Impianto Pilota Sperimentale a celle Fotovoltaiche

con accumulo di energia

Esempio di calcolo del rendimento di un impianto con 4 pannelli fotovoltaicida 250 W , pari ad una potenza totale di 1 KW di picco con un’area di 6,5683 mq.

• Analizzare la zona dove vengono montati i pannelli e la loro inclinazione • Elaborare i dati con software dedicati che tengono conto dell’irraggiamento ciclico mensile• Inserire le zone d’ombra e gli ostacoli interposti tra i pannelli e l’irraggiamento solare• Inserimento dei coefficienti di Albedo • Calcolare la producibilità tenendo conto dell’area dei pannelli e del rendimento medio

Rendimento % = (Potenza / Superficie / 1000) * 100La potenza è la potenza di picco espressa in W, la superficie è la superficie del pannello in metri quadrati compresa la cornice, 1000 è l’irraggiamento di 1000W/mq, 100 serve per ottenere il rendimento in percentuale.Rendimento % = (1000 w/6,5683/1000)*100 =15,2 %

Il rendimento di picco dei pannelli è del 15,2 %, questo significa che in un momento della giornata con irraggiamento al suolo di 1000W/mq e temperatura 25°C il nostro pannello convertirà in energia elettrica il 15,2% della radiazione solare. Le dimensioni e la potenza di picco sono rilevabili sulle schede tecniche dei pannelli o sulle etichette degli stessi.

Calcolo

N

S

E

0

180

90

135

225270

45

315

Orientamento Pannelli

130°

Indagine sulla zona oggetto dell’installazione dei pannelli e del loro orientamento

OstacoliE

Ombreggiamenti

Elaborazione dati con software dedicato

Risultato dell’elaborazioneS U N S I M ===========

Simulazione eseguita in data 4/ 2/2015 11:44

Dati di ingresso del sito

Dati solari: UNI 10349 - Castelbelforte Via Aldo Moro 15Orizzonte: 2.90 Albedo medio (non pesato): 18 %Latitudine: 45.2 gradi

Dati di ingresso del generatore fotovoltaico

Inclinazione: 30.0 gradiAzimut: 130.0 gradiAngolo limite: 5.0 gradi

Radiazione media giornaliera calcolata [kWh/g]

Mese Dir. Diff. Rifl. Totale

Gen 0.27 0.54 0.01 0.82Feb 0.94 0.81 0.02 1.78Mar 1.61 1.19 0.04 2.84Apr 1.95 1.56 0.05 3.56Mag 2.37 1.82 0.07 4.26Giu 2.98 1.86 0.08 4.92Lug 3.37 1.70 0.08 5.16Ago 2.66 1.58 0.07 4.31Set 2.19 1.30 0.05 3.54Ott 1.22 0.93 0.03 2.18Nov 0.28 0.61 0.01 0.90Dic 0.02 0.47 0.01 0.50----------------------------------------Med. 1.66 1.20 0.04 2.90

Irraggiamento Calcolato in W/mq nelle diverse ore del giorno

Con 4 pannelli aventi area di 6,5683 mq, e il rendimento del 15,2 % la produzione presunta in Watt/ora, in condizioni atmosferiche ideali

ora 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24Gen 0 0 0 0 0 0 0 3 30 58 78 225 210 100 66 40 9 0 0 0 0 0 0 0Feb 0 0 0 0 0 0 0 22 58 213 317 329 307 255 171 68 34 3 0 0 0 0 0 0Mar 0 0 0 0 0 0 14 54 92 408 459 468 437 371 277 162 67 27 0 0 0 0 0 0Apr 0 0 0 0 0 8 46 86 122 343 573 579 543 468 364 242 108 59 19 0 0 0 0 0Mag 0 0 0 0 1 29 68 106 141 521 635 639 601 524 418 293 152 81 42 7 0 0 0 0Giu 0 0 0 0 5 38 75 111 144 676 727 729 683 596 475 333 177 87 50 13 0 0 0 0Lug 0 0 0 0 2 29 65 101 133 659 810 811 756 652 510 345 160 77 40 7 0 0 0 0Ago 0 0 0 0 0 9 48 88 125 416 721 726 675 577 442 286 113 61 19 0 0 0 0 0Set 0 0 0 0 0 0 15 60 101 523 587 596 554 465 343 195 74 30 0 0 0 0 0 0Ott 0 0 0 0 0 0 0 24 66 228 404 419 389 320 210 78 38 3 0 0 0 0 0 0Nov 0 0 0 0 0 0 0 3 33 66 89 238 248 95 74 45 10 0 0 0 0 0 0 0Dic 0 0 0 0 0 0 0 0 21 50 71 83 106 76 58 31 3 0 0 0 0 0 0 0

