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Ambiente Energia. NEA KHORA S.r.l. Risorse Territorio. Con il Patrocinio di Confindustria Lucca. Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici “. Beneixama (Provincia di Alicante) Spagna Parco FV da 20 MW con 100.000 moduli in Si policristallino. 11.

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  1. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Beneixama (Provincia di Alicante) Spagna Parco FV da 20 MW con 100.000 moduli in Si policristallino 11

  2. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Elementi fondamentali per procedere ad un progetto di generazione di energia elettrica tramite captazione solare e conversione PV 1) Definizione del grado di irraggiamento del sito di installazione ed orientamento azimutale del generatore PV nell’area destinata alla captazione 2) Esempi di grandi impianti in esercizio con una variabilità di tecnologie fotovoltaiche 3) Definizione del livello di integrazione dei moduli negli edifici o fabbricati industriali 4) Elementi di progetto: Conoscenza dei dispositivi commerciali esistenti e loro caratteristiche 5) Elementi di progetto : Fattori di qualità e di garanzia nella performance e nel tempo 6) Elementi di progetto : Fattori di riduzione della performance 7) Il progetto di un generatore FV che ottemperi ai requisiti richiesti dall’utenza 8) La connessione alla Rete e la misura dell’energia prodotta 9) Le norme autorizzative nella Regione Toscana. 10) Le applicazioni del FV in Toscana secondo la statistica del Gsel 11) Il Piano Finanziario con gli incentivi previsti dalla legge 12) Richiesta di offerta ai fornitori sulla base de criteri prescelti, valutazione proposte e allineamento. Scelta del Fornitore e contratto con definizione e stipula dei valori garantiti. 2

  3. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Traiettorie solari ed irraggiamento del pianeta L’ascissa parte da Nord (0°) , ruota verso Est (90) passa per il Sud (180°) ed infine Ovest (270°) prima di tornare a Nord (360°). La curva più alta corrisponde alla traiettoria al solstizio d’estate , quella intermedia agli equinozi e quella inferiore alla traiettoria relativa al solstizio d’inverno. I segmenti al lati delle traiettorie delimitano i coni d’ombra conseguenti all’inclinazione delle superfici La rotazione del pianeta Terra nel suo moto intorno al Sole, giace sull’Eclittica, intersezione del piano orbitale rispetto all’astro. Essendo l’asse di rotazione terrestre inclinato, si definisce Declinazione l’angolo tra il piano equatoriale e l’Eclittica. La declinazione non è costante ma varia in corso d’anno dando luogo alle diverse stagioni. Sull’equatore la declinazione vale 23,5° al “Solstizio d’estate”, si annulla negli “Equinozi di primavera ed autunno e si inverte a -23,5 al “Solstizio di inverno”. La potenza media della radiazione extra atmosferica pari a 1.367 W/ m2. in condizioni di AM 0 Air Mass) è definita ”Costante Solare” 21 giugno 21 marzo – 21 settembre 21 dicembre 3

  4. Componente diretta Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ La radiazione incidente in un determinato sito -radiazione diretta la componente ortogonale al suolo (diminuisce con la latitudine) è massima al solstizio d’estate ma molto ridotta agli equinozi e nel solstizio d’inverno l’inclinazione dei captatori migliora il bilancio complessivo d’anno -radiazione diffusa effetto di rifrazione/diffusione dovuto all’atmosfera circostante consente una captazione anche con cielo nuvoloso contribuisce con il 20-25% alla radiazione captabile -albedo è la frazione riflessa sui captatori dal suolo circostante (masse d’acqua, neve, alberi) o da ostacoli prossimi (colline, edifici ecc.) N S Equatore Eclittica agli Equinozi Declinazione zero ed inversione (La Terra offre l’asse in proiezione ortogonale) con i Poli equidistanti dal Sole). I siti dell’emisfero Nord e quelli dell’emisfero Sud a medesima latitudine hanno lo stesso livello di irraggiamento. Alle latitudini maggiori, allontanandosi dall’equatore, la radiazione subisce un maggiore decadimento sia per la riduzione della componente ortogonale, sia per il maggior spessore dello strato di aria attraversato (AIR MASS). 4

  5. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Altri parametri e fattori condizionanti la resa degli impianti solari -latitudine angolo espresso in gradi tra la normale al suolo ed il piano equatoriale (a maggior latitudine si riduce la componente diretta, il sole è più basso sull’orizzonte, Air Mass in aumento, maggiore scostamento tra lunghezza dei giorni più lunghi e più corti dell’anno. -angolo azimutaleorientamento che una superficie inclinata rispetto al suolo forma con il meridiano passante per il sito -ombreggiamento corrisponde alla messa in ombra del sito di installazione da manufatti, colline, montagne ecc. -fattori climatici la variabilità atmosferica, pioggia, neve, vento, pulviscolo e sabbia del deserto, condiziona il rendimento dell’impianto e prevede idonea manutenzione 5

