Impianto fotovoltaico
IMPIANTO FOTOVOLTAICO
AUTORE: PASQUALE NASSO
COLLABORAZIONE TECNICO-DIDATTICA:
LUCA BASTERIS, LAURA BLUA, SERGIO BRERO, PAOLO GERBALDO, FULVIO PASTORELLI, ELSA RABBIA, PIERANGELO SPERTINO, SERGIO VIGLIETTI
CONSULENZE TECNICHE:
LUCA BASTERIS, LUISA DEGIOVANNI, LUCA DI GIACOMO, DAVIDE MAZZUCCO, LEONARDO PAOLINI
SI RINGRAZIA PER LA COLLABORAZIONE:
SPRAE SOLARE s.r.l. BORGO SAN DALMAZZO (CN); SOLARIG ITALIA s.r.l. (ROMA); EDILNORD COSTRUZIONI S.R.L. MONDOVÌ (CN)
PER POTER VISIONARE AL MEGLIO LA PRESENTAZIONE, SEGUIRE QUESTI SUGGERIMENTI:
BOLLINO ROSSO IN BASSO A DESTRA: ATTENDERE, ANIMAZIONI IN CORSO
FRECCIA VERDE IN BASSO A DESTRA: SI PUÒ PASSARE ALLA DIAPOSITIVA SUCCESSIVA CON UN CLICK DEL MOUSE
BUONA VISIONE
FARE CLIC CON IL MOUSE
IL NOSTRO PIANETA È COSTANTEMENTE IRRADIATO DA UNA STRAORDINARIA FONTE
DI ENERGIA GRATUITA, PULITA E PRATICAMENTE ILLIMITATA:
L’ENERGIA SOLARE
FINO A OGGI NON ABBIAMO ANCORA SVILUPPATO UNA TECNOLOGIA
CHE CI PERMETTA DI CONSERVARE QUESTA IMMENSA ENERGIA
E DI UTILIZZARLA QUANDO CI OCCORRE
PROVIAMO PER ESEMPIO A IMMAGINARE SE IN INVERNO, PER RISCALDARE LE NOSTRE
ABITAZIONI, POTESSIMO ATTINGERE ALL’ENERGIA SOLARE
ACCUMULATA NEL PERIODO ESTIVO
CI STIAMO COMUNQUE INCAMMINANDO IN QUESTA DIREZIONE: L’USO SISTEMATICO
DELLE ENERGIE NATURALI COSIDDETTE “RINNOVABILI”:
LA FORZA DEL VENTO, DELL’ACQUA, DEL SOLE
L’EFFETTO FOTOVOLTAICO CONSISTE NELLA CONVERSIONE DIRETTA DELLA RADIAZIONE SOLARE
IN ENERGIA ELETTRICA.
TALE EFFETTO È OTTENUTO CON DISPOSITIVI CHIAMATI CELLE FOTOVOLTAICHE, CHE,
OPPORTUNAMENTE ASSEMBLATE, FORMANO IL MODULO O PANNELLO FOTOVOLTAICO
NEGLI IMPIANTI VENGONO COLLEGATI IN SERIE PIÙ MODULI FOTOVOLTAICI (LA COSIDDETTA
“STRINGA”). PIÙ STRINGHE SONO COLLEGATE IN PARALLELO E FORMANO IL GENERATORE
FOTOVOLTAICO
GLI IMPIANTI FOTOVOLTAICI SONO PRINCIPALMENTE DI TRE TIPI:
• IMPIANTI FISSI SULLE COPERTURE INDUSTRIALI O CIVILI
• GRANDI IMPIANTI FISSI A TERRA
• IMPIANTI “INSEGUITORI SOLARI”
NELLE IMMAGINI SUCCESSIVE VEDREMO LA REALIZZAZIONE DI UN SITO FOTOVOLTAICO FISSO A
TERRA DI CIRCA 40 MILA METRI QUADRI, POSTO NEL COMUNE DI BASTIA, MONDOVÌ (CN);
PARLIAMO, QUINDI, DI UN GRANDE IMPIANTO FISSO A TERRA
COMPONENTI PRINCIPALI DI
UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO
UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO, DI QUALSIASI DIMENSIONE,
È COMPOSTO DAI SEGUENTI ELEMENTI PRINCIPALI:
.
