sistemi solari fotovoltaici

105
CORSO SACCHI – ENERPOINT Desio, 5 e 6 marzo 2009 I SISTEMI SOLARI FOTOVOLTAICI

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CORSO SACCHI ENERPOINT Desio, 5 e 6 marzo 2009

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Page 1: Sistemi solari fotovoltaici

CORSO SACCHI – ENERPOINT

Desio, 5 e 6 marzo 2009

I SISTEMI SOLARI FOTOVOLTAICI

Page 2: Sistemi solari fotovoltaici

2

MODULI FV - INVERTER

Argomenti

� Moduli fotovoltaici

� Inverter

� Lay-out d’impianto

� Configurazione d’impianto - (esempio)

� Criteri di dimensionamento dei componenti elettrici e delle protezioni

� Prescrizioni ENEL DK 5940 Ed. 2.2

� Schemi tipici di connessione per impianti BT

Page 3: Sistemi solari fotovoltaici

3

MODULI FV – INVERTER

MODULI FV - INVERTER

Page 4: Sistemi solari fotovoltaici

4

• Curve caratteristiche dei moduli FV

• Parametri di targa del modulo FV

• Coefficienti termici

• Parametri di targa dell’inverter

• Dimensionamento del generatore FV

• Selezione inverter

MODULI FV - INVERTER

Page 5: Sistemi solari fotovoltaici

5

Curve caratteristiche dei moduli FV

TENSIONE, V

1.00

0.75

0.50

0.25

0.53 0.57 0.6 0.64 0.68 0.72

-40°C

-20°C

20°C

0°C

40°C

60°C

CORRENTE, A

Irraggiamento costante.

Temperatura variabile.

All’aumentare della temperatura la tensione a circuito aperto diminuisce.La corrente di corto circuito aumenta.

MODULI FV - INVERTER

Page 6: Sistemi solari fotovoltaici

6

1.50 kW/m2

1.25 kW/m2

1.00 kW/m2

0.75 kW/m2

0.50 kW/m2

0.25 kW/m2

1.50

1.25

1.00

0.75

0.50

0.25

CORRENTE, A

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

TENSIONE, V

Curve caratteristiche dei moduli FV

Irraggiamento variabile.

Temperatura costante.

All’aumentare dell’irraggiamento la corrente aumenta.

La tensione a vuoto non è particolarmente influenzata.

MODULI FV - INVERTER

Page 7: Sistemi solari fotovoltaici

7

Curve caratteristiche dei moduli FV

Irraggiamento variabile.

Temperatura costante.

MODULI FV - INVERTER

Page 8: Sistemi solari fotovoltaici

8

Curve caratteristiche dei moduli FV

Irraggiamento variabile.

Temperatura costante.

MODULI FV - INVERTER

Page 9: Sistemi solari fotovoltaici

9

Curve caratteristiche dei moduli FV

Irraggiamento costante.

Temperatura variabile.

MODULI FV - INVERTER

Page 10: Sistemi solari fotovoltaici

10

Parametri di targa del modulo FV

• Pnom – Potenza nominale [Wp]

• VOC – Tensione a circuito aperto [V]

• ISC – Corrente di corto circuito [A]

• VMPP – Tensione relativa al punto di massima potenza [V]

• IMPP – Corrente relativa al punto di massima potenza [A]

• Vsistema – Tensione massima d’isolamento del modulo FV [V]

Stabiliti alle Standard Test Condition (STC)

• Irraggiamento pari a 1000 W/m2

• TCELLA pari a 25°C

• A.M. (Air Mass) pari a 1,5 � circa 42°

MODULI FV - INVERTER

Page 11: Sistemi solari fotovoltaici

11

Parametri di targa del modulo FV

MODULI FV - INVERTER

Page 12: Sistemi solari fotovoltaici

12

Coefficienti termici

Altri parametri del modulo fotovoltaico sono i Coefficienti di temperatura:

• αααα PPPP – c.t. relativo alla potenza [-n%/°C ↔ - mW/°C]

• αααα VOC – c.t. relativo alla VOC [-n%/°C ↔ - mV/°C]

• αααα ISC – c.t. relativo alla ISC [+n%/°C ↔ + mA/°C]

A volte completati da altri due coefficienti di temperatura:

• αααα VMPP – c.t. relativo alla VMPP [-n%/°C ↔ - mV/°C]

• αααα IMPP – c.t. relativo alla IMPP [+n%/°C ↔ + mA/°C]

MODULI FV - INVERTER

Page 13: Sistemi solari fotovoltaici

13

Formule relative ai parametri Tensione

( ) ( )( )

−⋅+⋅=

100

100STCOC

OCOC

TTVSTCVTV

α

( ) ( )( )

−⋅+⋅=

100

100STCMP

MPMP

TTVSTCVTV

α

Nel caso in cui i coefficienti termici sono espressi in termini percentuali � - %/°C

MODULI FV - INVERTER

Page 14: Sistemi solari fotovoltaici

14

Formule relative ai parametri Tensione

Nel caso in cui i coefficienti termici sono espressi in termini dimensionali � - mV/°C

( ) ( ) ( )OCSTCOCOC

VTTSTCVTV α⋅−+=

( ) ( ) ( )MPSTCMPMP

VTTSTCVTV α⋅−+=

MODULI FV - INVERTER

Page 15: Sistemi solari fotovoltaici

15

Formule relative ai parametri Corrente

( ) ( )( )

−⋅+⋅=

100

100STCSC

SCSC

TTISTCITI

α

( ) ( )( )

