Impianto Pilota Sperimentale
a celle Fotovoltaiche
con accumulo di energia
Calcolo
Esempio di calcolo del rendimento di un impianto con 4 pannelli fotovoltaici
da 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) * 100
La 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.
Indagine sulla zona oggetto dell’installazione dei pannelli e del loro orientamento
Elaborazione dati con software dedicato
Ostacoli
E
Ombreggiamenti
SUNSIM
===========
Simulazione eseguita in data 4/ 2/2015 11:44
Dati di ingresso del sito
Dati solari:
UNI 10349 - Castelbelforte Via Aldo Moro
15
Orizzonte:
2.90
Albedo medio (non pesato): 18 %
Latitudine:
45.2 gradi
Dati di ingresso del generatore fotovoltaico
Inclinazione:
30.0 gradi
Azimut:
130.0 gradi
Angolo limite:
5.0 gradi
Radiazione media giornaliera calcolata [kWh/g]
Mese
Dir.
Diff. Rifl. Totale
Gen 0.27 0.54 0.01 0.82
Feb 0.94 0.81 0.02 1.78
Mar 1.61 1.19 0.04 2.84
Apr 1.95 1.56 0.05 3.56
Mag 2.37 1.82 0.07 4.26
Giu 2.98 1.86 0.08 4.92
Lug 3.37 1.70 0.08 5.16
Ago 2.66 1.58 0.07 4.31
Set 2.19 1.30 0.05 3.54
Ott 1.22 0.93 0.03 2.18
Nov 0.28 0.61 0.01 0.90
Dic 0.02 0.47 0.01 0.50
---------------------------------------Med. 1.66 1.20 0.04 2.90
Risultato dell’elaborazione
Irraggiamento Calcolato in W/mq nelle diverse ore del giorno
ora
Gen
Feb
Mar
Apr
Mag
Giu
Lug
Ago
Set
Ott
Nov
Dic
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
2
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
3
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
4
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
5
0
0
0
0
1
5
2
0
0
0
0
0
6
0
0
0
8
29
38
29
9
0
0
0
0
7
0
0
14
46
68
75
65
48
15
0
0
0
8
3
22
54
86
106
111
101
88
60
24
3
0
9
30
58
92
122
141
144
133
125
101
66
33
21
10
58
213
408
343
521
676
659
416
523
228
66
50
11
78
317
459
573
635
727
810
721
587
404
89
71
12
225
329
468
579
639
729
811
726
596
419
238
83
13
210
307
437
543
601
683
756
675
554
389
248
106
14
100
255
371
468
524
596
652
577
465
320
95
76
15
66
171
277
364
418
475
510
442
343
210
74
58
16
40
68
162
242
293
333
345
286
195
78
45
31
17
9
34
67
108
152
177
160
113
74
38
10
3
18
0
3
27
59
81
87
77
61
30
3
0
0
19
0
0
0
19
42
50
40
19
0
0
0
0
20
0
0
0
0
7
13
7
0
0
0
0
0
21
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
22
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
23
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
24
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
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
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
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
818
Confronto tra producibilità mensile di calcolo e produzione vera
Gen
Feb
Mar
Apr
Mag
Giu
Lug
Ago
Set
Ott
Nov
Dic
W/g Coeff A Coeff B Coeff C
Kw/mese*
818
0,8
0,7
0,9
1774
0,8
0,7
0,9
2831
0,8
0,7
0,9
3554
0,8
0,7
0,9
4251
0,8
0,7
0,9
4911
0,8
0,7
0,9
5149
0,8
0,7
0,9
4299
0,8
0,7
0,9
3537
0,8
0,7
0,9
2175
0,8
0,7
0,9
900
0,8
0,7
0,9
498
0,8
0,7
0,9
Tot
Kw/mese()
13
25
44
54
66
74
80
67
53
34
14
8
8
17
49
61
69
91
77
73
62
31
9
5
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
* Calcolo previsione producibilità mensile
() Produzione effettivamente realizzata nel 2014
Schema logico distribuzione energia prodotta
e
Registrazione dati
60 v
W/mq
FV
24 v
T°
A1
220 v
Collegamenti sensori
Datalogger
Rilevatore
Stato
Accumulo
Regolatore di
carica
V1
Accumulo
A2
Inverter
R
Rilievo consumo
Dispenser
ENEL
Misura
Utenze
W/mq Sensore di luminosità :
T° Sensore di temperatura :
A1 Sensore di Corrente FV :
A2 Sensore di Corrente Inverter :
V1 Sensore di tensione Accumulo:
Per determinare la quantità di luce disponibile e indirettamente
la producibilità energetica dai pannelli fotovoltaici.