• MODULI FOTOVOLTAICI
• QUADRI DI CAMPO
• INVERTER
• QUADRO LATO ALTERNATA
• CONTATORE MISURA ENERGIA PRODOTTA
• QUADRO PARALLELO DI RETE
• CONTATORE ENERGIA SCAMBIATA SULLA RETE
SI RIPORTANO LE IMMAGINI RIASSUNTIVE PER CIASCUNO DI QUESTI COMPONENTI
MODULO FOTOVOLTAICO
IN SILICIO MONOCRISTALLINO
IL MODULO FOTOVOLTAICO
È L'ELEMENTO PRINCIPALE
DELL'IMPIANTO FOTOVOLTAICO;
È QUELLO CHE PERMETTE
DI TRASFORMARE LA RADIAZIONE
SOLARE DIRETTAMENTE IN
ENERGIA ELETTRICA CONTINUA
LE PRINCIPALI TIPOLOGIE SONO TRE:
• MODULI MONOCRISTALLINI
• MODULI POLICRISTALLINI
• MODULI CON SILICIO AMORFO
MODULO FOTOVOLTAICO
MONOCRISTALLINO
5
mm 1250
mm 565
4
mm 34
3
2
CARATTERISTICHE ELETTRICHE DI UN MODULO
CORRENTE DI CORTO CIRCUITO: Isc 5,40 Amps
TENSIONE A VUOTO: Voc 20,9 Volt
1
TENSIONE
AL PUNTO DI MASSIMA POTENZA: Vm 17,0 Volt
CORRENTE
AL PUNTO DI MASSIMA POTENZA: Im 4,70 Amps
1
2;4
TEMPERATURA NOMINALE DI FUNZIONAMENTO
DI UNA CELLA: NOCT 43 °C
TOLLERANZA VALORI: +/- 10%
3
6
5
6
TEDLAR: MATERIALE CON CUI È REALIZZATO
IL FONDO DEL MODULO FOTOVOLTAICO
STRATI DI EVA: MATERIALE TRASPARENTE
PER FISSARE IL TUTTO
CELLE CONTENENTI SILICIO
VETRO TEMPERATO PER PROTEZIONE DAGLI AGENTI ATMOSFERICI
CONNESSIONI ELETTRICHE
QUADRO DI CAMPO
LATO CORRENTE CONTINUA
SEZIONATORE
FUSIBILI
SCARICATORI DI
TENSIONE
DIODI
ALL'INTERNO DEL QUADRO DI CAMPO SI COLLEGANO IN PARALLELO
LE SERIE DI MODULI FOTOVOLTAICI (STRINGHE),
SI COLLOCANO LA PROTEZIONE DALLE SCARICHE ATMOSFERICHE
E LE ALTRE PROTEZIONI ELETTRICHE (SOVRACORRENTE ECC.),
NONCHÉ IL SISTEMA DI MONITORAGGIO
SUL FUNZIONAMENTO COMPLESSIVO
L'INVERTER PERMETTE DI TRASFORMARE L'ENERGIA ELETTRICA A CORRENTE
CONTINUA PRODOTTA DAI MODULI FOTOVOLTAICI IN CORRENTE ALTERNATA
COMPATIBILE CON LA RETE DI DISTRIBUZIONE DELL'ENERGIA ELETTRICA.
L'INVERTER CONTIENE I DISPOSITIVI CHE CONSENTONO DI MONITORARE
IL FUNZIONAMENTO DELL'IMPIANTO, MEMORIZZARE I DATI DI
FUNZIONAMENTO ED EFFETTUARE IL COLLEGAMENTO IN PARALLELO CON LA RETE.
UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO NON PUÒ FUNZIONARE IN “ISOLA”, CIOÈ SEPARATO
DALL’ALIMENTAZIONE ELETTRICA ESTERNA.
IN ASSENZA DI TENSIONE L'INVERTER “SGANCIA”, CIOÈ SCOLLEGA TUTTO L’IMPIANTO
INVERTER DI TIPO MONOFASE
(PER PICCOLI IMPIANTI DOMESTICI)
CONTATORE DI MISURA
DELL'ENERGIA PRODOTTA.
TALE CONTATORE CONTABILIZZA
TUTTA L'ENERGIA PRODOTTA: SU QUESTO VALORE
SARÀ PAGATO L'INCENTIVO DELLO STATO
QUADRO DI PARALLELO CON LA RETE
CONTATORE DI SCAMBIO DELL'ENERGIA
QUESTO CONTATORE È QUELLO GIÀ
PRESENTE NELL'IMPIANTO DEL CLIENTE,
MA IN QUESTO CASO È PROGRAMMATO
PER ESSERE BI-DIREZIONALE E MISURARE
SIA L'ENERGIA PRELEVATA
SIA QUELLA IMMESSA IN RETE.