−⋅+⋅=

100

100STCMP

MPMP

TTISTCITI

α

Nel caso in cui i coefficienti termici sono espressi in termini percentuali � + %/°C

MODULI FV - INVERTER

Page 16: Sistemi solari fotovoltaici

16

Nel caso in cui i coefficienti termici sono espressi in termini dimensionali � + mA/°C

( ) ( ) ( )SCSTCSCSC

ITTSTCITI α⋅−+=

( ) ( ) ( )MPSTCMPMP

ITTSTCITI α⋅−+=

Formule relative ai parametri Corrente

MODULI FV - INVERTER

Page 17: Sistemi solari fotovoltaici

17

Parametri di targa dell’inverter

Intervallo o valore massimo relativo alla potenza

nominale [Wp] installabile a “monte” dell’inverter – PDC-MIN ÷ PDC-MAX

Tensione massima di sistema o d’isolamento - VisoRange di tensione MPPT (Maximum Power Point Tracker)

– VMPP-MIN ÷ VMPP-MAX

Corrente massima d’ingresso – IDC-MAXPotenza nominale d’uscita inverter – PNOM-ACPotenza massima d’uscita inverter – PMAX-AC

MODULI FV - INVERTER

Page 18: Sistemi solari fotovoltaici

18

Dimensionamento del generatore FV

Retta di “carico”del circuito MPPT

MODULI FV - INVERTER

Page 19: Sistemi solari fotovoltaici

19

Dimensionamento del generatore FV

MODULI FV - INVERTER

Page 20: Sistemi solari fotovoltaici

20

Dimensionamento del generatore FV

MODULI FV - INVERTER

Page 21: Sistemi solari fotovoltaici

21

Dimensionamento del generatore FV

+

1 2 3

-

n

+

1 2 3

-

n+ -

Parametri di targa del modulo

Parametri di targa della stringa

Parametri di targa del generatore FV

MODULI FV - INVERTER

Page 22: Sistemi solari fotovoltaici

22

Dimensionamento del generatore FV

+

+

1

2

3

-

n

+

1

2

3

-

n

-

VOC - VMPPISC - IMPPISC - IMPP

Stringa 1 Stringa P

Corrente di stringa = Corrente del modulo

Corrente del GEN. FV = P x corrente di stringa

Tensione di stringa = n x tensione del modulo

Tensione del GEN. FV = Tensione di stringa

MODULI FV - INVERTER

Page 23: Sistemi solari fotovoltaici

23

Dimensionamento del generatore FV

( ) ( )( )

−⋅+⋅=

100

100STCOC

OCOC

TTVSTCVTV

α

( ) ( )( )

−⋅+⋅=

100

100STCMP

MPMP

TTVSTCVTV

α

���� VOC @ T = - 10°C

���� VMP @ T = - 10°C

���� VMP @ T = + 50°C Milano ���� + 50°C

MODULI FV - INVERTER

Page 24: Sistemi solari fotovoltaici

24

Dimensionamento del generatore FV

( ) ( )( )

−⋅+⋅=

100

100STCSC

SCSC

TTISTCITI

α

( ) ( )( )

−⋅+⋅=

100

100STCMP

MPMP

TTISTCITI

α

���� ISC @ T = + 50°C

���� IMP @ T = + 50°C

MODULI FV - INVERTER

Page 25: Sistemi solari fotovoltaici

25

Dimensionamento del generatore FV

Riepilogando i dati ottenuti:

���� VOC @ T = - 10°C

���� VMP @ T = - 10°C

���� VMP @ T = + 50°C

���� IMP @ T = + 50°C

Il passo successivo è dedicato all’ INVERTER

MODULI FV - INVERTER

Page 26: Sistemi solari fotovoltaici

26

Selezione inverterstringa 1 stringa N

QUADRO DI CAMPO

INVERTER

Campo FV

Pn1 PnN

Pn1’

Pn’’= Pn1’’+ ……+ PnN’’

Pn’’’

Rete A.C.

���� VOC @ T = - 10°C

���� VMP @ T = - 10°C

���� VMP @ T = + 50°C

���� IMP @ T = + 50°C

PDC-MIN ÷ PDC-MAX

PNOM-FV

VMPP-MIN ÷ VMPP-MAX

IDC-MAX

PNOM-AC

PMAX-AC

Viso

MODULI FV - INVERTER

Page 27: Sistemi solari fotovoltaici

27

Selezione inverter

PDC-MIN ≤ PNOM-FV ≤ PDC-MAX

1,05 ≤ PNOM-FV / PNOM-AC ≤ 1,3

MODULI FV - INVERTER

ηEU = 0,03 η5 + 0,06 η10 + 0,13 η20 + 0,1 η30 + 0,48 η50 + 0,2 η100

PAC / PNOM-AC

η = PAC / PDC

100%

Page 28: Sistemi solari fotovoltaici

28

Selezione inverter

VOC @ T = - 10°C

VMP @ T = - 10°C

VMP @ T = + 50°C

IMP @ T = + 50°C

VMPP-MIN

IDC-MAX

Vsistema<

VOC @ T = - 10°C Viso<

< VMPP-MAX

>

<

GEN. FV

Modulo

INV

MODULI FV - INVERTER

Page 29: Sistemi solari fotovoltaici

29

LAY-OUT D’IMPIANTO

LAY-OUT D’IMPIANTO

Page 30: Sistemi solari fotovoltaici

30

Distanza tra moduli FV e quadro di campo e manovra contenuta

Percorso “giro cavi” al max. 30/35 metri

LAY-OUT D’IMPIANTO

Page 31: Sistemi solari fotovoltaici

31

Distanza tra moduli FV e quadro di campo e manovra abbastanza rilevante

Percorso “giro cavi” superiore ai 30/35 metri

Per convenzione definiamo:

Il quadro elettrico vicino ai moduli FV come Quadro di Parallelo

Il quadro elettrico vicino all’inverter come Quadro di Campo e Manovra

LAY-OUT D’IMPIANTO

Page 32: Sistemi solari fotovoltaici

32

LAY-OUT D’IMPIANTO

In riferimento al Layout 1

Percorso “giro cavi” al max. 30/35 metri

Page 33: Sistemi solari fotovoltaici

33

Distanza tra moduli FV e quadro di campo e manovra contenuta

Percorso “giro cavi” al max. 30/35 metri

Sistema Multi-inverter

LAY-OUT D’IMPIANTO

Page 34: Sistemi solari fotovoltaici

34

Sistema Multi-inverter

Lay-out n°3

Q.CM

LAY-OUT D’IMPIANTO

Page 35: Sistemi solari fotovoltaici

35

Distanza tra moduli FV e quadro di campo e manovra abbastanza rilevante

Percorso “giro cavi” superiore ai 30/35 metri

Sistema Multi-inverter

LAY-OUT D’IMPIANTO

Page 36: Sistemi solari fotovoltaici

36

Sistema Multi-inverter

Lay-out n°4

LAY-OUT D’IMPIANTO

Page 37: Sistemi solari fotovoltaici

37

LAY-OUT D’IMPIANTO

Page 38: Sistemi solari fotovoltaici

38

Sistema Mono-inverter

Tipo “Centrale”

La distanza tra moduli FV e circuito d’ingresso dell’inverter diventa notevole perchéovviamente aumenta la dimensione dell’impianto

LAY-OUT D’IMPIANTO

Page 39: Sistemi solari fotovoltaici

39

Sistema Multi-inverter

Lay-out n°3

Q.dI

LAY-OUT D’IMPIANTO

Page 40: Sistemi solari fotovoltaici

40

Sistema Multi-inverter

Lay-out n°3

LAY-OUT D’IMPIANTO

Page 41: Sistemi solari fotovoltaici

41

Sistema Multi-inverter

Lay-out n°4

L1(R)

L2(S)

L3(T)

N

Q.dI

LAY-OUT D’IMPIANTO

Page 42: Sistemi solari fotovoltaici

42

Sistema Multi-inverter

Lay-out n°4

Q.dI

LAY-OUT D’IMPIANTO

Page 43: Sistemi solari fotovoltaici

43

ESEMPIO DI CONFIGURAZIONE

ESEMPIO

DI

CONFIGURAZIONE

Page 44: Sistemi solari fotovoltaici

44

ESEMPIO DI CONFIGURAZIONE

La taglia ma soprattutto la configurazione di un impianto

fotovoltaico “nasce” dopo valutazioni ben precise

Le valutazioni e i fattori che influenzano le scelte finali

possono essere molteplici, per esempio alcune:

• La disponibilità dei moduli FV (mercato)

• Spazio disponibile per la posa dei moduli FV

• La presenza di eventuali difficoltà impiantistiche

• La disponibilità degli inverter, e il loro possibile o meno

utilizzo per il progetto specifico

• ……….

Page 45: Sistemi solari fotovoltaici

45

ESEMPIO DI CONFIGURAZIONE

Ipotizziamo che le difficoltà logistiche e tecniche sulla

situazione impiantistica pre-fotovoltaico siano risolte

oppure assenti

Si possono perseguire due linee di sviluppo per

configurare una determinata taglia d’impianto,

si può schematizzare quindi:

Page 46: Sistemi solari fotovoltaici

46

ESEMPIO DI CONFIGURAZIONE

InverterModuli FV

INV1

INV2

INV3 Mod1

Mod2

Mod3

Obbiettivo in comune: Determinare la taglia

Page 47: Sistemi solari fotovoltaici

47

ESEMPIO DI CONFIGURAZIONE

Moduli FV

INV1

INV2

INV3

Supponiamo di voler realizzare

una taglia d’impianto prossima

ai 20 kWp con i moduli

fotovoltaici della Trina Solar

modello TSM-220-PC05

(220 Wp)

Page 48: Sistemi solari fotovoltaici

48

ESEMPIO DI CONFIGURAZIONE

20.000 Wp / 220 Wp ≈ 90,909091

220 Wp x 90 moduli = 19,8 kWp

Per la specifica richiesta vediamo se con gli

inverter Power One possiamo giungere ad una

soluzione

Page 49: Sistemi solari fotovoltaici

49

ESEMPIO DI CONFIGURAZIONE

- 128,8 mV

+ 4 mA

Page 50: Sistemi solari fotovoltaici

50

ESEMPIO DI CONFIGURAZIONE

530 V

Da manuale

180 V Da manuale

Page 51: Sistemi solari fotovoltaici

51

ESEMPIO DI CONFIGURAZIONE

� L’inverter PVI-6000 è dotato di due ingressi, avendo due circuiti MPPT

� I due ingressi possono essere gestiti in modo indipendente l’uno dall’altro, oppure possono essere configurati in modo da funzionare in parallelo elettrico