ora 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 W/g

Gen 0 0 0 0 0 0 0 3 30 58 78 225 210 100 66 40 9 0 0 0 0 0 0 0 818

Feb 0 0 0 0 0 0 0 22 58 213 316 328 307 255 171 68 34 3 0 0 0 0 0 0 1774

Mar 0 0 0 0 0 0 14 54 92 407 458 467 436 370 277 162 67 27 0 0 0 0 0 0 2831

Apr 0 0 0 0 0 8 46 86 122 342 572 578 542 467 363 242 108 59 19 0 0 0 0 0 3554

Mag 0 0 0 0 1 29 68 106 141 520 634 638 600 523 417 293 152 81 42 7 0 0 0 0 4251

Giu 0 0 0 0 5 38 75 111 144 675 726 728 682 595 474 332 177 87 50 13 0 0 0 0 4911

Lug 0 0 0 0 2 29 65 101 133 658 809 810 755 651 509 344 160 77 40 7 0 0 0 0 5149

Ago 0 0 0 0 0 9 48 88 125 415 720 725 674 576 441 286 113 61 19 0 0 0 0 0 4299

Set 0 0 0 0 0 0 15 60 101 522 586 595 553 464 342 195 74 30 0 0 0 0 0 0 3537

Ott 0 0 0 0 0 0 0 24 66 228 403 418 388 319 210 78 38 3 0 0 0 0 0 0 2175

Nov 0 0 0 0 0 0 0 3 33 66 89 238 248 95 74 45 10 0 0 0 0 0 0 0 900

Dic 0 0 0 0 0 0 0 0 21 50 71 83 106 76 58 31 3 0 0 0 0 0 0 0 498

W/g Coeff A Coeff B Coeff C Kw/mese* Kw/mese()

Gen 818 0,8 0,7 0,9 13 8

Feb 1774 0,8 0,7 0,9 25 17

Mar 2831 0,8 0,7 0,9 44 49 *Calcolo previsione producibilità mensile

Apr 3554 0,8 0,7 0,9 54 61 ()Produzione effettivamente realizzata nel 2014

Mag 4251 0,8 0,7 0,9 66 69

Giu 4911 0,8 0,7 0,9 74 91

Lug 5149 0,8 0,7 0,9 80 77

Ago 4299 0,8 0,7 0,9 67 73

Set 3537 0,8 0,7 0,9 53 62

Ott 2175 0,8 0,7 0,9 34 31

Nov 900 0,8 0,7 0,9 14 9

Dic 498 0,8 0,7 0,9 8 5

Tot 533 550

A Coefficiente che tiene conto del rendimento accumulatori

B Coefficiente che tiene conto delle condizioni atmosferiche medie

C Coefficiente che tiene conto del rendimento dell'inverter

Confronto tra producibilità mensile di calcolo e produzione vera

Schema logico distribuzione energia prodottae

Registrazione dati

Accumulo Inverter

FV

Dispenser

Regolatore di carica

ENELMisura

Rilievo consumo

RilevatoreStato

Accumulo

R

Datalogger

T°

W/mq 60 v24 v

220 vCollegamenti sensori

Utenze

A1

A2

V1

W/mq Sensore di luminosità : Per determinare la quantità di luce disponibile e indirettamente la producibilità energetica dai pannelli fotovoltaici.T° Sensore di temperatura : Per tenere conto del rendimento di trasformazione energetica che dipende in gran arte dalla temperatura.A1 Sensore di Corrente FV : Rilievo corrente e tensione prodotte dai pannelli fotovoltaici.A2 Sensore di Corrente Inverter : Rilievo corrente e tensione assorbite da inverter .V1 Sensore di tensione Accumulo: Rilievo stato di carica degli accumulatori, in caso di supero del set di minimo il relè R interrompe l’esercizio elle utenze

Quindi il software è in grado di conoscere la quantità di luce disponibile e quindi la producibilità di corrente ,che andrà a confrontare con quella realmente prodotta. In caso di forti differenze una segnalazione indicheràil probabile calo di rendimento dei pannelli.Il confronto tra la potenza prodotta e inviata al regolatore di carica (Tensione pannelli e Corrente pannelli) ela potenza assorbita dall’inverter (Corrente e tensione in alimentazione inverter), determinerà il rendimento dell’impianto (Inverter escluso)

Impianto Pilota Fotovoltaico da 1 KW

1) Schema impianto e collegamenti con distinta sezioni2) Descrizione sintetica dei vari punti3) Analisi produttività, vantaggi e svantaggi4) Foto impianto5) Materiali utilizzati e specifiche

0000

000010A

10A 10A

0,5 A

60 A

10 m

mq

10 m

mq

4 m

mq

4 mmq

250 W 250 W 250 W 250 W

V

A

1

3

2

4

5

5

11

12

ENEL 3 KWFTV 1 KW

UTENZE

2 X

25 A

0000 A 0000 V

10 m

mq

6 m

mq

6

5 4

7

8

9

10

60 A

0,5 A

Charge Control

Corrente Pannelli

Tensione Pannelli

Sezion.Stringhe

Fusibili Stringhe

Corrente Inverter

Tensione Accumulo

Sezion. Inverter

MagnetotermicoDifferenziale uscita Inverter

Quadro Generale

shunt

shunt

0000

0000

Fuse 2

Fuse 1

0000

0000Stringa 1 +

Stringa 2 +

Stringa 1 -

Stringa 2 -

Stringa 1

Stringa 2

A Inverter

A Regolatore di c.

