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IMPIANTI FOTOVOLTAICI
ESERCITAZIONE
APPROFONDIMENTO
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STIMA RADIAZIONE SOLARE
I Valori di Radiazione si possono ottenere:
• Approssimati (tabelle, abachi)
• Stima dell’energia su piano orizzontale in base alla Latitudine del sito secondo i datiriportati nella normativa UNI 10349 (UNI 8477)
• In base a dati storici (misure reali)
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Radiazione solare
ENERGIA MEDIA GIORNALIERA
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La quantità di energia solare incidente in un piano dipende:
• A) dall’inclinazione del piano (Tilt).
• B) dall’orientamento (Azimut).
Radiazione solare
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Particolare di Cella in Silicio Policristallino
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SCHEMA IMPIANTO DI ANALISI (1000 W/mq)
A = Amperometro
V = Voltmetro
R = Carico elettrico o resistenza
+
R infinita
A
RV
Cella
Fotovoltaica
-
COSTRUZIONE CURVA VI
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Isc
Intensità diCorrente a
circuito chiuso
Voc
Tensione a circuito aperto
AV
Cella
Fotovoltaica
+
-
AV
Cella
Fotovoltaica
+
-
COSTRUZIONE CURVA VI
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ocsc
pp
VIVI
F⋅⋅
=
Fill Factor Potenza di Picco
Pp = Ip X Vp
FATTORI DISCRIMINANTI DI PRESTAZIONE
VocVp
IscIp
CURVA VI
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CURVA VI E POTENZA DI PICCO
P = V X I
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CURVA VI: CELLE IN PARALLELO
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CURVA VI: CELLE IN SERIE
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Variazione della Curva Volt-Amperometrica con la temperatura
CURVA VI: TEMPERATURA
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Variazione della Curva Volt-Amperometrica con la radiazione solare
CURVA VI: RADIAZIONE INCIDENTE
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Perchè si testano i pannelli con 1000 W/mq?
1000 W/1000 W/mqmq : Pp (W) = : Pp (W) = EinEin (kWh/(kWh/mqmq a): a): EpEp (kWh/ a)(kWh/ a)
Pp = Potenza di piccoEin = Energia solare incidente (all’anno)Ep = Energia elettrica prodotta (all’anno)
• Ep = Pp(W) X Ein (kWh/mq a) /1000 W/mq
• Ep (Wh) = Pp X Ein
Quanta energia elettrica mi produce un pannello da 100 Wp in un anno?• Ep (Wh) = 100 W X 1300 kWh/mq a = 130.000 Wh/anno (130 kWh/anno)
N.B. 1 kWp produce un quantitativo di energia elettrica pari a quellacaptata durante il medesimo periodo di tempo.
•Ep = 1000 W X 1300 kWh/mq a/1000 W = 1300.000 Wh/a=1300 kWh/anno
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Il modulo
Strato Ricoprente in EVA Vinil-Acetato di Etilene
•Evitare contatto diretto vetro-cella
•Isolare elettricamente
•Evitare che si formino interstizi di aria tra cella e vetro
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Il modulo
+ - + -+
-
+-
Collegamento in Serie
Collegamento in Parallelo
Tensione Totale = Somma delle tensioni di ciascun modulo
Corrente totale = Corrente di un Modulo
Tensione Totale = Tensione di un Modulo
Corrente Totale = Somma delle correnti di ciascun modulo
DEFINIZIONE
STRINGA di N. modul
Sono N moduli in serie
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Collegamento Moduli
Modulo XY
Pp = 100 W
Voc = 40 Volt
Isc = 8 A
Vp = 30 Volt
Ip = 7 A
6 moduli = 600W
Configurazione 2 stringhe da 3 moduli
Totale Voc = 40 Volt x 3 =120 Volt
Totale Isc = 8 A x 2 = 16 A
Totale Vp = 30 Volt x 3 = 90 Volt
Totale Ip = 7 A x 2 = 14 A
6 Moduli = 600W
Configurazione 3 stringhe da 2 moduli
Totale Voc = 40 Volt x 2 = 80 Volt
Totale Isc = 8 A x 3 = 24 A