Supponiamo di configurare l’inverter con entrambi gli MPPT

in parallelo

Quindi in riferimento alla scheda tecnica dell’inverter PVI-6000, il

limite di corrente d’ingresso risulterà essere 18 x 2 = 36 A dc

Page 52: Sistemi solari fotovoltaici

52

ESEMPIO DI CONFIGURAZIONE

20.000 Wp / 220 Wp ≈ 90,9

220 Wp x 90 moduli = 19,8kWp

VOC @ T = - 10°C

VMP @ T = - 10°C

VMP @ T = + 50°C

IMP @ T = + 50°C

VMPP-MIN

IDC-MAX

Vsistema<

VOC @ T = - 10°C Viso<

< VMPP-MAX

>

<

GEN. FV

Modulo

INV

Page 53: Sistemi solari fotovoltaici

53

ESEMPIO DI CONFIGURAZIONE

20.000 Wp / 220 Wp ≈ 90,9

220 Wp x 90 moduli = 19,8kWp

VOC @ T = - 10°C

VMP @ T = - 10°C

VMP @ T = + 50°C

IMP @ T = + 50°C

180 V

36 A

1000 V<

VOC @ T = - 10°C 600 V<

< 530 V

>

<

GEN. FV

Modulo

INV

Page 54: Sistemi solari fotovoltaici

54

ESEMPIO DI CONFIGURAZIONE

( ) ( ) ( )OCSTCOCOC

VTTSTCVTV α⋅−+=

( ) ( ) ( )MPSTCMPMP

VTTSTCVTV α⋅−+=

( ) ( ) ( )SCSTCSCSC

ITTSTCITI α⋅−+=

( ) ( ) ( )MPSTCMPMP

ITTSTCITI α⋅−+=

=OC

Vα =MP

Vα - 128,8 mV/°C

=SC

Iα =MP

Iα + 4 mA/°C

Consideriamo entrambi i valori a meno delle tolleranze, ovviamente anche di poco i risultati a seguire saranno leggermente scostanti da quelli computati dal “configuratore” del costruttore dell’inverter

Page 55: Sistemi solari fotovoltaici

55

ESEMPIO DI CONFIGURAZIONE

( ) ( ) ⋅−−+=− 25108,3610OC

V

( ) ( ) ⋅−++=+ 255039,750MP

I

( ) 308,411288.0 =−

( ) ( ) ⋅−−+=− 25108,2910MP

V ( ) 308,341288.0 =−

( ) ( ) ⋅−++=+ 25508,2950MP

V ( ) 58,261288.0 =−

( ) 49,7004.0 =+

V

V

V

A

VMPP-MAX= 530 V 530 V / 41,31 V ≈ 12,8 moduli in serie

Dato che si è ipotizato di gestire 90 moduli, optiamo per 10 moduli in serie, ottenendo quindi 9 stringhe da 10 moduli in serie cadauna

VOC(-10) = 10 x 41,31 V = 413,1 V < 600 V OK !!

VMP(-10) = 10 x 34,31 V = 343,1 V < 530 V OK !!

Page 56: Sistemi solari fotovoltaici

56

ESEMPIO DI CONFIGURAZIONE

( ) ( ) ⋅−−+=− 25108,3610OC

V ( ) 308,411288.0 =−

( ) ( ) ⋅−−+=− 25108,2910MP

V

( ) ( ) ⋅−++=+ 25508,2950MP

V ( ) 58,261288.0 =−

V

V

V

VMPP-MIN= 180 V

Per 10 moduli in serie si ottiene a +50°C :

VMP(+50) = 10 x 26,58 V = 265,8 V > 180 V OK !!

( ) 308,341288.0 =−

( ) ( ) ⋅−++=+ 255039,750MP

I ( ) 49,7004.0 =+ A

Page 57: Sistemi solari fotovoltaici

57

ESEMPIO DI CONFIGURAZIONE

Per l’ordine di grandezza della taglia d’impianto che si vuole realizzare (19,8 kWp), e dato che le stringhe risultanti risultano essere 9, dove ogni singola stringa èrealizzata con 10 moduli da 220 Wp l’una, si intuisce che il numero di inverter PVI-6000 da adottare è 3.

Quindi ogni inverter dovrà gestire la conversione dell’energia proveniente da 3 stringhe di moduli FV.

Rimane dunque da fare un ultimo controllo.

Bisogna controllare che la corrente risultante dal parallelo elettrico delle 3

stringhe in oggetto NON SUPERI il limite di corrente d’ingresso dell’inverter PVI-6000

(36 A dc)

Page 58: Sistemi solari fotovoltaici

58

ESEMPIO DI CONFIGURAZIONE

( ) ( ) ⋅−++=+ 255039,750MP

I ( ) 49,7004.0 =+ A

IDC-MAX= 36 A

Con 3 stringhe in parallelo per inverter:

Riepilogando

IMP = 3 x 7,49 A = 22,47 A < 36 A OK !!

