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Quaderni di applicazione tecnica N.10 Impianti fotovoltaici

Quaderno 10 pv

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  • 1. Quaderni di applicazione tecnica N.10Impianti fotovoltaici

2. Quaderni di Applicazione TecnicaImpianti fotovoltaiciIndiceIntroduzione............................................... 4 3 Metodi di installazione ePARTE Iconfigurazioni................................. 261 Generalit sugli impianti3.1Integrazione architettonica.............................. 26 fotovoltaici. .......................................... 5 3.2Configurazione del campo solare................... 27 1.1 Principio di funzionamento........................ 5 3.2.1 Impianto mono-inverter........................................... 27 3.2.2 Impianto con un inverter per ogni stringa............... 271.2 Energia del sole......................................... 5 3.2.3 Impianto multi-inverter............................................ 271.3 Principali componenti di un impianto3.3Scelta ed interfacciamento inverter................ 28 fotovoltaico............................................... 8 . 1.3.1 Generatore fotovoltaico. ................................. 8. 3.4Scelta dei cavi................................................. 32 1.3.2 Inverter.......................................................... 11 3.4.1 Tipi di cavi............................................................... 32 1.4 Tipologia dei pannelli fotovoltaici............ 12 3.4.2 Sezione e portata.................................................... 32 1.4.1 Pannelli in silicio cristallino............................ 12 1.4.2 Pannelli in film sottile..................................... 13 1.5 Tipologia degli impianti fotovoltaici......... 15 1.5.1 Impianti isolati (stand-alone)......................... 15. 1.5.2 Impianti collegati alla rete (grid-connected).. 16PARTE II - Contesto italiano 1.6 Intermittenza della generazione4 Allacciamento alla rete eed accumulo dellenergia prodotta......... 17misura dellenergia.................... 332 Produzione energetica.......... 18 4.1Generalit........................................................ 33 2.1 Circuito equivalente della cella................ 184.2Parallelo con la rete BT................................... 34 2.2 Caratteristica tensione-corrente 4.3Parallelo con la rete MT.................................. 36del modulo.............................................. 184.4Misura dellenergia prodotta e scambiata 2.3 Schema circuitale di connessione con la rete....................................................... 38alla rete.................................................... 195 Messa a terra e protezione 2.4 Potenza nominale di picco...................... 20dai contatti indiretti. ................. 39 2.5 Produzione energetica annua attesa....... 205.1Messa a terra.................................................. 39 2.6 Inclinazione ed orientamentodei pannelli.............................................. 22 5.2Impianti con trasformatore.............................. 39 2.7 Tensioni e correnti in un impianto PV...... 24 5.2.1 Masse a monte del trasformatore........................... 39 5.2.1.1 Impianto con sistema IT............................. 39 2.8 Variazione dellenergia prodotta.............. 24 5.2.1.2 Impianto con sistema TN........................... 39 2.8.1 Irraggiamento................................................ 24 5.2.2 Masse a valle del trasformatore.............................. 40 2.8.2 Temperatura dei moduli. ............................... 25. 2.8.3 Ombreggiamenti............................................ 25 5.3Impianti senza trasformatore.......................... 41 Segue 1 3. Quaderni di Applicazione TecnicaImpianti fotovoltaiciIndice6 Protezione dalle sovracor-8.2Considerazioni economiche renti e sovratensioni................ 42 sullimpianto PV.............................................. 546.1Protezione dalle sovracorrenti lato c.c............ 42 8.3Esempi di analisi dinvestimento..................... 54 6.1.1 Protezione dei cavi.................................................. 42 8.3.1 Impianto fotovoltaico da 3kWp autofinanziato. ...... 54 . 6.1.2 Protezione delle stringhe contro 8.3.2 Impianto fotovoltaico da 3kWp finanziato. ............. 56 . la corrente inversa................................................... 43 8.3.3 Impianto fotovoltaico da 60kWp autofinanziato. .... 57. 6.1.3 Comportamento dellinverter.................................. 43 8.3.4 Impianto fotovoltaico da 60kWp finanziato. ........... 58. 6.1.4 Scelta dei dispositivi di protezione. ........................ 