  6. Irraggiamento kW/mq Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Andamento della radiazione su base giornaliera Fig.1 Andamento medio della potenza di irraggiamento nel corso del giorno su superficie orizzontale. L’area sottesa da ciascun rettangolo rappresenta il relativo contributo di energia ceduta in kWh/h/mq. I database disponibili La radiazione solare è costante nello spazio, ma è influenzata da fattori climatici ed episodici non ripetitivi. L’andamento della radiazione giornaliera dovrebbe quindi essere condotto con rilevazioni quotidiane nel corso di vari anni; I riferimenti in Italia sono la norma UNI 8477 del 1984 aggiornata nel 2003 dalla UNI 10349 su base provinciale. Tuttavia, alla reale indisponibilità di dati certificati per ciascun sito,, si può ovviare con database su base statistica per latitudine e territorio, con medie su base mensile che nel totale dell’anno approssimano la reale distribuzione energetica con un errore del +/-3-5% annuo che nel corso dei 25 anni si approssima all zero. Occorre quindi diffidare di data base non certificati. 6

  7. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Irraggiamento annuale a Lucca 7

  8. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Irraggiamento annuale a Lucca (Sud) 8

  9. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Irraggiamento annuale a Lucca (Sud-Est) 9

  10. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Irraggiamento annuale a Lucca (Est) 10

  11. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Impatto energetico in due diversi orientamenti nella stessa località: In termini di conversione energetica, la minore produzione elettrica sarà di circa 30 kWh/mq per anno e quindi di 600 kWh su 20 anni di esercizio. Una installazione media da 50 kWp, con un parco moduli di circa 400 mq, avrà una minor produzione di 240.000 kWh. In termini finanziari, il minore introito associato è valutabile in 120.000 €, corrispondente a circa il 50% del costo di investimento che non varia nelle due condizioni. Anche il tempo di recupero sul capitale si incrementa di quasi due anni.. 11

  12. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Elementi fondamentali per procedere ad un progetto di generazione di energia elettrica tramite captazione solare e conversione PV 1) Definizione del grado di irraggiamento del sito di installazione ed orientamento azimutale del generatore PV nell’area destinata alla captazione 2) Esempi di grandi impianti in esercizio con una variabilità di tecnologie fotovoltaiche 3) Definizione del livello di integrazione dei moduli negli edifici o fabbricati industriali 4) Elementi di progetto: Conoscenza dei dispositivi commerciali esistenti e loro caratteristiche 5) Elementi di progetto : Fattori di qualità e di garanzia nella performance e nel tempo 6) Elementi di progetto : Fattori di riduzione della performance 7) Il progetto di un generatore FV che ottemperi ai requisiti richiesti dall’utenza 8) La connessione alla Rete e la misura dell’energia prodotta 9) Le norme autorizzative nella Regione Toscana. 10) Le applicazioni del FV in Toscana secondo la statistica del Gsel 11) Il Piano Finanziario con gli incentivi previsti dalla legge 12) Richiesta di offerta ai fornitori sulla base de criteri prescelti, valutazione proposte e allineamento. Scelta del Fornitore e contratto con definizione e stipula dei valori garantiti. 12

  13. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Alcuni esempi di grandi impianti PV : a modulo statico a terra (non integrato) Installazione : Beneixama (Andalusia – Spagna) Potenza installata : 20 MWp con moduli Si Policristallino N° moduli : 100.000 moduli da 200 Wp (su una superficie impegnata di 50 ettari) Produzione elettrica : 30.000 MWh/anno (pari a 1.500 kWh/kWp) Costruttore : City Solar GmbH (D) 13

  14. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Alcuni esempi di grandi impianti PV : a modulo statico su copertura piana Installazione : Stabilimento Michelin - Karlsruhe (D) Potenza installata : 9 MWp con moduli Si Policristallino Superficie moduli : 78.000 mq Produzione elettrica : 8.300 MWh/anno (pari a 920 kWh/kWp) 14

  15. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Alcuni esempi di grandi impianti PV : con sun-trackers a singolo asse tilt fisso year. Installazione in esercizio realizzata in 11 mesi da un team di 400 persone. Installazione : Jumilla (Murcia) Potenza installata : 23 MWp Moduli PV : 120.000 moduli da 170 Wp su 100 ettari Produzione elettrica : 38.000 MWh/anno (pari a 1.600 kWh/kWp) Costruttore : Luzentia Group Moduli : Vari fornitori (Atersa, SunTech, Ningbo, altri) Tracking : SunPower 15

  16. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Alcuni esempi di grandi impianti PV : con sun-trackers a singolo asse year. Installazione : Parco Solare Muelhausen (Baviera) Potenza installata : 10 MWp Superficie moduli : 57.600 moduli da 170 Wp su 26 ettari Produzione elettrica : 11.500 MWh/anno (pari a 1.150 kWh/kWp) Costruttore : PowerLight Berkeley (USA) 16