TALE LETTURA PERMETTERÀ DI PAGARE
LA BOLLETTA PER L’ENEGIA PRELEVATA
E RICEVERE IL RIMBORSO PER L’ENERGIA
IMMESSA IN RETE
IMPIANTI FOTOVOLTAICI
FISSI SU COPERTURA CIVILE
IN BASE AL “CONTO ENERGIA”
(LEGGE CHE REGOLAMENTA GLI INCENTIVI STATALI PER GLI IMPIANTI FOTOVOLTAICI),
GLI IMPIANTI FOTOVOLTAICI SULLE COPERTURE SI SUDDIVIDONO IN TRE TIPI:
1) IMPIANTI TOTALMENTE INTEGRATI
2) IMPIANTI PARZIALMENTE INTEGRATI
3) IMPIANTI NON INTEGRATI
SI RIPORTANO, PER CIASCUNA TIPOLOGIA DI IMPIANTO, DEGLI ESEMPI REALI
DI PICCOLI IMPIANTI DOMESTICI O INDUSTRIALI
IMPIANTO FOTOVOLTAICO SU TETTO
“TOTALMENTE INTEGRATO”
PER USO PRIVATO
TIPOLOGIA “TOTALMENTE INTEGRATO”:
I MODULI IN QUESTO CASO
SOSTITUISCONO LE TEGOLE
DIVENTANDO COSÌ
PARTE INTEGRANTE DEL MANTO DI COPERTURA
IMPIANTO FOTOVOLTAICO SU TETTO
“TOTALMENTE INTEGRATO”
PER USO PRIVATO
FINTI MODULI
IN VETRO
TIPOLOGIA “TOTALMENTE INTEGRATO”:
I MODULI SOSTITUISCONO L’INTERA FALDA.
PER ELEMENTI DI RACCORDO
SONO STATI REALIZZATI FINTI MODULI IN VETRO
IMPIANTO FOTOVOLTAICO SU TETTO
“PARZIALMENTE INTEGRATO”
PER USO PRIVATO
I MODULI FOTOVOLTAICI NON SONO PARTE
INTEGRANTE DELLA COPERTURA, MA, COME SI PUÒ
NOTARE, SONO POGGIATI SUL MANTO DI TEGOLE
IMPIANTO
SOLARE TERMICO
POGGIATI SUL MANTO
E PARALLELI ALLA SUPERFICIE:
“PARZIALMENTE INTEGRATO”
IMPIANTO FOTOVOLTAICO
“NON INTEGRATO”
PER USO PRIVATO
I MODULI FOTOVOLTAICI POGGIANO SULLA COPERTURA
TRAMITE UNA STRUTTURA METALLICA
DI SOSTEGNO A CAVALLETTO
IMPIANTI FOTOVOLTAICI
AD INSEGUITORE SOLARE
IN QUESTI IMPIANTI I MODULI FOTOVOLTAICI SONO MONTATI SU STRUTTURE IN GRADO DI
SEGUIRE L’IRRAGGIAMENTO SOLARE DURANTE LE ORE DELLA GIORNATA, PER MANTENERE LA
SUPERFICIE DEL MODULO IL PIÙ POSSIBILE PERPENDICOLARE AI RAGGI DEL SOLE
IN BASE ALLE TIPOLOGIE DI MOVIMENTO GLI INSEGUITORI SI SUDDIVIDONO IN:
• I. MONOASSIALI (SEGUONO IL SOLE NEL SUO MOVIMENTO GIORNALIERO EST-OVEST)
• I. BIASSIALI (SEGUONO IL SOLE ANCHE NEL SUO MOVIMENTO VERTICALE RISPETTO
ALL’ORIZZONTE)
IN BASE ALLA STRUTTURA DI INSEGUIMENTO SI SUDDIVIDONO IN:
• I. SU PALO
• I. LINEARI
IN BASE ALLE MODALITÀ DI INSEGUIMENTO SI SUDDIVIDONO IN:
• I. ASTRONOMICI (SEGUONO IL SOLE IN RELAZIONE ALLE EQUAZIONI ASTRONOMICHE DI
POSIZIONE)
• I. A SENSORE (SEGUONO IL SOLE RILEVANDO LA SUA EFFETTIVA PRESENZA NEL CIELO)
• I. PASSIVI (IL CALORE DEL SOLE MUOVE NATURALMENTE L'INSEGUITORE E POSIZIONA IL
MODULO NELLA POSIZIONE DI MASSIMA RICETTIVITÀ)
SI RIPORTA UN ESEMPIO DI INSEGUITORE BIASSIALE, LINEARE, DI TIPO ASTRONOMICO
PER APPLICAZIONI SU CAPANNONI INDUSTRIALI
IMPIANTO FOTOVOLTAICO
CON
“MODULI INSEGUITORI”
I MODULI SONO DOTATI DI UN MECCANISMO CHE
CONSENTE DI SEGUIRE I MOVIMENTI DEL SOLE.