43.6.2Protezione dalla sovracorrenti lato c.a............ 446.3Scelta dei dispositivi di manovra e sezionamento.................................................. 44PARTE III6.4Protezione dalle sovratensioni........................ 459 Soluzioni ABB per applica- 6.4.1 Fulminazione diretta................................................ 45 6.4.1.1 Edificio senza LPS. .................................... 45.zioni fotovoltaiche...................... 59 6.4.1.2 Edificio con LPS......................................... 45 9.1Interruttori scatolati ed aperti.......................... 59 6.4.1.3 Impianto PV a terra. ................................... 46 . 9.1.1 Interruttori automatici scatolati per 6.4.2 Fulminazione indiretta............................................. 46 corrente alternata Tmax T...................................... 59 9.1.2 Nuova gamma interruttori automatici 6.4.2.1 Protezione lato continua. ........................... 47. scatolati SACE Tmax XT........................................ 60 6.4.2.2 Protezione lato alternata............................ 48 . 9.1.3 Interruttori automatici scatolati per impiego fino a 1150 V c.a.................................................... 617 Il Conto Energia............................ 49 9.1.4 Interruttori di manovra-sezionatori scatolati Tmax T e SACE Tmax XT. ..................................... 64.7.1Meccanismo del Conto Energia e 9.1.5 Interruttori automatici aperti tariffe incentivanti............................................ 49 per corrente alternata. ........................................... 65 . 9.1.6 Interruttori automatici aperti per impiego7.2Valorizzazione dellenergia prodotta fino a 1150 V c.a.................................................... 66 dallimpianto. .................................................. 50 . 9.1.7 Interruttori di manovra-sezionatori aperti. ............. 67 . 7.2.1 Scambio sul Posto.................................................. 50 7.2.2 Vendita dellenergia prodotta.................................. 51 9.1.8 Interruttori di manovra-sezionatori aperti per impiego fino a 1150 V c.a................................ 687.3Incentivazione dopo il 2010............................ 51 9.1.9 Interruttori automatici scatolati per corrente continua Tmax T.................................................... 698 Analisi economica dellinve- 9.1.10 Interruttori automatici scatolati per corrente continua SACE Tmax XT. ...................................... 70. stimento................................................ 53 9.1.11 Interruttori automatici scatolati per impiego fino a 1000 V c.c.................................................... 708.1Richiami teorici................................................ 53 9.1.12Interruttori di manovra-sezionatori scatolati 8.1.1 Valore Attuale Netto (VAN). ..................................... 53. per corrente continua Tmax PV............................. 71 8.1.2 Indicatori economici................................................ 53 9.1.13Interruttori automatici aperti per 8.1.2.1 Tasso Interno di Rendimento (TIR)............. 53 corrente continua................................................... 72 8.1.2.2 Tempo di Ritorno Attualizzato (TRA).......... 53 . 9.1.14Interruttori di manovra-sezionatori aperti 8.1.2.3 Tempo di Ritorno (TR). ............................... 53 . per impiego fino a 1000 V c.c................................ 762 4. 9.2 Sganciatori differenziali tipo B. ..................... 77 .Appendice A Nuove tecnologie di pannelli9.2.1Sganciatori differenziali RC223 e RC B Type......... 77A.1 Tecnologie emergenti...................................... 939.2.2Interruttori differenziali modulari............................ 78. A.2 Solare a concentrazione................................. 94.9.3 Contattori...................................................... 78A.3 Solare a pannelli cilindrici............................... 94 .9.4 Sezionatori.................................................... 79.Appendice B Altre fonti di energie rinnovabili9.5 Interruttori magnetotermici modulari. ........... 81 .B.1 Premessa....................................................... 95B.2 Energia eolica................................................ 959.6 Scaricatori di sovratensione ......................... 82B.3 Energia da biomasse..................................... 959.7 Sezionatori fusibili......................................... 83 B.4 Energia geotermica........................................ 969.8 Fusibili cilindrici............................................. 83B.5 Energia da maree e moto ondoso................. 96B.6 Il mini-idroelettrico......................................... 