  17. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Esempi di grandi impianti PV :con sun-trackers a singolo asse a orientamento polare asservito Installazione : Nellis USAF Potenza installata : 14 MWp Superficie moduli : 72.000 moduli da 200 Wp su 57 ettari Produzione elettrica : 30.000 MWh/anno (pari a 1.600 kWh/kWp) Costruttore : Sun Power Corp : Tracking : Single axis T20 17

  18. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Esempi di grandi impianti PV: con trackers a doppio asse Installazione : Darro ( Granada- Spagna) Potenza installata : 5,8 MWp Moduli : 29.964 moduli da 190 Wp Produzione elettrica : 9.300 MWh/anno (pari a 1.600 kWh/kWp) Costruttore : Epuron (D) Moduli : Conergy Tracking : Conergy Double-axis Sun Optimus 18

  19. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Esempi di grandi impianti PV: con trackers a doppio asse Installazione : La Junquera (Murcia - Spagna) Potenza installata : 1,6 MWp Moduli : 9.000 da 180 Wp (su 10 ettari) Produzione elettrica : 3.200 MWh/anno (pari a 2.000 kWh/kWp) Costruttore : Epuron (D) Moduli : Conergy Tracking : Conergy Double-axis C175 19

  20. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Alcuni esempi di nuove tecnologie in fase di sviluppo 20

  21. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Elementi fondamentali per procedere ad un progetto di generazione di energia elettrica tramite captazione solare e conversione PV 1) Definizione del grado di irraggiamento del sito di installazione ed orientamento azimutale del generatore PV nell’area destinata alla captazione 2) Esempi di grandi impianti in esercizio con una variabilità di tecnologie fotovoltaiche 3) Definizione del livello di integrazione dei moduli negli edifici o fabbricati industriali 4) Elementi di progetto: Conoscenza dei dispositivi commerciali esistenti e loro caratteristiche 5) Elementi di progetto : Fattori di qualità e di garanzia nella performance e nel tempo 6) Elementi di progetto : Fattori di riduzione della performance 7) Il progetto di un generatore FV che ottemperi ai requisiti richiesti dall’utenza 8) La connessione alla Rete e la misura dell’energia prodotta 9) Le norme autorizzative nella Regione Toscana. 10) Le applicazioni del FV in Toscana secondo la statistica del Gsel 11) Il Piano Finanziario con gli incentivi previsti dalla legge 12) Richiesta di offerta ai fornitori sulla base de criteri prescelti, valutazione proposte e allineamento. Scelta del Fornitore e contratto con definizione e stipula dei valori garantiti. 21

  22. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Coperture piane livello di integrazione dei moduli negli edifici e fabbricati industriali Coperture a falde inclinate 22

  23. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Coperture parasole Facciate edifici Frangisole parking auto 23

  24. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ The SunPower Tracker 24

  25. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Elementi fondamentali per procedere ad un progetto di generazione di energia elettrica tramite captazione solare e conversione PV 1) Definizione del grado di irraggiamento del sito di installazione ed orientamento azimutale del generatore PV nell’area destinata alla captazione 2) Esempi di grandi impianti in esercizio con una variabilità di tecnologie fotovoltaiche 3) Definizione del livello di integrazione dei moduli negli edifici o fabbricati industriali 4) Elementi di progetto: Conoscenza dei dispositivi commerciali esistenti e loro caratteristiche 5) Elementi di progetto : Fattori di qualità e di garanzia nella performance e nel tempo 6) Elementi di progetto : Fattori di riduzione della performance 7) Il progetto di un generatore FV che ottemperi ai requisiti richiesti dall’utenza 8) La connessione alla Rete e la misura dell’energia prodotta 9) Le norme autorizzative nella Regione Toscana. 10) Le applicazioni del FV in Toscana secondo la statistica del Gsel 11) Il Piano Finanziario con gli incentivi previsti dalla legge 12) Richiesta di offerta ai fornitori sulla base de criteri prescelti, valutazione proposte e allineamento. Scelta del Fornitore e contratto con definizione e stipula dei valori garantiti. 25

  26. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Elementi di Progetto per Autoproduzione Elettrica Elementi caratteristici dei generatori FV offerti sul mercato : Modulo FV -tipologia : statica oppure con sun-trackers -materiale : Si Monocristallino, Policr.no, Amorfo, Film sottile (CdTe, AsGa) -rendimento conversione : variabile dal 9 al 16% -potenza del modulo std : da 50 a 200 Wp (per stringhe standard di 3-5 kWp) -moduli suggeriti : di primario Costruttore (Sharp, Kyocera, BP Solar, Sun Power etc) Forma della cella : Quadra, Pseudoquadra ecc. Dimensione delle celle : (mmxmm) Numero delle celle per modulo : poste in serie determinano le caratteristiche elettriche del modulo Dimensioni del modulo : (mm x mm x mm) Peso del modulo : (Kg) Materiali di costruzione : Spessore e qualità vetro, protezione EVA (Etilen Vinil Acetate) delle celle, realizzazione involucro, trattamento selettivo alle frequenze ecc. Tolleranza garantita sulla Pnom : In pratica il massimo scostamento sulla potenza nominale ammesso; (-5/+5%) sui moduli di qualità in quanto i moduli a minor potenza determinano il risultato complessivo di sistema Efficienza di conversione : Spesso non dichiarato è in (%) il parametro che qualifica la capacità del pannello di erogare la potenza nominale nelle condizioni std Un pannello di minore efficienza avrà superficie maggiore a parità di Pnom. In tal caso i pannelli occuperanno una superficie maggiore. E’ un parametro meno importante della tolleranza garantita che ha maggiori effetti sulla aderenza al progetto delle performances attese Parametri elettrici : Tensione a circuito aperto, corrente di corto circuito in stc ed in altre condizioni di insolazione validi per il dimensionamento elettrico 26