Page 59: Sistemi solari fotovoltaici

59

ESEMPIO DI CONFIGURAZIONE

Configurazione con

3 PVI-6000

VOC @ T = - 10°C = 413,1 V

VMP @ T = - 10°C = 343,1 V

VMP @ T = + 50°C = 265,8 V

IMP @ T = + 50°C = 22,47 A

180 V

36 A

1000 V<

600 V<

< 530 V

>

<

GEN. FV

Modulo

INV

VOC @ T = - 10°C = 413,1 V

1,05 ≤ PNOM-FV / PNOM-AC ≤ 1,3

19,8 kWp / 18 kW = 1,1 ≤ 1,3

Page 60: Sistemi solari fotovoltaici

60

ESEMPIO DI CONFIGURAZIONE

90 moduli TSM-220-PC05 ���� 19,8 kWp

10 moduli FV collegati in serie per stringa

Inverter: N°3 inverter Power One PVI-6000

Ogni inverter gestisce 30 moduli (6600 Wp) in

3 stringhe collegate in parallelo per inverter

Concludendo

Page 61: Sistemi solari fotovoltaici

61

DIMENSIONAMENTO COMPONENTI ELETTRICI

DIMENSIONAMENTO DEI COMPONENTI

ELETTRICI

Page 62: Sistemi solari fotovoltaici

62

Scaricatori

• Tensione max continuativa DC > Voc stringa @ -10°C, con un po’ di margine (es: 30 V)

• Noi usiamo DEHN serie Dehnguard S, Dehnguard Y PV, CON.TRADEserie L2/20 + I12

• Sempre modelli con finestra visualizzazione stato scaricatore

• Sovratensioni come onde che si propagano bidirezionalmente: scaricatori vicini ad apparecchio da proteggere, come “barriera” all’arrivo del picco di sovratensione

• Compromesso sicurezza – numero scaricatori

Fusibili

• Due per stringa, taglia secondo costruttore modulo (tipico 10 A)

• In basi portafusibili, meglio se a doppio sezionamento

• Il valore è determinato in funzione della Isc e dal n° di stringhe in parallelo

Componenti DC – scaricatori e fusibili

Page 63: Sistemi solari fotovoltaici

63

• Proteggono ogni stringa dal funzionamento a corrente inversa

• Usiamo uno dei 4 diodi di un ponte di Graetz (KBPC 35 - 1000V 35A)

• Forma di più facile montaggio, usare sempre singolo dissipatore

• Dissipano un po’ di potenza, in genere trascurabile per l’impianto ma non per il quadro che ne contenga molti

Diodi di blocco in un quadro di Parallelo

Diodo di blocco

Componenti DC – Diodi di blocco

Page 64: Sistemi solari fotovoltaici

64

Componenti DC – MultiContact

• molti moduli hanno precablato il modello MC3, crimpabile sui cavi di discesa solo con una speciale e costosa pinza

• Il tipo MC4 è crimpabile con normale attrezzatura da elettricista

• Per innestare uno nell’altro ci sono appositi adattatori: NON si deve tagliare via l’MC3 e sostituirlo perché decade garanzia modulo!

• Estremi di stringa o tratti interstringa: per ognuno di questi casi ci vuole 1 coppia di connettori MC4 + 1 coppia di adattatori

• Anche alcuni inverter e gli String Control hanno l’ingresso con gli MC !

Fronius IG outdoor

Page 65: Sistemi solari fotovoltaici

65

Componenti DC - organi protezione e interruzione

• Per poche stringhe (2-3) si può usare IMS con n°poli adeguato alla tensione e corrente da interrompere (@ MPP)

• Sono però difficili da reperire, si può ovviare con interruttori per DC

• Controllare comunque le indicazioni del costruttore per l’uso in DC

• Es: VMPP-10=358V, IMPP = 15A

• Ricavo circa 150V per polo: con 2 poli seziono solo 300V, quindi mi serve un IMS a 3 poli, che può sezionare 450V

Corrente DC [A]

Tensione sezionabile

per polo [V]

Page 66: Sistemi solari fotovoltaici

66

Componenti DC - organi protezione e interruzione

• Con tante stringhe in parallelo suddivido per gruppi (4-5 stringhe), eventualmente in più di un quadro (es: 50 kWp - 2 quadri)

• Uso interruttori per DC (es: ABB S500 UC) o anche per AC, purché il costruttore ne dichiari le caratteristiche in DC

• magnetotermico tarato il più basso possibile, ma deve lasciar passare la IMPP @ 60°C

• Esempio1:

Voc-10= 437V, Isc=86A, IMPP=78A

TMax T1 sopporta 500Vdc con 3 poli, secondo schema costruttore

Regolazione termica appena sopra 78A

• Esempio2:

Voc-10= 485V, Isc=27A, IMPP=24,4A

In passato si è adottato il modello S500UC sopporta 500 Vdc con 2 poli, secondo il costruttore. La taglia più prossima è la B25

Attualmente l’interruttore S802PV-S32 sopporta 800 Vdc con 2 poli.

La taglia consigliata è la In = 32 A - (In @ 60°C = 25,6 A)

Page 67: Sistemi solari fotovoltaici

67

Componenti DC - organi protezione e interruzione

Esempio variazione taglia interruttore con la temperatura

Page 68: Sistemi solari fotovoltaici

68

Componenti DC - organi protezione e interruzione

Page 69: Sistemi solari fotovoltaici

69

• Posizione: vicini all’uscita inverter perchè è questa l’apparecchiatura da proteggere

• Scopo: Fare in modo che l’inverter veda applicata a sé la tensione di protezione dello scaricatore (Up) in caso di sovratensioni dalla rete

• Monofase � Dehnguard S275 + DehnGAP C/S [schema 1+1]

• Trifase � Dehnguard M TT230/400 per sistemi TT, oppure TNS, TNC… a seconda

• Collegamenti: poli protetti-scaricatore e scaricatore-riferimento di terra brevi (max totale 20 cm)

• IDEALE: si fa entra-esci di fase e neutro sui morsetti scaricatori (schema a V) + da inverter si va direttamente al morsetto terra scaricatore e da qui all’impianto di terra