Per tenere conto del rendimento di trasformazione energetica che
dipende in gran arte dalla temperatura.
Rilievo corrente e tensione prodotte dai pannelli fotovoltaici.
Rilievo corrente e tensione assorbite da inverter .
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 indicherà
il probabile calo di rendimento dei pannelli.
Il confronto tra la potenza prodotta e inviata al regolatore di carica (Tensione pannelli e Corrente pannelli) e
la potenza assorbita dall’inverter (Corrente e tensione in alimentazione inverter), determinerà il rendimento
dell’impianto (Inverter escluso)
Impianto Pilota Fotovoltaico da 1 KW
1)
2)
3)
4)
5)
Schema impianto e collegamenti con distinta sezioni
Descrizione sintetica dei vari punti
Analisi produttività, vantaggi e svantaggi
Foto impianto
Materiali utilizzati e specifiche
250 W
250 W
250 W
250 W
2
1
10 mmq
3
4 mmq
60 A
10A
0000
V 4
0000
A
10 mmq
4 mmq
11
0,5 A
10A
12
10A
5
5
0,5 A
Charge Control
6 mmq
10 mmq
60 A
6
7
2 X 25 A
FTV 1 KW
ENEL 3 KW
9
10
0000
5
A
0000
UTENZE
V
4
8
Quadro Generale
Corrente Pannelli
Corrente Inverter
Fusibili Stringhe
Sezion.Stringhe
Sezion. Inverter
Magnetotermico
Differenziale uscita
Inverter
Tensione Accumulo
Tensione Pannelli
Schema Quadro Generale
Q1
shunt
10 mm
4 mm
Stringa 1 +
Stringa 2 +
0000
0000
0000
Stringa 2 -
A Inverter
Fuse 1
Da Batterie
Fuse 2
Stringa 1
Diff
Stringa 1 -
0000
Stringa 2
Utenze 220 v Dispenser
CA da Inverter
shunt
A Regolatore di c.
Scheda WiFi
Display con le condizioni di taratura e intervento
7
Charge Control
PIC 16F876
Relè ad impulso per attivazione WiFi
Relè bifase 24 volt (bobina) Per interruzione di entrambe le fasi
In uscita Inverter (Contatti 220 v 10 A)
Schema Charge Control
Da Inverter
Da regolatore di carica
A Utenza
R1 Toglie alimentazione FTV a
Dispenser con comando WiFi.
Resta alimentato il cavo che porta
al dispenser e quindi alle luci esterne
e il laghetto
R2 Toglie alimentazione FTV a
Dispenser e al cavo che lo alimenta.
Il lagheto e le luci esterne, restano
senza alimentazione
R2
Scheda Elettronica
Controllo stato di
Carica Batterie
R1
WiFi
Sezionamento Ingressi Enel ed FTV
Protezione Ingressi Enel ed FTV
PLC Logo 6 Siemens
Presenza rete Enel
Presenza rete FTV
Accumulatori scarichi
Contattori per scambio
Enel o FTV
8
Energy Dispenser
Amplificatore operazionale
1
5
2
4
3
ENEL
7
Alimentatore 24V CC
11
-
8
9
10
IN FTV IN ENEL OUT
R1
+
FTV
6
R2
12
FOTOV
ENEL
R1
R2
R3
12 V CC
Alimentatore
K2
K1
K2
Ampli
WIFI
R2
R1
K1
R1
R2
R3
R3
1
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)
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 ad
un 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 Control
Scheda elettronica per il controllo di minima tensione batterie e sgancio FTV al supero
della 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 al
di 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 grado
di 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 apprezza
sbalzi di tensione.
450
400
350
Watt
300
250
ENEL
200
150
100
50
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Ora
Caratteristica consumi ENEL nelle varie ore della giornata, totale 5600 W/g circa 2100 KW/anno
Senza FTV in marcia
450
400
350
Watt
300
250
FTV
ENEL
200
150
100
50
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Ora
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%
Con FTV in marcia
Disposizione Impianto
Misura energia prodotta
Registratore di Dati
Comunica con PC
Regolatore di carica
Inverter
Sistema di Accumulo