  27. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio “Seminario sull’utilizzo di tecnologie solari e fotovoltaiche negli Stabilimenti Balneari della Versilia “ Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Elementi di Progetto per Autoproduzione Elettrica Numero dei moduli necessari : calcolati sulla base della richiesta di energia e delle prestazioni dei moduli selezionati Configurazione in stringhe : in base alla potenza i moduli sono ripartiti in unità indipendenti denominate stringhe; singolarmente o a gruppi le stringhe sono dotata di convertitore statico e quadri di comando e controllo Sistemi di interconnessione rete: sono l’interfaccia del generatore verso la rete e dispongono dei sistemi di protezione, controllo e monitoraggio della produzione Definizione delle S.T.C Irraggiamento : 1.000 (W/mq) Temperatura della cella : 25 (°C) A.M. (Air Mass) : 1,5 la costante solare di 1.353 W/mq è riferita a AM 0 la densità energetica a livello del suolo è 1 kWp/mq ad AM 1 le condizioni di test S.T.C. prevedono AM 1,5 Marchi di alcuni tra i costruttori più qualificati BP Solar 27

  28. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio “Seminario sull’utilizzo di tecnologie solari e fotovoltaiche negli Stabilimenti Balneari della Versilia “ Con il Patrocinio di Confindustria Lucca A titolo esemplificativo si riportano di seguito le specifiche del modello KC 200GT di Kyocera, con le seguenti caratteristiche fornite dal Costruttore 28

  29. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio “Seminario sull’utilizzo di tecnologie solari e fotovoltaiche negli Stabilimenti Balneari della Versilia “ Con il Patrocinio di Confindustria Lucca 29

  30. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Elementi fondamentali per procedere ad un progetto di generazione di energia elettrica tramite captazione solare e conversione PV 1) Definizione del grado di irraggiamento del sito di installazione ed orientamento azimutale del generatore PV nell’area destinata alla captazione 2) Esempi di grandi impianti in esercizio con una variabilità di tecnologie fotovoltaiche 3) Definizione del livello di integrazione dei moduli negli edifici o fabbricati industriali 4) Elementi di progetto: Conoscenza dei dispositivi commerciali esistenti e loro caratteristiche 5) Elementi di progetto : Fattori di qualità e di garanzia nella performance e nel tempo 6) Elementi di progetto : Fattori di riduzione della performance 7) Il progetto di un generatore FV che ottemperi ai requisiti richiesti dall’utenza 8) La connessione alla Rete e la misura dell’energia prodotta 9) Le norme autorizzative nella Regione Toscana. 10) Le applicazioni del FV in Toscana secondo la statistica del Gsel 11) Il Piano Finanziario con gli incentivi previsti dalla legge 12) Richiesta di offerta ai fornitori sulla base de criteri prescelti, valutazione proposte e allineamento. Scelta del Fornitore e contratto con definizione e stipula dei valori garantiti. 30

  31. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio “Seminario sull’utilizzo di tecnologie solari e fotovoltaiche negli Stabilimenti Balneari della Versilia “ Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Elementi di Progetto per Autoproduzione Elettrica – Studio di fattibilità tecnico-economico e simulazione di un caso operativo Modulo FV -tipologia : statica -materiale : Si Policristallino -Costruttore : Kyocera -codice modulo : KC 200 GT -potenza di targa (Pmpp) : 200 Wp Altre caratteristiche -numero celle per modulo : 54 -N° celle per L e W : 9 x 6 -dimensioni celle (cm x cm) : 15,75 x 15,75 -L x W modulo (mm x mm) : 1.425 x 990 -altezza cornice (mm) : 36 -peso modulo (kg) : 18,5 -superficie lorda (mq) : 1,41 -superficie netta captante (mq) : 1,34 Dati garantiti dal Fornitore -scarto su potenza Pmax/Pmpp : +10% Pmax = 220,1 Wp -scarto su potenza Pmin/Pmpp : - 5% Pmin = 190,1 Wp -performance a 10 anni : 90% di Pmpp Pmin10 = 180 Wp -performance a 20 anni : 80% di Pmpp Pmin20 = 160 Wp 31