• NO posa cavi a monte scaricatore vicini e/o paralleli ai cavi a valle

Componenti AC – scaricatori

Page 70: Sistemi solari fotovoltaici

70

Componenti AC – scaricatori

Esempio di collegamento 1 + 1

DEHN GUARD T-275

DEHN gap C/T

Dall’inverter

Conduttore di fase

Dall’inverter

Conduttore di neutro

Conduttore di terra (giallo verde)

Dall’inverter Al NET

Alla rete

Alla rete

Rete 230 V – 50 HzImpianto FV

Conduttore di terra (giallo verde)

Page 71: Sistemi solari fotovoltaici

71

Componenti AC - organi protezione e interruzione + cavi

• Uso della normale componentistica per corrente alternata, di marca affidabile (ABB, Schneider, Siemens …)

• Ib = corrente alla PMAX inverter e tensione di rete 0,8Vn• Un cortocircuito è alimentato dalla rete, quindi le protezioni vanno

verso la rete, non vicino all’inverter

• Cavi a doppio isolamento [FG7(O)R…] o cordine [N07V-K…], da valutare a seconda della posa prevista

• Dimensionamento solito per i cavi in AC

• Caduta di tensione <4% sempre da uscita inverter a punto fornitura, meglio stare un poco più bassi (3%)

• NON è più obbligatorio usare cavi schermati tra inverter e contatore produzione essendoci la AEEG n°88/07 (TuttoNormel lug07); CEI 82-25 e DK5940 2.2 dovranno essere modificate

Cavi

Page 72: Sistemi solari fotovoltaici

72

Allacciamento alla rete

CEI 11-20 V1 e PRESCRIZIONI ENEL

DK 5940

Page 73: Sistemi solari fotovoltaici

73

Allacciamento alla rete

PREMESSA

Si prevede che per la fine di Agosto 2009 sarà pubblicata la

Norma CEI 0-16 per gli Utenti di Bassa Tensione.

Tale Norma, come per la relativa ai sistemi in AT e in MT, fisserà

le Regole Tecniche di Connessione degli utenti (sia passivi che

attivi) alla rete in BT.

L’AEEG richiamerà tale Norma come allegato al decreto relativo

all’argomento, e quindi in quanto tale avrà il peso di legge.

Sarà il riferimento per “tutti” sia per i Distributori che per gli

operatori di settore.

Page 74: Sistemi solari fotovoltaici

74

Allacciamento alla rete

PREMESSA

La Norma CEI 0-16 per gli Utenti di Bassa Tensione sostituirà a

tutti gli effetti tutte le disposizioni di tutti i Distributori Locali.

Con alta probabilità la maggior parte dei contenuti tecnici

dell’attuale DK 5940 ed. 2.2 saranno replicati.

Il GIFI con le sue consociate sono al lavoro per evidenziare le

“criticità” ed eventualmente comunicarle al CEI.

Page 75: Sistemi solari fotovoltaici

75

Allacciamento alla rete

L’allacciamento dei sistemi fotovoltaici alla rete di distribuzione è regolamentato dalle norme CEI 11-20 IV edizione e la rispettiva variante V1 per reti di I e II categoria (BT) e dalle norme CEI 11-32 per la rete di III categoria (AT).

I Distributori Locali emanano poi delle proprie prescrizioni ispirate dalle norme CEI.

ENEL ha pubblicato il documento DK 5940 ed 2.2(Criteri di allacciamento di impianti di produzione alla rete BT di ENEL Distribuzione) ad aprile 2007.

Altri distributori si rifanno in sostanza a quest’ultimo.

Page 76: Sistemi solari fotovoltaici

76

Allacciamento alla rete - Vincoli

(potenze intese lato AC)

Potenza allacciabilePotenza allacciabile

� In generale: da 0,75kW in su; in BT almeno fino a 100 kW

� Monofase = MAX 6 kW

� Trifase = MAX squilibrio tra le fasi 6 kW

Isolamento galvanico verso la reteIsolamento galvanico verso la rete

• collegandosi tramite convertitori statici (inverter), è

obbligatorio garantirlo tramite trasformatore a 50 Hz.

• Omissibile fino a 20kW se è presente una protezione che

interviene quando la componente continua supera una

certa soglia (0,5% della fondamentale).

Page 77: Sistemi solari fotovoltaici

77

Dispositivi generale e di generatore

DISPOSITIVO DI GENERATORE

• è installato a valle di ciascun generatore e lo esclude quando è aperto

Sono ammessi:

• interruttore automatico con sganciatore di apertura

• contattore/commutatore combinato con fusibile o con interruttore

automatico

DISPOSITIVO GENERALE

• deve escludere l'intera rete del Cliente produttore dalla rete pubblica,

quando è aperto

• deve essere costituito da un interruttore con sganciatori di massima

corrente

Page 78: Sistemi solari fotovoltaici

78

Protezioni di INTERFACCIAProtezioni di INTERFACCIA

Devono essere previste tra i generatori e la rete pubblica, sensibili ad

anomalie della tensione e frequenza di rete

� integrate nell’inverter: OK fino a 20 kW e n°3 inverter

� esterne all’inverter: in tutti gli altri casi (dispositivo unico)

� agiscono su contattore o interruttore con bobina di apertura a

mancanza di corrente

Impediscono:

� l’alimentazione della rete da parte degli inverter (pericolo per i manutentori)

� la distruzione dell’inverter al ritorno della tensione di rete (perdita del sincronismo)