979.9 Dispositivo di controllo isolamento............... 83B.7 Solare termico............................................... 97.9.10Contatori elettronici di energia...................... 84B.8 Solare termodinamico................................... 99.B.9 Sistemi ibridi................................................ 1019.11Rel di interfaccia.......................................... 85B.10Situazione energetica italiana...................... 1019.12Inverters......................................................... 86 B.10.1 Energie non rinnovabili................................ 102B.10.2 Energie rinnovabili. .................................... 1029.13Quadri............................................................ 889.14Centralini da parete....................................... 88 Appendice C Esempi di dimensionamentoimpianto fotovoltaico9.15 Scatole di derivazione................................... 88 C.1 Premessa...................................................... 1039.16Morsetti componibili...................................... 89C.2 Impianto fotovoltaico da 3kWp..................... 103C.3 Impianto fotovoltaico da 60kWp................... 1069.17Pressacavi e dadi.......................................... 899.18Motori............................................................ 909.19Convertitori di frequenza............................... 919.20Controllori programmabili.............................. 919.21Quadri di campo............................................ 91 3 5. Quaderni di Applicazione Tecnica Introduzione Nellattuale contesto energetico ed ambientale globale gono principalmente descritti i metodi di connessione diventato rilevante e prioritario (anche a seguito del alla rete, di protezione da sovracorrenti, sovratensioni eIntroduzione protocollo di Kyoto) lobiettivo di riduzione delle emissionidai contatti indiretti, al fine di condurre alla scelta appro- di gas serra e di sostanze inquinanti, anche mediante lo priata dei dispositivi di manovra e protezione dei diversi sfruttamento di fonti energetiche alternative e rinnova- componenti dellimpianto. bili, che affianchino e riducano lutilizzo di combustibiliIl Quaderno Tecnico suddiviso in tre parti: nella prima fossili, i quali sono oltretutto destinati ad esaurirsi per il parte pi generale (comprendente i primi tre capitoli) ven- considerevole consumo da parte di diversi Paesi. gono descritti il principio di funzionamento degli impianti Il Sole certamente una fonte di energia rinnovabile dallefotovoltaici, la loro tipologia, i principali componenti, i grosse potenzialit, a cui si pu attingere nel rispetto metodi di installazione e le diverse configurazioni. Viene dellambiente. Basti pensare che istante per istante lainoltre analizzata la produzione energetica di un impianto superficie dellemisfero terrestre esposto al Sole ricevee come essa possa variare in funzione di determinate una potenza maggiore di 50 mila TW; la quantit di ener- grandezze. La seconda parte (comprendente i capitoli gia solare che arriva sul suolo terrestre quindi enorme, dal quattro allotto) dedicata ai metodi di allacciamento circa diecimila volte superiore a tutta lenergia usataalla rete, ai sistemi di protezione, alla descrizione del dallumanit nel suo complesso.Conto Energia e ad una semplice analisi economica Tra i diversi sistemi che utilizzano fonti di energie rinno- dellinvestimento per realizzare un impianto fotovoltai- vabili, il fotovoltaico promettente per le qualit intrin- co, con particolare riferimento al contesto italiano ed seche del sistema stesso, poich ha ridottissimi costi alle normative, alle delibere ed ai decreti in esso vigenti desercizio (il combustibile gratuito) e limitate esigenze al momento della stesura del Quaderno Tecnico. Infine di manutenzione, affidabile, silenzioso e relativamentenella terza parte (comprendente il capitolo nove) vengono semplice da installare. Inoltre il fotovoltaico, in alcune fornite le soluzioni che ABB mette a disposizione per applicazioni isolate, sicuramente conveniente in con-applicazioni fotovoltaiche. fronto ad altre fonti energetiche, specie in luoghi in cui sia Con la seconda edizione del Quaderno Tecnico sono stati difficoltoso ed antieconomico giungere con tradizionaliin particolare aggiunti nuovi prodotti nel capitolo sullof- linee elettriche.ferta ABB per applicazioni fotovoltaiche ed aggiornato il Nel panorama italiano il fotovoltaico sta avendo un fortecapitolo sul Conto Energia. incremento grazie al Conto Energia, un meccanismo di A compendio del Quaderno Tecnico sono inoltre presenti sovvenzione per il settore fotovoltaico che prevede la tre