  32. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio “Seminario sull’utilizzo di tecnologie solari e fotovoltaiche negli Stabilimenti Balneari della Versilia “ Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Elementi di Progetto per Autoproduzione Elettrica – Studio di fattibilità tecnico-economico e simulazione di un caso operativo I dati puntuali ed i diagrammi vanno inseriti in apposito software che provvede alla interpolazione dei valori in ciascuna specifica condizione di esercizio (insolazione, temperatura delle celle) Fondamentali sono, tra gli altri, i parametri elettrici ed il NOCT (Nominal Operating Cell Temperature) Molti pannelli offerti sul mercato non sono sufficientemente caratterizzati e questo non consente valutazioni predittive sul comportamento nel tempo e nelle diverse condizioni operative. Peraltro i primari costruttori si limitano ad esporre le caratteristiche elettriche e di performance in diverse condizioni come nell’esempio che segue per il modulo KC 200 GT 32

  33. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio “Seminario sull’utilizzo di tecnologie solari e fotovoltaiche negli Stabilimenti Balneari della Versilia “ Con il Patrocinio di Confindustria Lucca 33

  34. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Elementi fondamentali per procedere ad un progetto di generazione di energia elettrica tramite captazione solare e conversione PV 1) Definizione del grado di irraggiamento del sito di installazione ed orientamento azimutale del generatore PV nell’area destinata alla captazione 2) Esempi di grandi impianti in esercizio con una variabilità di tecnologie fotovoltaiche 3) Definizione del livello di integrazione dei moduli negli edifici o fabbricati industriali 4) Elementi di progetto: Conoscenza dei dispositivi commerciali esistenti e loro caratteristiche 5) Elementi di progetto : Fattori di qualità e di garanzia nella performance e nel tempo 6) Elementi di progetto : Fattori di riduzione della performance 7) Il progetto di un generatore FV che ottemperi ai requisiti richiesti dall’utenza 8) La connessione alla Rete e la misura dell’energia prodotta 9) Le norme autorizzative nella Regione Toscana. 10) Le applicazioni del FV in Toscana secondo la statistica del Gsel 11) Il Piano Finanziario con gli incentivi previsti dalla legge 12) Richiesta di offerta ai fornitori sulla base de criteri prescelti, valutazione proposte e allineamento. Scelta del Fornitore e contratto con definizione e stipula dei valori garantiti. 34

  35. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio “Seminario sull’utilizzo di tecnologie solari e fotovoltaiche negli Stabilimenti Balneari della Versilia “ Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Elementi di Progetto per Autoproduzione Elettrica I parametri relativi ai moduli nella configurazione selazionata vanno integrati; occorre valutare una serie di coefficienti riduttivi delle performances quali: Fattore di riduzione per ombreggiamento : Dovuto alla presenza di ostacoli oppure ai coni d’ombra Fattore riduzione temperatura celle : Il dato di potenza è alle STC, ma la conversione diminuisce con la temperatura della cella che, in estate, può raggiungere oltre 50°C con apprezzabile decurtazione del rendimento e calo della produzione. L’influenza può raggiungere il 9% di Pnom. Il NOCT (Normal Operating Cell Temp) assieme al Ptpv (coeff. termico di potenza consente di stimare la minore erogazione rispetto ad STC.Attenzione alle offerte che non prevedono questo fattore di riduzione perché il contratto potrebbe riferirsi alle STC e non essere contestabile Fatt. perdita per riflessione all’ambiente : E’ un parametro che deve essere preso in considerazione quando l’energia riflessa è considerata dispersa. Nel caso di importanti masse d’acqua, come nel litorale versiliese, il fattore è ritenuto trascurabile per la elevata albedo provocata dal fenomeno e già prevista dal software per il calcolo dell’irraggiamento Fattore di riduzione per polluzione sui moduli : E’ dovuto allo sporcamento nel tempo per fattori meteorologici deposizione di polvere, detriti e deiezioni dei volatili che richiedono manutenzione. Anche in questo caso possono sorgere contestazioni se non vengono dichiarate dal Costruttore le specifiche di risposta agli eventi atmosferici (vento,grandine ecc.) e la garanzia di lungo termine sulle prestazioni (90% a 10 anni oppure 80% a 20 anni). La valutazione è su base statistica dipendente dal sito. 35

