Comuni di Pisa – Cascina Pontedera - Volterra
Provincia di Pisa
Con la collaborazione di: Enel SpA – Belvedere SpA – Scuola Superiore S.Anna – UNIPI – Gerresheimer Spa
___________________________________________________________________________________________________ INIZIATIVA “I GIOVANI, L’ACQUA E L’ENERGIA” - ANNATA 2009-2010 – COMPLESSO POLIFUNZIONALE “A. MACCARRONE” – PISA, 19-04-2010 -
I Pannelli Solari del “Matteotti”
Classe: 3^ OGA BIPSSAR G. Matteotti
di Pisa
CHE COS’ E’ L’ENERGIA?
• L'energia è la proprietà fondamentale della materia che si esprime ogni volta che una forza "entra in azione", o , come si dice in termini fisici, ogni volta che si compie un lavoro;
• Energia = capacita di un corpo di compiere un lavoro
Importanza dell’energia
Senza energia non è possibile nessuna attività.
L’energia = aria come la vita non è possibile senza
l’aria e non se ne riconosce il valore così è per l’energia
LE FONTI DI ENERGIA
Fonti energetiche fossili
• Carbone • Petrolio • Gas naturali
Fonti energetiche non fossili• Energia nucleare • Idroelettrica • Geotermica • Solare• Eolica• Legna, sterco, scarti agricoli • Biogas • Maree, onde
• Gradienti termici marini
LE VARIE FORME DI ENERGIA
• MECCANICA• ELETTRICA• CHIMICA• TERMICA• IDRAULICA• MAGNETICA• LUMINOSA Tutte le forme di
energia sono derivate dal sole: il vento, l’acqua, le piante ….
IL PROBLEMA ENERGETICO
• Limitatezza delle fonti energetiche fossili
• Importanza delle fonti energetiche alternative
• Inquinamento da fonti energetiche
• Uso razionale dell’energia
Conservazione dell’ Energia
• L’ energia di un “Sistema Chiuso” si conserva, non si può creare o
distruggere, ma solo trasformarla.
• Ogni trasformazione energetica avviene in perdita Termica.
Il sole
Dal sole deriv
ano
tutte
le
fonti energ
etiche
È una stellaPer produce radiazione
termiche e luminose
Fusione nucleare
Radiazione solare
Percorso solare a Pisa San Giusto
Principali usi dell’energia solare:
• Pannello solare termico
• Pannello solare a concentrazione
• Motore solare
• Panello fotovoltaico
Pannello solare termico
• utilizza la radiazione solare per scaldare un liquido con speciali caratteristiche, contenuto nel suo interno, che cede calore, tramite uno scambiatore di calore, all'acqua contenuta in un serbatoio di accumulo
CENTRALI SOLARI
• Utilizza una serie di specchi parabolici a struttura lineare per concentrare i raggi solari su un tubo ricevitore in cui scorre un fluido termovettore o una serie di specchi piani che concentrano i raggi all'estremità di una torre in cui è posta una caldaia riempita di sali che per il calore fondono
MOTORE SOLARE
È simile al pannello solare, si raccoglie il calore con degli specchi che viene ceduto a gas come il butano o il freon. Questi gas vaporizzano a temperature non molto elevate. I fluidi mettono in moto una turbina che produce energia elettrica.
Panello fotovoltaico
• La scoperta dell’effetto fotovoltaico è stata fata da Edmond Becquerel (1820-1891).
• Becquerel stava effettuando esperienze con una cella elettronica in cui erano immersi due elettrodi di platino, quando scoprì che l’intensità della corrente aumentava se si esponeva la cella alla luce del sole.
Conversione fotovoltaica
• La conversione diretta dell’energia solare in energia elettrica, realizzata con la cella fotovoltaica utilizza il fenomeno fisico dell’interazione della radiazione luminosa con gli elettroni di valenza nei materiali semiconduttori, denominato effetto fotovoltaico.
• Fino a oggi il materiale maggiormente utilizzato nella costruzione delle celle fotovoltaiche è stato il silicio cristallino.
• Le celle in silicio se colpite dalla luce rilasciano elettroni.
Campo fotovoltaico
STORIA• 2001: iniziativa dell’Assessorato all’Ambiente e
all’Energia della Provincia di Pisa
• Appalto nel dicembre 2001• Potenze fra 1kWp e 20kWp • Obbligo di connessione alla rete • Inizio lavori: giugno 2002• Fine lavori: agosto 2002• Costo euro 155.100,00• Costo unitario euro / kwp 7.750,00• Contributo ministeriale 105.750,00• Quota provincia 49.350,00
Istallazione su copertura piana
mediante strutture in acciaio appoggiate
Collegamento alla rete Enel (scambio sul posto)
240 moduli, potenza nom, unitaria 85Wp, potenza nominale
complessiva 20,4kWp, 151 mq di superficie netta, 350 mq di
superficie occupata
Produzione energica attesa: 20.000 kWh/anno
Produzione energetica registrata 24,593
kWh/anno
Campo fotovoltaico
• Campo fotovoltaico: composto da n.2 stringhe in parallelo
N. moduli 40─Potenza 3400Wp─Tensione max 360V─Corrente max 9.44°─Superficie 24.8mq L’intero generatore conta 6 campi FV
Generatore Generatore fotovoltaicofotovoltaico ModuloModulo- Potenza 85Wp- Potenza 85Wp- Tensione Max 18V- Tensione Max 18V- Corrente Max 4.72°- Corrente Max 4.72°- Superficie 0.62mq- Superficie 0.62mq Stringa (moduli in serie)Stringa (moduli in serie)- N. moduli 20- N. moduli 20- Potenza 1700Wp- Potenza 1700Wp- Tensione Max 360V- Tensione Max 360V
Ad ogni quadro sono connessi 3 campi
Componenti:
6 sezionatori di stringa
3 interruttori di inverter
scaricatori per sovratensioni atmosferiche
Dimensionamento strutturale
• Struttura in acciaio zincato• Zavorre in collegamento
cementizio• Zavorra anteriore 150Kg• Zavorra posteriore 300Kg
Costi a confrontoMWH:
Ore di utilizzo all’anno degli impianti
Costo senza Co2
(euro x MWh)
Costo della Co2
(euro x MWh)
Costo totale
(euro x MWh)
Eolico 1.800- 2.100 66- 101 0 66- 101
Fotovoltaico 1.000- 1.400 255- 607 0 255-607
Solare termodinamico 2.000- 2.700 193-362 0 193- 362
Gas ciclo combinato 4.500- 6.500 52- 133 9- 18 61- 151
Carbone 5.000- 7.500 38- 83 19- 38 57- 121
nucleare 7.600- 8.000 44- 67 0 44- 67
Vantaggi
• Estrema semplicità impiantistica• Emissioni (quasi) 0 durante l’esercizio• Costi di gestione e manutenzione ridotti
Svantaggi
• Rendimenti ridotti• Costi di realizzazione
• Consumo di suolo rilevante• Energia solare intermittente,
variabile
Futuro
Reti intelligenti per sfruttare vento e sole
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