CON QUESTO SISTEMA I MODULI
SI ORIENTANO TUTTI SINCRONICAMENTE
PER POTER RICEVERE LA MASSIMA
IRRADIAZIONE SOLARE
UN GRANDE IMPIANTO
FOTOVOLTAICO FISSO A TERRA
SI ILLUSTRA LA REALIZZAZIONE DI UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO FISSO A TERRA
DI CIRCA 40 MILA METRI QUADRI, DELLA POTENZA DI CIRCA 15.000 kWpicco OVVERO 15 MWpicco
POSIZIONE
SCARSAMENTE
VISIBILE
TERRENO INCOLTO
PER L’INSTALLAZIONE DI UN SITO FOTOVOLTAICO DI GRANDI
DIMENSIONI, COME IN QUESTO CASO, È IMPORTANTE INDIVIDUARE
UN TERRENO MARGINALE, CIOÈ INCOLTO, IN MODO TALE DA
NON SOTTRARRE TERRENO FERTILE UTILE PER L’AGRICOLTURA
FASE DI DISBOSCAMENTO
DEL TERRENO
PRESENZA DI UNA LINEA MT DI “ENEL DISTRIBUZIONE”:
È FONDAMENTALE, PER GRANDI IMPIANTI,
LA VICINANZA DI UNA RETE
PER IL TRASPORTO DELL’ENERGIA PRODOTTA
FASI DI SPIANAMENTO
E PULIZIA DEL TERRENO
CON USO DI MACCHINE
OPERATRICI PESANTI
VISTA DEL TERRENO SPIANATO,
PRONTO A RICEVERE LE OPERE
DI PREDISPOSIZIONE AL
MONTAGGIO DELL’IMPIANTO
REALIZZAZIONE
DEI CAVIDOTTI
POZZETTO DI ISPEZIONE
IN CEMENTO VIBRATO
PREFABBRICATO
STESA DEI TUBI
CORRUGATI
PER IL PASSAGGIO
DEI CAVI ELETTRICI
SU SOTTOFONDO DI SABBIA
E COPERTURA DI MAGRONE
ELEMENTI DI ACCIAIO
ZINCATO CON SEZIONE A Ω
PER LA FORMAZIONE DEI
SOSTEGNI METALLICI
PER LE STRUTTURE DI
ANCORAGGIO DEI
MODULI FOTOVOLTAICI
POSA DEI PALI METALLICI
MEDIANTE BATTITURA
CON APPOSITA MACCHINA
(BATTIPALO)
SOSTEGNI METALLICI
INFISSI NEL TERRENO
CON ALLINEAMENTO
PARALLELO
FILI PER ALLINEAMENTO
DEI PALI DI SOSTEGNO
PALI IN LEGNO
PER RECINZIONE
DEL SITO
PALI DI SOSTEGNO
INFISSI NEL TERRENO
SCAVO
PER ATTRAVERSAMENTO
CAVIDOTTI
COMPLETAMENTO
RECINZIONE
CON RETE METALLICA
AVANZAMENTO DEI LAVORI
CON IL MONTAGGIO DELLE
STRUTTURE DI SOSTEGNO
IN ALLUMINIO
STRUTTURA DI SOSTEGNO
INCLINATA IN PROFILO
DI ALLUMINIO
ELEMENTI DI COLLEGAMENTO
LONGITUDINALE
ORIZZONTALI
PANORAMICA
DEL CANTIERE
MODULI FOTOVOLTAICI
IMBALLATI E DISTRIBUITI
IN TUTTA L’AREA DI CANTIERE,
PRONTI PER LA POSA IN OPERA
POSA DEI MODULI
FOTOVOLTAICI
SULLE STRUTTURE
SPECIALISTICHE
DI SOSTEGNO
MODULI FOTOVOLTAICI
POSATI A TERRA,
PRONTI PER LA POSA IN OPERA
PARTICOLARE DI UN
MODULO FOTOVOLTAICO
IN SILICIO MONOCRISTALLINO
DA 175 Wpicco
POSA IN OPERA DEI
MODULI FOTOVOLTAICI
VISTA ANTERIORE
DI UNA “STRINGA”
COMPLETAMENTE
MONTATA
VISTA POSTERIORE
DELLA STRUTTURA
DI SOSTEGNO DEI MODULI
FOTOVOLTAICI:
SI NOTANO
I DISPOSITIVI
PER I COLLEGAMENTI
ELETTRICI
SCATOLE DI CONNESSIONE
IN PARALLELO
SCATOLA DI GIUNZIONE
DEI SINGOLI MODULI
CON RELATIVI
CONNETTORI
CONNETTORI
INVERTER
QUADRO DI CAMPO
LATO CORRENTE CONTINUA
INVERTER DA 20 kW NOMINALI PER LA TRASFORMAZIONE
DELL’ENERGIA ELETTRICA DA CC AD AC.