  36. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio “Seminario sull’utilizzo di tecnologie solari e fotovoltaiche negli Stabilimenti Balneari della Versilia “ Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Elementi di Progetto per Autoproduzione Elettrica Fattore di riduzione per basso soleggiamento : Anche se vi è irraggiamento sui moduli, il suo basso livello può non consentire il funzionamento degli inverters e quindi non vi è produzione elettrica. Si tratta di energia persa, in specie d’inverno, rispetto al disponibile. Fattore riduzione disuniformità delle stringhe : Determinante è la maggiore uniformità possibile, di solito legata alla qualità ed alle garanzie prestate dal Costruttore, per evitare queste perdite che possono raggiungere anche livelli apprezzabili intorno al 5-6% in caso di forniture eccessivamente disomogenee. Fattore di riduzione per perdita sugli inverters:I convertitori statici cc/ca hanno un rendimento di conversione in funzione della potenza convertita e progetti che per conseguire un risparmio adottano un numero inferiore di convertitori di più elevata potenza. Le perdite statisticamente associabili possono essere >5% Fatt.re riduzione per alimento servizi ausiliari : E’ una mancata erogazione alla rete più che perdita di energia quella dedicata alla sicurezza dell’unità; può essere recuperata nella quota incentivabile se valorizzata nel progetto L’insieme dei coefficienti riduttivi viene valutato sulla base della condizione del sito e delle scelte progettuali. Nel caso il progettista privilegi la riduzione dei costi a discapito della qualità, occorre che si tenga conto dell’impatto sul periodo di 25 anni della minore efficienza attesa e dei maggiori oneri di manutenzione. 36

  37. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Elementi fondamentali per procedere ad un progetto di generazione di energia elettrica tramite captazione solare e conversione PV 1) Definizione del grado di irraggiamento del sito di installazione ed orientamento azimutale del generatore PV nell’area destinata alla captazione 2) Esempi di grandi impianti in esercizio con una variabilità di tecnologie fotovoltaiche 3) Definizione del livello di integrazione dei moduli negli edifici o fabbricati industriali 4) Elementi di progetto: Conoscenza dei dispositivi commerciali esistenti e loro caratteristiche 5) Elementi di progetto : Fattori di qualità e di garanzia nella performance e nel tempo 6) Elementi di progetto : Fattori di riduzione della performance 7) Il progetto di un generatore FV che ottemperi ai requisiti richiesti dall’utenza 8) La connessione alla Rete e la misura dell’energia prodotta 9) Le norme autorizzative nella Regione Toscana. 10) Le applicazioni del FV in Toscana secondo la statistica del Gsel 11) Il Piano Finanziario con gli incentivi previsti dalla legge 12) Richiesta di offerta ai fornitori sulla base de criteri prescelti, valutazione proposte e allineamento. Scelta del Fornitore e contratto con definizione e stipula dei valori garantiti. 37

  38. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio “Seminario sull’utilizzo di tecnologie solari e fotovoltaiche negli Stabilimenti Balneari della Versilia “ Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Elementi di Progetto per Autoproduzione Elettrica – Studio di fattibilità tecnico-economico e simulazione di un caso operativo Una corrente forma di valutazione per il dimensionamento di un impianto si basa sui seguenti: a) Valutazione dei Consumi elettrici di stabilimento (ripartiti mensilmente e nelle fasce orarie di consumo se il contratto è a tariffe differenziate) b) Disponibilità di aree sui fabbricati ed all’esterno c) Eventuali vincoli dell’area (ad es. vincoli paesaggistici o beni architettonici) Al fine di evitare che le offerte che giungeranno dal mercato siano tecnicamente ed economicamente non comparabili, si stila uno studio di fattibilità/preprogetto con il compito di uniformare l’offerta, lasciando comunque ai fornitori la possibilità di varianti al progetto base. Il preprogetto definisce la potenza di picco e le caratteristiche elettriche di sistema per ottenere una determinata produzione in termini dei kWh annui richiesti dall’utente. Sono inoltre definiti gli standard richiesti (normative e certificazioni) e le garanzie di durata e performance. A disposizione dei presenti è esposto un questionario, la cui compilazione potrà consentire alle Imprese interessate di richiedere ad Assindustria Lucca un approfondimento su casi specifici ed eventualmente una assistenza per lo studio di fattibilità preliminare. 38

  39. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio “Seminario sull’utilizzo di tecnologie solari e fotovoltaiche negli Stabilimenti Balneari della Versilia “ Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Elementi di Progetto per Autoproduzione Elettrica – Studio di fattibilità tecnico-economico e simulazione di un caso operativo Dati in ipotesi (fasce orarie indifferenziate) Consumi elettrici Totale annuo : 130.000 (kWh) Destinazione dell’energia autoprodotta : a copertura del solo fabbisogno annuo tramite contratto di scambio (*) Area disponibile per i moduli sugli edifici : 1.500 (mq) Ore teoriche di resa a 1 kWp in S.T.C (in ipotesi) : 1.200 (ore) Potenza di picco assunta (kWp) : 120 (kWp) (*) il valore massimo in vigore di 20 kW è stato ampliato a 200 kW dalla Legge Finanziaria 2008 e sarà operativo dopo la relativa delibera di AEEG 39

