Convertitori per generatori fotovoltaiciConvertitori per generatori fotovoltaici

Gabriele GrandiGabriele Grandi

Dipartimento di Ingegneria ElettricaDipartimento di Ingegneria ElettricaAlma Mater Alma Mater StudiorumStudiorum –– UniversitUniversitàà di Bolognadi Bologna

ProgrammaL’energia solare: Il sistema sole-terra. La radiazione solare e l’atmosfera terrestre, feno-meni di riflessione, diffusione, assorbimento. Opacità atmosferica, air mass (AM). Disponibilità delle fonti energetiche di origine solare: irraggiamento solare, energia idrica, energia eolica, biomasse, energia solare fossile.Tecnologia fotovol-taica: Prime evidenze sperimentali, effetto fotoelettrico, giun-zione PN, effetto fotovol-taico. Tecnologie basate sul silicio: monocristallino, policristallino, amorfo (film sottile). Nuovi materiali e celle di terza generazione. Caratteristica I-V delle celle fotovoltaiche.Conversione fotovoltaica: Cella, modulo, pannello, stringa e campo fotovoltaico. Connes-sioni serie/parallelo, caratteristica I-V complessiva, problematiche dovute all’irraggiamento e/o alle sovratemperature locali (hot spot). Diodi di bypass e diodi di blocco. Efficienza di conversione, tecniche di inseguimento della massima potenza (MPPT): perturb & observe, conduttanza incrementale, ripple correlation control, tan-dem. Calcolo della radiazione solare al suolo su una superficie inclinata: radiazione diretta, diffusa e riflessa (albedo). Struttura di un im-pianto fotovoltaico: grid-connected, stand-alone.Componenti del sistema di genera-zione: choper dc/dc per l’inseguimento MPP, la regolazione della tensione lato inverter e/o l’isolamento galvanico. Inverter di rete monofase e trifase. Strutture con trasformatore in alta frequenza e con trasformatore in bassa frequenza. Possibilità di accoppiamento diretto pannelli-inverter. Inverter multili-vello. Possibilità di regolazione della potenza reattiva, compensazione armonica, bilanciamento dei flicker e dei carichi squilibrati. Dispositivi di accumulo e convertitori per la gestione dei relativi flussi energetici. Dimensionamento di mas-sima di un generatore fotovoltaico, criteri di progetto, normativa vigente e regime di incentivazione.

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Esempi di sistemi fotovoltaici …

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MIRMIR

MIRMIR

METEOSATMETEOSAT

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ISSISS

13.13–16.402,200–2,4004.30.31.8190.0251.7940.500.5Israel

None900–1,1005.36–8.040.63.0752.690.3850.1750.1250.05Denmark

None900–1,0503.24–7.020.76.2421.6764.5661.3921.1210.271Sweden

None800–95011.21.77.9920.1327.860.3240.0040.32Norway

1,600–2,2001.717.8715.032.84114.4514.250.2Portugal

0–11.74(exprt)900–1,3003.67–5.720.318.0916.621.473.813.650.16United Kingdom

None1,700–2,6005.44–6.420.220.750.320.451.0190.150.869Mexico

0–29.48(ON)900–1,7503.760.825.782.91122.865.2911.4033.888Canada

>01,200–2,0003.6–4.33.427.7024.483.2242.1162.0610.055Austria

9.53–50.81,200–2,0003.18–3.304.936.232.63.66.56.30.2Switzerland

1.21–9.71,000–1,2003.3–4.53.353.3485.31.6051.0230.582Netherlands

30.0–55.01,100–2,0003.2–5.11.275.2352.6822.5531.3030.310.993France

56.5–59.31,500–1,6003.50–3.841.677.6071.665.94342.8742.870South Korea

0–26.4(SA'08)1,450–2,9024.5–5.44.182.4916.0466.4512.196.285.91Australia

36.0–49.01,400–2,2003.2–3.62.1120.2107.113.170.269.90.3Italy

18.38–44.041,600–2,2003.0–4.515.1655625.229.851249022Spain

1.2–31.04(CA)900–2,1502.982.8830.5505.5325206.5151.555United States

Ended(2005)1,200–1,6002.96151,9191,82990.15210.4208.81.562Japan

51.8–56.81,000–1,3004.0–5.346.83,8623,827351,1351,10035Germany

0–59.3800–2,9022.5–11.27,8417,178662.32,2582,130127.9World

Feed-in TariffEU¢/kW·h

kW·h/kWp·yrInsolation

ModulePrice

€/Wp

Wp/capitaTotal

Total2007

ongridΣ

offgridΣ

Installed2007

ongrid∆

offgrid∆

Country or RegionReport Nat. Int.

Produced, Installed & Total Photovoltaic Peak Power Capacity (MWp) as of the end of 2007