L’interfaccia con la rete

Page 79: Sistemi solari fotovoltaici

79

L’interfaccia con la rete

PROTEZIONI DI INTERFACCIA

Le protezioni di interfaccia, costituite essenzialmente da relé di frequenza e di

tensione, previste dalla Norma CEI 11-20 sono tarate secondo la seguente

tabella.

senza ritardo intenzionale49,7 HzMinima frequenza

senza ritardo intenzionale50,3 HzMassima frequenza

≤ 0,2 s≥ 0,8 VnMinima tensione

≤ 0,1 s≤ 1,2 VnMassima tensione

TEMPO DI INTERVENTOVALORE DI TARATURAPROTEZIONE

Page 80: Sistemi solari fotovoltaici

80

L’interfaccia con la rete – Scheda EP-3

L’interfaccia Enerpoint EP3

Page 81: Sistemi solari fotovoltaici

81

L’interfaccia con la rete – Scheda EP-3

Page 82: Sistemi solari fotovoltaici

82

L’interfaccia con la rete – Scheda EP-3

Page 83: Sistemi solari fotovoltaici

83

Estratto della DK 5940 Ed. 2.2

CRITERI GENERALI DI ALLACCIAMENTO

I gruppi di generazione possono essere di tipo monofase o trifase.

Per gli allacciamenti monofase la massima taglia ammessa è 6 kW.

Per allacciamenti di tipo trifase è ammesso collegare, fra le fasi ed

il neutro, generatori monofase di potenza non uguale purché lo

squilibrio complessivo (differenza fra la potenza installata sulla

fase con più generazione e quella con meno generazione) non

superi 6 kW.

Page 84: Sistemi solari fotovoltaici

84

Estratto della DK 5940 Ed. 2.2

CRITERI GENERALI DI ALLACCIAMENTO

La scelta del livello di tensione cui allacciare un produttore

dipende dalla potenza dell’impianto di produzione e da

quella dei carichi passivi e di altri impianti di produzioni

presenti sulla stessa rete.

Generalmente gli impianti di produzione di potenza nominale

complessiva ≤ 50 kW vengono allacciati alla rete di BT ed

allacciati alla rete di MT se di potenza nominale complessiva

superiore a 100 kW.

L’allacciamento alla rete BT può avvenire su linea esistente, su

linea dedicata o tramite cabina di trasformazione MT/BT

dedicata.

Page 85: Sistemi solari fotovoltaici

85

Estratto della DK 5940 Ed. 2.2

CRITERI GENERALI DI ALLACCIAMENTO

In ogni caso la scelta del livello di tensione e delle modalità di

allacciamento del cliente produttore verrà effettuata

caso per caso, sulla base delle verifiche preliminari di

allacciamento.

Il cliente produttore deve fornire una documentazione

preliminare, allegata alla domanda di allacciamento, e una

documentazione più dettagliata da allegare al regolamento di

esercizio secondo quanto descritto in allegato B.

L'allacciamento è sempre subordinato alla verifica della

fattibilità tecnica effettuata da ENEL sulla base della

documentazione fornita dal cliente produttore e della

compatibilità con i limiti di sfruttamento dei componenti della

rete stabiliti da ENEL.

Page 86: Sistemi solari fotovoltaici

86

Estratto della DK 5940 Ed. 2.2

CRITERI GENERALI DI ALLACCIAMENTO

Nel caso che siano presenti più clienti produttori sulla rete BT

dovranno essere valutati gli effetti della totale

produzione, secondo le indicazioni fornite in seguito.

Non è consentita la messa in parallelo alla rete di distribuzione

BT di generatori rotanti o dispositivi di conversione statici in

grado di sostenere autonomamente la frequenza e la tensione

di rete.

I generatori rotanti che possono essere allacciati direttamente

alle reti di distribuzione BT sono solo quelli che si

comportano durante il funzionamento in parallelo come

generatori asincroni.

Page 87: Sistemi solari fotovoltaici

87

Estratto della DK 5940 Ed. 2.2

CRITERI GENERALI DI ALLACCIAMENTO

Nel caso di generatore asincrono autoeccitato e con dispositivo

di interfaccia di tipo quadripolare, deve essere prevista la

commutazione del centro stella del generatore dal neutro della

rete ENEL all'impianto di terra dell'utente, quando si passi dal

funzionamento in parallelo al funzionamento in isola.

Tale commutazione si rende necessaria per mantenere il

sistema elettrico in isola con neutro collegato a terra (il

conduttore di neutro BT ENEL, infatti, non deve mai essere

messo a terra dal cliente).

Page 88: Sistemi solari fotovoltaici

88

documenti tecnici – ENEL DK 5940 ed2.2

• Punti non applicabili (es:generatori rotanti) porre “non applicabile”

• 6) anche multifilare se già disponibile, integrarvi indicazioni punto 11

• 8) Contributo cortocircuito = corrente @ Pmax inverter con tensione di rete 0,8Vn

• valore monofase se singolo o multiinverter monofasi squilibrati, valore trifase per inverter trifasi (specificare)

• 9) carichi passivi� in mancanza d’altro, porre potenza contrattuale

all A

all B

Dati e riferimenti cliente, dati nodo connessione, da lettera preventivo ENEL

Dati professionista, cliente, caratteristiche tecniche impianto di generazione (FV)

Page 89: Sistemi solari fotovoltaici

89

documenti tecnici – ENEL DK 5940 ed2.2

• 12) organi (Dispositivi) di manovra = interruttori, contattori…

• 13) relè (Protezioni) = comando logico dei dispositivi

• 14) eseguire verifiche e poi barrare casella SI

• 14.8) lasciare bianco (non si ha permesso connessione) anche se in genere tollerato solo per prove