appendici nelle quali si fornisce: remunerazione, con incentivi erogati dal GSE (Gestore una descrizione delle nuove tecnologie nella realizza- dei Servizi Elettrici), dellenergia elettrica prodotta dazione di pannelli solari e del solare a concentrazione impianti connessi alla rete.come metodo per incrementare lirraggiamento dei pannelli; Questo Quaderno Tecnico intende analizzare le proble- una descrizione delle altre fonti di energia rinnovabile matiche ed i concetti di base che si incontrano nella ed unanalisi della situazione energetica italiana; realizzazione di un impianto fotovoltaico; partendo da un esempio di dimensionamento di un impianto foto- una descrizione generale sulle modalit di sfruttamento voltaico da 3kWp relativo ad una villetta monofamiliare dellenergia solare mediante impianti fotovoltaici, ven-ed un esempio di impianto da 60kWp per unazienda artigianale manifatturiera. 4 Impianti fotovoltaici 6. PARTE I1 Generalit sugli impianti fotovoltaici1.1Principio di funzionamento1.2Energia dal Sole 1 Generalit sugli impianti fotovoltaiciUn impianto fotovoltaico trasforma direttamente edNel nucleo del Sole avvengo incessantemente reazioniistantaneamente lenergia solare in energia elettrica senza di fusione termonucleare a milioni di gradi che libera-lutilizzo di alcun combustibile. La tecnologia fotovoltaicano enormi quantit di energia sottoforma di radiazionisfrutta infatti leffetto fotovoltaico, per mezzo del quale elettromagnetiche. Parte di questa energia raggiungealcuni semiconduttori opportunamente drogati gene-lesterno dellatmosfera terrestre con un irraggiamentorano elettricit se esposti alla radiazione solare. medio (costante solare) di circa 1367 W/m2 3% chevaria in funzione della distanza Terra-Sole (figura 1.1)1 eI principali vantaggi degli impianti fotovoltaici possono dellattivit solare (macchie solari).riassumersi in: Figura 1.1 - Radiazione extra-atmosferica generazione distribuita nel luogo dove serve;W/m2 assenza di emissione di sostanze inquinanti;1400 risparmio di combustibili fossili; affidabilit degli impianti poich non vi sono parti in1380 movimento (vita utile di norma superiore ai 20 anni);1360 ridotti costi di esercizio e manutenzione; modularit del sistema (per incrementare la potenza1340 dellimpianto sufficiente aumentare il numero di pannelli) secondo le reali esigenze dellutente. 1320Tuttavia, il costo iniziale per la realizzazione di un impiantofotovoltaico ancora piuttosto elevato a causa di un 1300G FMAMGLASON Dmercato che non ha ancora raggiunto la piena maturit Mesetecnica ed economica. Inoltre la produzione discontinua Per irraggiamento solare si intende lintensit della radia-a causa della variabilit della fonte energetica solare.zione elettromagnetica solare incidente su una superficiedi area unitaria [kW/m2]. Tale intensit pari allintegraleLa produzione elettrica annua di un impianto fotovoltaico della potenza associata a ciascun valore di frequenzadipende da diversi fattori tra cui: dello spettro della radiazione solare. radiazione solare incidente sul sito di installazione; Nellattraversare latmosfera la radiazione solare si atte- inclinazione ed orientamento dei pannelli; nua, poich in parte viene riflessa ed assorbita (soprat- presenza o meno di ombreggiamenti; tutto dal vapore dacqua e dagli altri gas atmosferici). prestazioni tecniche dei componenti dellimpiantoLa radiazione che prosegue viene parzialmente diffusa (principalmente moduli ed inverter). dallaria e dalle particelle solide in sospensione nellaria(figura 1.2).Le principali applicazioni degli impianti fotovoltaiciFigura 1.2 - Flusso di energia fra il sole, latmosfera e la superficie terrestresono: 1.impianti (con sistemi di accumulo) per utenze isolate 25% riflessa dalla rete (stand alone);dallatmosfera 2.impianti per utenze collegate alla rete di bassa tensione (grid connected); 3.centrali di produzione di energia elettrica fotovol-18% diffusa5% riflessa dallatmosfera taico, generalmente collegate alla rete in media dal terreno tensione.5% assorbitadallatmosferaGli incentivi in conto energia sono concessi solo perle applicazioni di tipo 2 e 3, in impianti con potenza no-minale non inferiore ad 1 kW.Un impianto fotovoltaico essenzialmente costituitoda un generatore (pannelli fotovoltaici), da una strutturadi sostegno per installare i pannelli sul terreno, su unedificio o una qualsiasi struttura edilizia, da un sistema 27% assorbita dalla superficie della terradi controllo e condizionamento della potenza, da uneventuale accumulatore di energia, da quadri elettricicontenenti le apparecchiature di manovra-protezione e 1 A causa dellorbita ellittica, la Terra si trova alla