  40. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio “Seminario sull’utilizzo di tecnologie solari e fotovoltaiche negli Stabilimenti Balneari della Versilia “ Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Impostazione di un preprogetto di fattibilità tecnico-economica Dati in ipotesi Potenza nominale impianto . 120 kWp in S.T.C. (1.000 W - AM 1,5 – 25°C) Sito : Lucca Latitudine : 43,8° Orientamento moduli FV : Sud (Azimut 180°) Fattore di Albedo : Presenza di terreni erbosi e piattaforme in cemento Orizzonte : Libero da ostacoli Inclinazione prescelta moduli : 34° sul piano orizzontale Modulo scelto per simulazione : Kyocera KC 200 GT 2 Potenza di picco del pannello : 200 Wp in S.T.C Materiale delle celle : Silicio policristallino N° celle per modulo : n° 54 di forma semiquadrata Dimensioni modulo : 1.425 x 990 x 36 (mm x mm x mm) 40

  41. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio “Seminario sull’utilizzo di tecnologie solari e fotovoltaiche negli Stabilimenti Balneari della Versilia “ Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Risultato simulazione irraggiamento 41

  42. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio “Seminario sull’utilizzo di tecnologie solari e fotovoltaiche negli Stabilimenti Balneari della Versilia “ Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Risultati dell’elaborazione Note: con 600 moduli da 200 Wp la Potenza effettiva alla massima insolazione di 1.000 W/mq sarà di 182,1x600= 109,3 kWp anziché 120 kW per effetto del NOCT. E quindi anche l’energia prodotta in 1.159 ore equivalenti annue è di 139.182 kWh invece di 153.920. Detta riduzione è accertabile solo in fase di consuntivazione annua Energia prodotta dal generatore nell’arco di un anno Durata annua della produzione alla insolazione teorica di 1 kWp Energia prodotta dal generatore nell’arco di un anno dopo 5 anni Energia prodotta dal generatore nell’arco di un anno dopo 5 anni 42

  43. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Quadro di Campo 1 Risorse Territorio Moduli n° Quadro Stringa 1 1-18 Stringa-1 Quadro Stringa 2 19-36 St-2 37-54 St-3 55-72 St-4 73-90 St-5 Al quadro Inverter 1 91-108 St-6 109-126 St-7 Quadro Stringa 14 240-252 St-14 Strutture di sostegno moduli Linea diterra “Seminario sull’utilizzo di tecnologie solari e fotovoltaiche negli Stabilimenti Balneari della Versilia “ Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Configurazione di progetto di un generatore FV - impianto da 251 kWp ) Come si vede nell’assieme, i moduli sono collegati in serie tra loro a formare le cosiddette stringhe, ciascuna delle quali presenta una tensione in c.c. idonea per la successiva conversione in c.a. Il Quadro di campo connette insieme un certo numero di stringhe secondo numero e taglia dei convertitori prescelti A seconda del modulo prescelto e delle tolleranze sulla potenza, dell’affidabilità e qualità degli stessi, sarà possibile dimensionare la quadristica di supporto e la sezione dei convertitori statici In caso di moduli di qualità, la maggiore uniformità dei Moduli e le caratteristiche elettriche e meccaniche consentono una quadristica meno differenziata per sezionare gli impianti in caso di avaria Il generatore comprende il sistema di telecontrollo ed autodiagnosi per la gestione operativa e la prevenzione di avarie 43

  44. Moduli 1-252 Moduli 253-504 Moduli 505-756 Moduli 757-1.008 Moduli 1009-1.260 Campo FV 1 50,4 kWp Campo FV 2 50,4 kWp Campo FV 3 50,4 kWp Campo FV 4 50,4 kWp Campo FV 5 50,4 kWp Quadro Inverter 1 Quadro Inverter 2 Quadro Inverter 3 Ambiente Energia Quadro Inverter 4 Quadro Inverter 5 NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Quadro di interconnessione con la rete “Seminario sull’utilizzo di tecnologie solari e fotovoltaiche negli Stabilimenti Balneari della Versilia “ Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Configurazione di progetto di un generatore FV) Rete di distribuzione 44

  45. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Elementi fondamentali per procedere ad un progetto di generazione di energia elettrica tramite captazione solare e conversione PV 1) Definizione del grado di irraggiamento del sito di installazione ed orientamento azimutale del generatore PV nell’area destinata alla captazione 2) Esempi di grandi impianti in esercizio con una variabilità di tecnologie fotovoltaiche 3) Definizione del livello di integrazione dei moduli negli edifici o fabbricati industriali 4) Elementi di progetto: Conoscenza dei dispositivi commerciali esistenti e loro caratteristiche 5) Elementi di progetto : Fattori di qualità e di garanzia nella performance e nel tempo 6) Elementi di progetto : Fattori di riduzione della performance 7) Il progetto di un generatore FV che ottemperi ai requisiti richiesti dall’utenza 8) La connessione alla Rete e la misura dell’energia prodotta 9) Le norme autorizzative nella Regione Toscana. 10) Le applicazioni del FV in Toscana secondo la statistica del Gsel 11) Il Piano Finanziario con gli incentivi previsti dalla legge 12) Richiesta di offerta ai fornitori sulla base de criteri prescelti, valutazione proposte e allineamento. Scelta del Fornitore e contratto con definizione e stipula dei valori garantiti. 45