L’INVERTER PERMETTE IN OGNI ISTANTE DI IMMETTERE TUTTA
LA POTENZA DISPONIBILE DEL CAMPO PV, LA TRASFORMA DA
CORRENTE CONTINUA IN ALTERNATA E LA SINCRONIZZA CON LA RETE
EFFETTUANDO IL DISINSERIMENTO AUTOMATICO IN CASO DI
MANCANZA DI RETE
QUADRO DI CAMPO PER IL PARALLELO DI MONITORAGGIO E
LA PROTEZIONE STRINGHE LATO CORRENTE CONTINUA.
(“PARALLELO” = COLLEGARE LE FILE DI MODULI INSIEME)
CAVI PER I COLLEGAMENTI
ELETTRICI DAGLI INVERTER
ALLA CABINA
DI TRASFORMAZIONE
MODULI FOTOVOLTAICI
COLLEGATI IN SERIE
POZZETTO DI ISPEZIONE
CAVI ELETTRICI
TRALICCIO MEDIA TENSIONE “ENEL” 15 kW
LA PRODUZIONE DELL’IMPIANTO
FOTOVOLTAICO TRAMITE LA LINEA ENEL
SARÀ IMMESSA NELLA RETE ELETTRICA NAZIONALE
TELECAMERA DI SORVEGLIANZA
PER IL CONTROLLO DEL CAMPO
FOTOVOLTAICO
EDIFICIO DI CONVOGLIAMENTO E
TRASFORMAZIONE
LOCALE UTENTE
QUADRO LOCALE
UTENTE
INVIO ENERGIA ALLA RETE
DI DISTRIBUZIONE
ARRIVO ENERGIA
DAL CAMPO
LOCALE
DI MISURA
LOCALE ENEL
CABINA DI
TRASFORMAZIONE
CAVI ELETTRICI
DI ARRIVO ALLA CABINA
DI TRASFORMAZIONE LOCALE UTENTE
QUADRO PARALLELO INVERTER
ALL’INTERNO DELLA CABINA DI
TRASFORMAZIONE LOCALE UTENTE
ARRIVO IN CANTIERE DEL
TRASFORMATORE IN RESINA
DA 1600 kVA
(kVA = KILOVOLTAMPERE):
TRASFORMA LA TENSIONE DA
400 A 15.000 V
COLLOCAZIONE FINALE
DEL TRASFORMATORI
ALL’INTERNO DELLA CABINA
DI TRASFORMAZIONE
LOCALE UTENTE
TRASFORMATORE CON RETE DI PROTEZIONE
CON I CAVI DI COLLEGAMENTO
CELLA MT DI PARALLELO CON
RETE DI DISTRIBUZIONE ENEL
POSIZIONATA ALL’INTERNO DEL LOCALE
L’ IMPIANTO FOTOVOLTAICO PRESO IN ESAME, DA 15.000 kWpicco, PERMETTERÀ UNA PRODUZIONE
DI OLTRE 1.800.000 kW/ANNO, EQUIVALENTE AL FABBISOGNO DOMESTICO
DI CIRCA 500 ABITAZIONI, PER UN TOTALE DI 45.000.000 kWh
NEI 25 ANNI DI VITA DELL’IMPIANTO
TALE PRODUZIONE DA FONTI RINNOVABILI PERMETTERÀ DI EVITARE L’IMMISSIONE IN ATMOSFERA DI OLTRE
3.000 TONNELLATE DI CO2 ALL’ANNO DOVUTE AD ANALOGA PRODUZIONE DA COMBUSTIBILI FOSSILI,
OLTRE A MOLTE ALTRE SOSTANZE INQUINANTI TIPICHE DELLE CENTRALI TERMOELETTRICHE
FINE
PRESENTAZIONE