minima distanza dal Sole (perielio) adai cavi di collegamento. dicembre-gennaio ed alla massima distanza (afelio) nei mesi di giugno-luglio.Impianti fotovoltaici 5 7. Quaderni di Applicazione Tecnica Per radiazione solare sintende lintegrale dellirraggiamen-La radiazione riflessa dipende dalla capacit di una su- to solare su un periodo di tempo specificato [kWh/m2]. perficie di riflettere la radiazione solare e viene misurata1 Generalit sugli impianti fotovoltaici La radiazione che giunge su una superficie orizzontale tramite il coefficiente di albedo calcolato per ciascun pertanto composta da una radiazione diretta, asso- materiale (figura 1.4). ciata allirraggiamento diretto sulla superficie, da unaFigura 1.4 - Radiazione riflessa radiazione diffusa che arriva sulla superficie dal cielo in ogni direzione e da una radiazione riflessa dal terreno e Tipo di superficiealbedo dallambiente circostante una data superficie (figura 1.3). Strade sterrate0,04 Dinverno e con il cielo coperto la componente diffusa Superfici acquose0,07 molto maggiore di quella diretta. Bosco di conifere dinverno0,07 Asfalto invecchiato0,10 Figura 1.3 - Componenti della radiazione solare Tetti o terrazzi in bitume 0,13 Suolo (creta, marne) 0,14 Erba secca 0,20 Pietrisco0,20 Calcestruzzo invecchiato 0,22limite dellatmosferaBosco in autunno/campi 0,26 Attenuazione dellirraggiamentoErba verde 0,26 Superfici scure di edifici 0,27 Foglie morte 0,30 Superfici chiare di edifici0,60Diffuso Diretto Neve 0,75 Riflesso Nella figura 1.5 rappresentato latlante solare mondialedella radiazione media solare sul piano inclinato 30 Sud[kWh/m2/giorno]. Figura 1.5 - Atlante solare 1 kWh/m2 2 kWh/m23 kWh/m24 kWh/m25 kWh/m26 kWh/m2 7 kWh/m2 6 Impianti fotovoltaici 8. In Italia la radiazione media annuale varia dai 3.6 kWh/m2/(5.4 . 365 ), lequivalente energetico di 1.5 barili di petroliogiorno della Pianura Padana ai 4.7 kWh/m2/giorno del per metro quadrato, mentre il resto dellItalia si trova fra i1 Generalit sugli impianti fotovoltaicicentro sud e ai 5.4 kWh/m2/giorno della Sicilia (figura 1.6).1750 kWh/m2 della fascia tirrenica e 1300 kWh/m2 dellaIn localit favorevoli del Sud e delle Isole possibile zona padana.pertanto raccogliere annualmente circa 2000 kWh/m2Figura 1.6 - Irradiazione globale giornaliera in kWh/m23.63.84.4 4.0Bolzano4.04.2MilanoVenezia Trieste 4.4 4.63.8 Genova 4.8Ancona5.0 4.8 5.05.24 4. Pianosa Roma4.8Brindisi Napoli 5.2Alghero 5. 2MessinaTrapani5.2Pantelleria 5.05.0 Impianti fotovoltaici 7 9. Quaderni di Applicazione Tecnica 1.3Principalicomponenti di un impiantoNella zona di contatto tra i due strati a diverso drogaggio(giunzione P-N), gli elettroni tendono a diffondersi dalla1 Generalit sugli impianti fotovoltaicifotovoltaicoregione ad alta densit di elettroni (N) alla regione a bassadensit di elettroni (P) creando pertanto un accumulo di 1.3.1 Generatore fotovoltaico carica negativa nella regione P. Un fenomeno duale av-viene per le lacune, con un accumulo di carica positiva Il componente elementare del generatore la cella fo- nella regione N. tovoltaica in cui avviene la conversione della radiazioneSi viene quindi a creare un campo elettrico interno alla solare in corrente elettrica.giunzione che si oppone allulteriore diffusione di cari- La cella costituita da una sottile fetta di materialeche elettriche. Se si applica una tensione dallesterno, semiconduttore, generalmente silicio opportunamentela giunzione permette il passaggio di corrente in un solo trattato, dello spessore di circa 0.3 mm e con una su- senso (funzionamento da diodo). perficie compresa tra i 100 e i 225 cm2. Quando la cella esposta alla luce, per effetto fotovol- Il silicio, che ha quattro elettroni di valenza (tetravalente),taico2, vengono a crearsi delle coppie elettrone-lacuna viene drogato mediante linserimento su una faccia sia nella zona N che nella zona P.Il campo elettrico interno permette di dividere gli elettroni di atomi trivalenti (es. boro drogaggio P) e sullaltrain eccesso (ottenuti dallassorbimento dei fotoni da parte faccia con piccole quantit di atomi pentavalenti (es. del materiale) dalle lacune, e li spinge in direzioni opposte fosforo drogaggio N).gli uni rispetto agli altri. La regione tipo P ha un eccesso di lacune, mentre la Gli elettroni, una volta oltrepassata la zona di svuota- regione tipo N ha un eccesso di elettroni (figura 1.7).mento non possono quindi pi tornare indietro, perchil campo impedisce loro di invertire il senso di marcia. Figura 1.7 - La cella fotovoltaica Connettendo la giunzione con un conduttore esterno,si otterr un circuito chiuso nel quale la corrente fluisce Silicio drogatodallo strato P, a potenziale maggiore, verso lo strato N,a potenziale minore fintanto che la cella resta illuminata.