• 16) mettere nota ove si spiega che si possono avere i dati solo dopo intervento Enel, conseguente al presente documento

all C

all D

Informazioni sui rischi del luogo, a cura del cliente

� aiutare il cliente nella parte iniziale tecnica

� consegnare insieme ad A, B o sul posto

Dichiarazione di messa in sicurezza parte di impianto soggetta all’installazione contatori

� responsabilità del cliente o preposto (RI), aiutare nell’individuazione parti e messa fuori tensione

Page 90: Sistemi solari fotovoltaici

90

Protezione d’interfaccia

Connessione

monofase Pnom

convertitore ≤ 6 kW

Potenza complessiva

dell’impianto ≤ 6 kW

(PI) integrata nel

convertitore

Page 91: Sistemi solari fotovoltaici

91

N° Convertitori: 3

Connessione monofase o

trifase Pnom del singolo

convertitore ≤ 6 kW

Potenza complessiva

dell’impianto ≤ 20 kW

(PI) integrata in ciascun

convertitore

Protezione d’interfaccia

Page 92: Sistemi solari fotovoltaici

92

3 inverter, < 20kW

Protezione d’interfaccia

Page 93: Sistemi solari fotovoltaici

93

N° Convertitori: > 3

Connessione monofase o

trifase Pnom del singolo

convertitore ≤ 6 kW

Potenza complessiva

dell’impianto ≤ 20 kW

(PI) unica ed esterna ai

convertitori

Protezione d’interfaccia

Page 94: Sistemi solari fotovoltaici

94

6 inverter, < 20kW

Protezione d’interfaccia

Page 95: Sistemi solari fotovoltaici

95

Schemi tipici di connessione per impianti BT

Connessione impianti BT

Page 96: Sistemi solari fotovoltaici

96

Schemi tipici di connessione per impianti BT

Page 97: Sistemi solari fotovoltaici

97

Schemi tipici di connessione per impianti BTL

kWh

Contatore

bidirezionale

id

N230 V

Int. L

Int. Utenze del

cliente

Int. Generale

A

B

C

id

L N

D E

Int. fm

Luci PreseLluci Lfm

Sluci Sfm

LFV

SFV

L2

S2

L1

S1

Campo FV

Inverter

Int. FV

Confine

kWh

Contatore misura

energia prodotta

Page 98: Sistemi solari fotovoltaici

98

Schemi tipici di connessione per impianti BT

id

L

N230 V

Int. L

Int. Generale

del cliente

Limit.

A

B

C

id

L N

D E

Int. fm

Luci PreseLluci Lfm

Sluci Sfm

LFV

SFV

L2

S2

L1

S1

Campo FV

Inverter

Int. FV

Confine

kWh

Contatore bidirezionale

kWh

Contatore misura

energia prodotta

Page 99: Sistemi solari fotovoltaici

99

Schemi tipici di connessione per impianti BT

id

L

N230 V

Int. L

Int. Generale

del cliente

Limit.

A

B

C

id

L N

D E

Int. fm

Luci PreseLluci Lfm

Sluci Sfm

LFV

SFV

L2

S2

L1

S1

Campo FV

Inverter

Int. FV

Confine

kWh

Contatore misura

energia prodotta

kWh

Contatore bidirezionale

Page 100: Sistemi solari fotovoltaici

100

Schemi tipici di connessione per impianti BT

id

L

N230 V

Int. L

Int. Generale

del cliente

Limit.

A

B

C

id

L N

D E

Int. fm

Luci PreseLluci Lfm

Sluci Sfm

LFV

SFV

L2

S2

L1

S1

Campo FV

Inverter

Int. FV

Confine

kWh

Contatore misura

energia prodotta

kWh

Contatore

bidirezionale

Page 101: Sistemi solari fotovoltaici

101

Schemi tipici di connessione per impianti BT

id

L

N230 V

Int. L

Int. Generale

del cliente

Limit.

A

B

C

id

L N

D E

Int. fm

Luci PreseLluci Lfm

Sluci Sfm

LFV

SFV

L2

S2

L1

S1

Campo FV

Inverter

Int. FV

Confine

Pochi cm

kWh

Contatore misura

energia prodotta

kWh

Contatore bidirezionale

Page 102: Sistemi solari fotovoltaici

102

Schemi tipici di connessione per impianti BT

id

L

N230 V

Int. L

Int. Generale

del cliente

Limit.

A

B

C

id

L N

D E

Int. fm

Luci PreseLluci Lfm

Sluci Sfm

LFV

SFV

L2

S2

L1

S1

Campo FV

Inverter

Int. FV

Confine

Pochi cm

kWh

Contatore misura

energia prodotta

kWh

Contatore

bidirezionale

Page 103: Sistemi solari fotovoltaici

103

Schemi tipici di connessione per impianti BT

Page 104: Sistemi solari fotovoltaici

104

Schemi tipici di connessione per impianti BT

id

L

N230 V

Int. L

Int. Generale

del cliente

Limit.

B

id

L N

Int. fm

Luci Prese

LFV

SFV

Campo FV

Inverter

Int. FV

Confine

Int. Sezionatore di manovra

kWh

Contatore misura

energia prodotta

kWh

Contatore bidirezionale

Page 105: Sistemi solari fotovoltaici

105

Grazie dell’attenzione !!!