell’impianto fotovoltaico nelle diverse condizioni di potenza generata e nelle varie modalità previste dall’inverter.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIVerifiche e collaudo finale

− Le operazioni di messa in servizio dell’impianto sono:� chiusura dei sezionatori contenuti nei quadri CC (in tal modo le stringhe verranno

collegate agli inverter);

� negli impianti da 1,5 e 3 kWp chiudere l’interruttore contenuto nel quadro QCA (in tal modo l’inverter verrà collegato alla rete dell’utente);

� negli impianti da 6 a 18 kWp chiudere l’interruttore quadripolare di uscita contenuto nel quadro QCA (in tal modo la linea in uscita dal quadro QCA verrà collegata

elettricamente alla rete dell’utente); chiudere gli interruttori in ingresso contenuti nel quadro QCA (in tal modo gli inverter verranno collegati alla rete dell’utente);

� dopo un breve intervallo di tempo in cui verranno analizzate le caratteristiche della rete dell’utente gli inverter cominceranno ad immettere energia in rete; a questo punto saranno disponibili sul display dello stesso le misure di alcune grandezze significative

quali:− potenza lato ac;− tensione lato cc;

− energia prodotta dall’inverter complessivamente;− ore di funzionamento dell’inverter;

− energia prodotta dall’inverter durante la giornata;− modalità di funzionamento (inseguimento della massima tensione, diagnosi rete

elettrica, diagnostica generale ecc).

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIVerifiche e collaudo finale

− Le operazioni di messa fuori servizio dell’impianto sono:� negli impianti da 1,5 e 3 kWp aprire l’interruttore contenuto nel quadro QCA (in tal

modo l’inverter verrà scollegato dalla rete dell’utente ed in virtù delle protezioni di interfaccia in esso contenute cesserà la produzione di energia);

� negli impianti da 6 a 18 kWp aprire gli interruttori in ingresso contenuti nel quadro QCA (in tal modo gli inverter verranno scollegati dalla rete dell’utente ed in virtù delle protezioni di interfaccia in esso contenute cesserà la produzione di energia); aprire

l’interruttore quadripolare di uscita contenuto nel quadro QCA (in tal modo la linea in uscita dal quadro QCA verrà scollegata elettricamente dalla rete dell’utente);

� apertura dei sezionatori contenuti nei quadri CC (in tal modo le stringhe verranno scollegate dagli inverter);

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIVerifiche e collaudo finale

Collaudo dell’impiantoDocumentazione delle prestazioni

L’installatore dell’impianto, in possesso di tutti i requisiti previsti dalle leggi in materia, emetterà una dichiarazione

(scheda di collaudo), firmata e siglata in ogni parte, che attesti l'esito delle verifiche e la data in cui le predette

sono state effettuate.

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IMPIANTI FOTOVOLTAICI

STRUTTURE ADOTTABILI

E INTEGRAZIONE URBANISTICA

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIStrutture adottabili

� Diverse tipi di applicazione di tetti fotovoltaici:

− tetto a falda

− tetto piano

− tetto a shed

− frangisole

− tettoia ombreggiante

− facciata

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIStrutture adottabili

Tipico esempio di impianto a facciata

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIStrutture adottabili

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIStrutture adottabili

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIStrutture adottabili

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIStrutture adottabili

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIStrutture adottabili

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIStrutture adottabili

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIStrutture adottabili

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIStrutture adottabili

Masse (Germania) centro commerciale 1 MWp

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIStrutture adottabili

Palermo - Pensiline

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IMPIANTI FOTOVOLTAICIStrutture adottabili

Austria - Autostrada

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Amesford – Olanda – 500 kWp

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