(figura 1.8)Si SiSi Figura 1.8 - Funzionamento cella fotovoltaicaElettrone Lacuna libero CaricoBSiPRadiazioneCorrente elettricaAtomo di luminosa BORO Atomo diFOSFOROSi SiSiSilicio tipo n Giunzione p-nSilicio tipo pFlusso diFotonielettroniZona di svuotamentoGiunzioneFlusso dilacune+5+5+5 +3+3 +3+5+5+5 +3+3 +3+5+5+5 +3+3 +32Leffetto fotovoltaico si realizza quando un elettrone presente nella banda di valenza diun materiale (generalmente semiconduttore) passa nella banda di conduzione a causa+5+5+5 +3+3 +3dellassorbimento di un fotone (quanto di radiazione elettromagnetica) sufficientementeenergetico incidente sul materiale. Nei materiali semiconduttori infatti, come per i materiali+5+5+5 +3+3 +3isolanti, gli elettroni di valenza non sono liberi di muoversi, ma nei semiconduttori rispettoagli isolanti piccola la differenza energetica tra la banda di valenza e quella di conduzione(tipica dei materiali conduttori), sicch gli elettroni possono facilmente passare nella banda+5+5+5 +3+3 +3di conduzione qualora ricevano energia sufficiente dallesterno. Tale energia pu esserefornita dalla radiazione luminosa, da cui leffetto fotovoltaico. 8 Impianti fotovoltaici 10. La zona di silicio che contribuisce a fornire la corrente In commercio si trovano i moduli fotovoltaici che sonoquella circostante la giunzione P-N; nelle zone distanticostituiti da un insieme di celle. I pi diffusi racchiudono1 Generalit sugli impianti fotovoltaicisi formano le cariche elettriche, ma manca il campo 36 celle disposte su 4 file parallele collegate in serie conelettrico che le mette in movimento e di conseguenzauna superficie che varia da 0.5 a 1m2.si ricombinano. Pi moduli collegati tra loro meccanicamente ed elettrica-Quindi importante che la cella fotovoltaica abbia una mente formano un pannello, ossia una struttura comunegrande superficie: maggiore la superficie, maggiore ancorabile al suolo o ad un edificio (figura 1.10).la corrente generata. Figura 1.10Nella figura 1.9 vi una rappresentazione delleffettofotovoltaico ed il bilancio energetico descrivente lingentepercentuale di energia solare incidente che non vieneconvertita in energia elettrica.Figura 1.9 - Effetto fotovoltaico1 Separazione della carica2 Ricombinazione3 Trasmissione4 Riflessione ed ombreggiamentodei contatti frontaliElettrodonegativo4 Pi pannelli collegati elettricamente in serie costituiscono Strato n una stringa e pi stringhe, collegate elettricamente inparallelo per fornire la potenza richiesta, costituiscono ilgeneratore o campo fotovoltaico (figure 1.11-1.12). 1Figura 1.11PannelloPi moduli assemblatiin una struttura comune2 1Cella ModuloStringa Zona p-n Insieme di pannellicollegati in serie Contatto positivo 1 Strato p3100% dellenergia solare incidente- 3% perdite di riflessione ed ombreggiamento dei con- tatti frontali- 23% fotoni con lunghezza donda elevata, con insuffi- ciente energia per liberare elettroni. Si ha generazioneGeneratore fotovoltaico di caloreInsieme di stringhe collegatein parallelo per ottenere- 32% fotoni con lunghezza donda corta, con energia la potenza voluta in eccesso (trasmissione) Figura 1.12- 8.5% ricombinazioni dei portatori di carica libera- 20% gradiente elettrico nella cella, specialmente nella regione di transizione- 0.5% resistenza in serie, rappresentativa delle perdite elettriche di conduzione= 13% energia elettrica utilizzabileNelle condizioni di funzionamento standard (irraggiamen-to di 1kW/m2 alla temperatura di 25C) una cella fotovol-taica fornisce una corrente di circa 3A con una tensionedi 0.5V ed una potenza di picco pari a 1.5-1.7 Wp. Impianti fotovoltaici 9 11. Quaderni di Applicazione TecnicaNei moduli, le celle fotovoltaiche non sono tutte identi- un materiale di incapsulamento per evitare il contattoche a causa delle inevitabili difformit di fabbricazione, diretto vetro-cella, eliminare gli interstizi dovuti alle1 Generalit sugli impianti fotovoltaicipertanto due blocchi di celle collegate tra loro in paral- imperfezioni superficiali delle celle ed isolare elettrica-lelo possono non avere la stessa tensione. Si viene amente la cella dal resto del modulo; nei processi checreare conseguentemente una corrente di circolazione utilizzano la fase di laminazione si impiega spesso ildal blocco di celle a tensione maggiore verso quello a VinilAcetato di Etilene (EVA);tensione minore. Quindi una parte della potenza prodotta un substrato di supporto posteriore (vetro, metallo,dal modulo viene persa allinterno del modulo stesso plastica);(perdite di mismatch). una cornice metallica (telaio), usualmente in