Totale Vp = 30 Volt x 2 = 60 Volt
Totale Ip = 7 A x 3 = 21 A
6 Moduli = 600W
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Esempio Impianto (base)
• NOTA ESPOSIZIONE PANNELLI (azimut e Tilt) (sud -30°)• NOTA LA RADIAZIONE SOLARE INCIDENTE UTILE (es Ein= 1300 KWh/mq all’anno) • NOTO IL CONSUMO ANNUALE DI ENERGIA ELETTRICA (EC = 2600 Kwh/ anno)• IPOTESI CHE QUANTO SI VOGLIA PRODURRE QUANTO SI CONSUMA DURANTE
L’ANNO ( EC=Ep)
• Potenza (W) = 2600 kwh/anno (Ep=EC) x 1000 W/mq / 1300 kWh/mq anno(Ein)
Potenza (W) =2000 W = 2 kWp
Nel caso in cui ho moduli da 100 W dovrò comprare 20 moduli
RicordiamoRicordiamo cheche::1000 W/1000 W/mqmq : Pp (W) = : Pp (W) = EinEin (kWh/(kWh/mqmq a): a): EpEp (kWh/ a)(kWh/ a)
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MOULI FOTOVOLTAICI
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• Generatore Fotovoltaico
• Inverter
• Quadro
Impianto Fotovoltaico
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Pulse Width Modulation
Corrente generata in continuo All’utenza Corrente Alternata (50Hz)
INVERTER
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Compatibilità con il generatore fotovoltaico:
1. Voc max stringa (T min) < Vin max inverter2. Vp (max pot.) min stringa (T max) > Vin min inverter3. P nom inv (95%) < P nom campo FV < P nom inverter (115%)
4. Corrente del campo < Corrente Max inverter
Es. di 10 moduli in serie:Voc 22,5 x10 = 225 V; Vp 17,8 x10 = 178 V;
Inverter 100-300 V
INVERTER
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CAMPO FOTOVOLTAICO
Schema Unifilare
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Il quadro di campoIl quadro di campo accoglierà i cavi provenienti dalle stringhe, i sezionatori di stringa, i diodi di blocco, i dispositivi di protezione dalle sovratensioni , ed il sezionatore generale secondo lo schema in figura .
•L’entrata e l’uscita dei cavi del quadro di campo deve essere effettuata con gommini pressacavoin modo tale che venga garantito il grado di protezione del quadro che comunque non deve essere inferiore a IP65.Deve essere predisposto un cavo per la protezione contro le scariche atmosferiche collegato alla locale terra disposta conanalogo_scopo.Il quadro ha disposto su un livello tre sezionatori di manovra (sezionatori a fusibile), due che aprono in ingresso la tensione dal campo fotovoltaico ed uno che apre l’uscita dal campo fotovoltaico all’inverter.L’accesso alla parte interna del quadro deve essere effettuata solo da personale qualificato ai sensi del lavoro sotto tensione. Il sezionamento delle stringhe può avvenire solo ad impianto spento e con sezionatore verso inverter aperto
CAMPO FOTOVOLTAICO
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All’uscita dell’inverter si ha corrente alternata
•Monofase 230 V – Connessione BT con P max 6kVA (no connessione a MT)
•Trifase 400 V – Connessione Pmax illimitata
•Se potenza impianto FV < 50 kW connessione in BT (ENEL DK 5940)
•Se potenza impianto FV > 75 kW connessione in MT
DISPOSITIVO DI INTERFACCIA
•Solitamente interno all’inverter;
•Se sono presenti più inverter, la norma CEI 11-20,V1 consente di raggiungere un numero massimo di 3 inverter in parallelo per impianti di potenza inferiori a 20kW senza richiesta di istallazione di un sistema di interfaccia esterno e comune a tutti gli inverter.
CONNESSIONE ALLA RETE
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RENDIMENTO DELL’IMPIANTO- BOS
La corrente continua prodotta da un generatore fotovoltaico e’ maggioredei quella immessa nella rete o consumata in quanto vi sono diverse perdite
Da 1 kW si otterrà una corrente all’utenza pari BOS x Ein (kWh/mq)
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Aspetto Ambientale