CA da Inverter

Diff

Da Batterie

Utenze 220 v Dispenser

Q110 mm

4 mm

Schema Quadro Generale

Display con le condizioni di taratura e intervento

7 Charge Control

Scheda WiFi

PIC 16F876

Relè bifase 24 volt (bobina) Per interruzione di entrambe le fasiIn uscita Inverter (Contatti 220 v 10 A)

Relè ad impulso per attivazione WiFi

R2

Scheda Elettronica

Controllo stato diCarica Batterie

Da regolatore di carica

Da Inverter

A Utenza

R1 WiFi

R1 Toglie alimentazione FTV aDispenser con comando WiFi.Resta alimentato il cavo che portaal dispenser e quindi alle luci esternee il laghetto

R2 Toglie alimentazione FTV aDispenser e al cavo che lo alimenta.Il lagheto e le luci esterne, restanosenza alimentazione

Schema Charge Control

Contattori per scambioEnel o FTV

PLC Logo 6 Siemens

Presenza rete Enel

Presenza rete FTV

Accumulatori scarichi

Protezione Ingressi Enel ed FTV

8 Energy Dispenser

Sezionamento Ingressi Enel ed FTV

+

-

R1

R2

IN FTV IN ENEL OUT

FTVENEL

Amplificatore operazionale

Alim

enta

tore

24V

CC21 3 4

5 6

7 89

10

12

11

R2R1

ENEL

FOTOV

K2K1

K2 K1

R2

Alimentatore

R2

R3

R1 R3

12 V CC

WIFI

Ampli

R1 R3

Pannelli Solari da 250 W numero 4. Collegati su due stringhe con una tensione finale di 60 volt e una corrente massima di C.C. di 16 A. (SHARP)

1

11

Protezione con fusibili da 10 A per singola stringa

12

Sezionamento elettrico per singola stringa con interruttore magnetico da 10 A

2

Sistema di accumulo con 8 batterie a 12 v con una capacità di 100 Ah cadauna, pari adun quantitativo di energia immagazzinabile di 9,6 Kw (Di varie marche)

3

Regolatore di carica della potenza di 1 Kw (40 A ) Tensione alimentazione sino a 100 v c.c.uscita 24 v. Tecnologia MPPT (EP Solar)

4

Voltmetro digitale della PARSIC 300 v

5

Amperometro digitale con relativo Shunt da 100 A della PARSIC

6

Inverter ad onda pura (Ba-Power inverter pure sinewave 24/230V-1000W)

9

Interruttore magnetotermico differenziale da 25 A

7

Charge ControlScheda elettronica per il controllo di minima tensione batterie e sgancio FTV al superodella soglia minima. Il ripristino è automatico al raggiungimento della soglia tarabile,che garantisce il sistema di accumulo in grado di erogare corrente senza scendere mai aldi sotto del 50% della capacità di carica. Tutto ciò per salvaguardare la vita degli accumulatori

8

Dispenser, in grado di dosare correttamente la produzione di energia FTV all’impianto domestico, in alternativa ad ENEL, quanto la richiesta dell’utenza è compatibile con la produzione dell’impianto fotovoltaico. In caso di mancanza di ENEL l’impianto è in gradodi garantire la completa autonomia. In caso di batterie scariche il sistema commuta su ENEL Automaticamente. Nel passaggio non esiste il ritardo e quindi l’utenza non apprezzasbalzi di tensione.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 230

50

100

150

200

250

300

350

400

450

ENEL

Ora

Watt

Caratteristica consumi ENEL nelle varie ore della giornata, totale 5600 W/g circa 2100 KW/anno

Senza FTV in marcia

Ora

Watt

Caratteristica consumo misto ENEL + FTV nelle varie ore della giornata, totale 4100 W/g di ENEL circa 1500 KW/anno, e 1640 W/g da FTV 600 Kw/anno. La riduzione dei costi ENEL e del 28%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 230

50

100

150

200

250

300

350

400

450

FTVENEL

Con FTV in marcia

Disposizione Impianto

Inverter

Regolatore di carica

Sistema di Accumulo

Registratore di Dati Comunica con PC

Misura energia prodotta