allumi-La disuguaglianza tra le celle pu essere determinatanio.anche da un diverso irraggiamento solare, ad esempiouna parte di celle sono ombreggiate, oppure dal loroFigura 1.13deterioramento. Cornice in alluminioTali celle si comportano come un diodo che blocca lacorrente prodotta dalle altre celle. Il diodo sottopostoalla tensione delle altre celle, la quale pu provocare laperforazione della giunzione con surriscaldamento localee danni al modulo.Pertanto i moduli sono dotati di diodi di by-pass chelimitano tale fenomeno, cortocircuitando la parte delmodulo ombreggiata o danneggiata. Anche tra le strin-ghe del campo fotovoltaico si pu creare il fenomenodi mismatch, a seguito della disuguaglianza dei moduli,diverso irraggiamento delle stringhe, ombreggiamenti eguasti di una stringa.Per evitare la circolazione di corrente inversa tra le strin-ghe si possono inserire diodi.Le celle che costituiscono il modulo sono incapsulatecon un sistema di assemblaggio che: Vetro isola elettricamente le celle verso lesterno; protegge le celle dagli agenti atmosferici e dalle solle-Supporto citazioni meccaniche;posteriore Celle resiste ai raggi ultravioletti, alle basse temperature, agliEVA sbalzi di temperatura e allabrasione; smaltisce facilmente il calore, per evitare che laumento di temperatura riduca la potenza fornita dal modulo.Tali propriet devono permanere per la vita attesa delNei moduli in silicio cristallino, per il collegamento dellemodulo. celle, si utilizzano contatti metallici saldati successiva-La figura 1.13 mostra la sezione di un modulo standardmente alla realizzazione delle celle; nei moduli a film sot-in silicio cristallino, composto da:tile il collegamento elettrico anteriore rientra nel processo una lamina di protezione sul lato superiore esposto alla di produzione della cella ed garantito da uno strato luce, caratterizzata da elevata trasparenza (il materialedi ossidi metallici trasparenti, come lossido di zinco o pi utilizzato il vetro temprato); lossido di stagno. 10 Impianti fotovoltaici 12. 1.3.2 InverterLa potenza fornita da un generatore fotovoltaico dipendeIl sistema di condizionamento e controllo della potenzadal punto in cui esso si trova ad operare.1 Generalit sugli impianti fotovoltaici Per ottimizzare lenergia prodotta dallimpianto si deve costituito da un inverter che trasforma la corrente con- adeguare il generatore al carico, in modo che il punto ditinua in alternata controllando la qualit della potenza in funzionamento corrisponda sempre a quello di massimauscita per limmissione in rete anche attraverso un filtro potenza.L-C interno allinverter stesso. A tal fine viene utilizzato nellinverter un chopper con-La figura 1.14 mostra lo schema di principio di un inverter. trollato denominato inseguitore del punto di massimaI transistor, utilizzati come interruttori statici, sono pilotatipotenza (MPPT: Maximum Power Point Tracking) cheda un segnale di apertura-chiusura che nella forma pi individua istante per istante la coppia di valori tensione-semplice fornirebbe unonda quadra in uscita.corrente del generatore per la quale la potenza fornita massima.Figura 1.14 Schema di principio di un inverter monofase Partendo dalla curva I-V del generatore fotovoltaico:+L Punto di massima potenza (MPP) per un generatore fotovoltaico I Maximum Power Point-NPer avvicinarsi il pi possibile ad unonda sinusoidalesi utilizza la tecnica pi sofisticata a modulazione della V . I = costlarghezza dimpulso (PWM: Pulse Width Modulation) checonsente di ottenere una regolazione sia sulla frequen-za che sul valore efficace della forma donda in uscita(figura 1.15). 0 VFigura 1.15 Principio di funzionamento della tecnica PWM Il punto di massimo trasferimento di potenza corrispon- de al punto di tangenza tra la caratteristica I-V per un 8 dato valore di radiazione solare e liperbole di equazione 6 V . I = cost.VtrI dispositivi MPPT commercialmente utilizzati individuanoVsin 4 il punto di massima potenza sulla curva caratteristica del 2 generatore provocando ad intervalli regolari delle piccoleVolt (V) 0 variazioni di carico che determinano scostamenti dei -2valori di tensione e di corrente, valutando se il nuovo prodotto I-V maggiore o minore del precedente. Se si -4 presenta un aumento si continuano a variare le condizioni -6di carico nella direzione considerata. -8Nel caso contrario si modificano le condizioni nel verso00,002 0,004 0,006 0,0080,01 0,012 0,014 opposto. tempo (s) Per effetto delle caratteristiche delle performance richie- ste, gli inverter per impianti in isola e per impianti collegati alla rete di distribuzione devono avere caratteristiche differenti: negli impianti funzionanti