  46. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio “Seminario sull’utilizzo di tecnologie solari e fotovoltaiche negli Stabilimenti Balneari della Versilia “ Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Configurazione di progetto di un generatore FV) La Connessione alla Rete Si suddivide in due tipologie secondo il livello di tensione del punto connesso B. T. (< 1 kV) di solito impianti fino a 50 kW M.T e A.T. (> 1 kV) a discrezione del Distributore oltre tale soglia Esiste una disciplina che regola costi, sanzioni e vincoli a seconda delle soluzioni adottate. Una clausola regola i tempi massimi di connessione con sanzione definita per il Distributore ove inadempiente a favore dell’utente. Lo schema di connessione dell’impianto alla rete è definito dal gestore di rete a cui l’impianto deve essere connesso. E’ necessario pertanto fare riferimento alle norme tecniche rese disponibili dal gestore di rete locale (ad es. per la rete di ENEL Distribuzione le DK 5940 per gli impianti da connettere alla rete in BT, le DK 5740 per gli impianti in MT). Inoltre è possibile consultare la norma CEI 11-20 per la connessione in rete degli impianti di produzione collegati alle reti BT e MT. 46

  47. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio “Seminario sull’utilizzo di tecnologie solari e fotovoltaiche negli Stabilimenti Balneari della Versilia “ Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Configurazione di progetto di un generatore FV) La Misura dell’Energia Prodotta Con l’adozione di misuratori in grado di trasmettere per via telematica al Gestore della Rete i dati di produzione e consumo, l’AEEG ha potuto normare con la Delibera 88/07 le attività da porre in essere. L’attività è essenziale per la contabilizzazione dell’energia in entrata ed uscita e quindi la remunerazione dalla vendita o la compensazione dei consumi. Responsabile della tenuta del sistema per impianti < 20 kW è il gestore della rete locale, mentre oltre i 20 kW responsabile è il produttore Le apparecchiature installate devono inoltre consentire l’acquisizione diretta per via telematica delle misure sulle linee dell’impianto da parte del gestore di rete. 47

  48. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Elementi fondamentali per procedere ad un progetto di generazione di energia elettrica tramite captazione solare e conversione PV 1) Definizione del grado di irraggiamento del sito di installazione ed orientamento azimutale del generatore PV nell’area destinata alla captazione 2) Esempi di grandi impianti in esercizio con una variabilità di tecnologie fotovoltaiche 3) Definizione del livello di integrazione dei moduli negli edifici o fabbricati industriali 4) Elementi di progetto: Conoscenza dei dispositivi commerciali esistenti e loro caratteristiche 5) Elementi di progetto : Fattori di qualità e di garanzia nella performance e nel tempo 6) Elementi di progetto : Fattori di riduzione della performance 7) Il progetto di un generatore FV che ottemperi ai requisiti richiesti dall’utenza 8) La connessione alla Rete e la misura dell’energia prodotta 9) Le norme autorizzative nella Regione Toscana. 10) Le applicazioni del FV in Toscana secondo la statistica del Gsel 11) Il Piano Finanziario con gli incentivi previsti dalla legge 12) Richiesta di offerta ai fornitori sulla base de criteri prescelti, valutazione proposte e allineamento. Scelta del Fornitore e contratto con definizione e stipula dei valori garantiti. 48

  49. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ Procedura autorizzativa Legge Regione Toscana n°39/2005 Gli impianti FER sono soggetti ad una autorizzazione unica rilasciata dalla Provincia ai sensi del D.Lvo 387/03. Inoltre, ove non siano soggetti ad autorizzazioni ambientali-paesaggistiche o di tutela del patrimonio storico-artistico o della salute, si applica il procedimento unico tra le Amministrazioni competenti con le seguenti eccezioni per il FV Impianti <3 kWp attività libera (occorre una comunicazione di manutenzione ordinaria) “ >3 <10 kWp DIA “ >20 kWp procedimento unico Legge 244/2007 (Finanziaria 2008) All’art. 2 comma 158, lettera (g), immediatamente operativa, ha innalzato con le nuove soglie i limiti di validità per la procedura DIA che, nel caso FV, è stata portata a 20 kWp, in contrasto in Toscana con la L.39/05 che verrà pertanto adeguata. La stessa L. 244/07 lascia a successivi decreti ministeriali la possibilità di innalzare ulteriormente le soglie stabilite nella Tabella A annessa al comma richiamato. Procedura VIA All’esterno di aree protette Impianti <20 kW qualunque tipo di integrazione non richiesta VIA Impianti >20 kW integrati totalmente o parzialmente non richiesta VIA non integrati screening per verifica VIA 49

  50. Ambiente Energia NEA KHORA S.r.l Risorse Territorio Con il Patrocinio di Confindustria Lucca Lucca 28 Maggio 2008 “Seminario sul Fotovoltaico: Aspetti tecnici ed economici“ 50

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