in isola, gli inverter devonoessere in grado di fornire una tensione lato c.a. il pipossibile costante al variare della produzione del ge-neratore e della richiesta del carico; negli impianti connessi alla rete, gli inverter devono ri-m = Vsin / Vtr ) Unipolare 50.3 o 51 Hz(2) Senza ritardo intenzionale sistema elettrico dellautoproduttore Minima frequenza (81 (sogliaIl sistema di protezione dinterfaccia costituito dallesovraccarico 51), due a tempo indipendente I>> (sogliafunzioni indicate nella tabella 4.2 (CEI 0-16 Foglio din-con ritardo intenzionale 51) e I>>> (soglia istantaneaterpretazione).50);Tabella 4.2 un rel di massima corrente omopolare di terra 51N Valore diTempo Ritardoa due soglie dintervento a tempo indipendente Io> eProtezione taratura estinzione guastointenzionaleIo>>, una per i guasti monofase a terra ed una per iMassima tensione (59) 1.2 Un 170 ms100 msguasti doppi monofase a terra, oppure un rel di prote-Minima tensione (27) 0.7 Un 370 ms300 mszione direzionale di terra a due soglie 67N.1 e 67N.24,Massima frequenza (81>) 50.3 Hz 170 ms100 msuna per la selezione dei guasti interni in caso di retifunzionanti a neutro compensato ed una in caso di Minima frequenza (81 y x > 2y.Di seguito vengono dapprima fornite le condizioni per laIn tal caso occorre proteggere il cavo da corto circuito seprotezione da sovracorrenti nellimpianto fotovoltaico ala sua portata inferiore a Icc4, ossia Iz 1.25 Uoc Livello di protezione Uprot < Uinv15 Corrente nominale di scarica In = 20 kA Protezione termica con capacit di estinzione del corto circuito a fine vita Tenuta alla corrente di corto circuito Iscwpv superiore alla corrente di corto circuito nel punto di installazione oppure coordinamento con unidonea protezione di back-upIn assenza di una normativa internazionale specifica perla protezione dalle sovratensioni in impianti fotovoltaici,si raccomanda linstallazione di SPD testati secondo laLe sovratensioni che, seppur limitate, possono generarsiguida UTE C 61-740-51devono essere scaricate verso terra mediante SPD (SurgeProtective Device) per proteggere le apparecchiature. Poich i moduli delle stringhe hanno in genere una ten-Gli SPD sono di fatto dei dispositivi ad impedenza va-sione di tenuta allimpulso maggiore di quella dellinverter,riabile in funzione della tensione applicata: alla tensionegli SPD posti a protezione dellinverter consentono gene-nominale dellimpianto presentano unimpedenza moltoralmente di proteggere anche i moduli, purch la distanzaelevata, mentre in presenza di una sovratensione riduco-no la loro impedenza, derivando la corrente associata allatra moduli ed inverter sia inferiore a 10 metri.sovratensione e mantenendo questultima entro deter-minati valori. A seconda delle modalit di funzionamentogli SPD si distinguono in: SPD a commutazione, quali spinterometri o diodi controllati, quando la tensione supera un determinato valore riducono istantaneamente la loro impedenza e quindi la tensione ai loro capi; SPD a limitazione, quali varistori o diodi Zener, pre- sentano unimpedenza decrescente gradualmente allaumentare della tensione ai loro capi; SPD combinati che comprendono i due precedenti collegati in serie o parallelo.15 Uprot la somma del livello di protezione dello scaricatore Up e della caduta di tensionedei collegamenti, che si pu assumere pari a 1kV/m.Impianti fotovoltaici 47 49. Quaderni di Applicazione Tecnica6.4.2.2Protezione lato alternata denza del punto di consegna un SPD per la protezioneUn impianto fotovoltaico connesso alla rete soggettodalla fulminazione diretta. Tale SPD dovrebbe avere le6 Protezione dalle sovracorrenti e sovratensionia sovratensioni anche sul lato corrente alternata, le quali seguenti caratteristiche:possono essere sia di origine atmosferica che provenienti Tipo 1dalla rete. Occorre pertanto installare immediatamente a Tensione massima di esercizio continuativo Uc > 1.1 Uovalle dellinverter un SPD idoneo. Livello di protezione Uprot < UinvTale SPD dovrebbe avere le seguenti caratteristiche: Corrente impulsiva Iimp = 25 kA per polo Tipo 2 Estinzione della corrente susseguente Ifi superiore alla Tensione massima di esercizio continuativo Uc > 1.1 Uo16corrente di corto circuito nel punto di installazione e Livello di protezione Uprot < Uinv17coordinamento con idonea protezione di back-up. Corrente nominale di scarica In = 20 kA Protezione termica con capacit di estinzione del cortoNelle figure sottostanti viene rappresentata la struttura circuito a fine vita e coordinamento con unidonea di un impianto fotovoltaico suddivisa in zone dalla A alla protezione di back-up. D e viene indicata la funzione di protezione svolta da unSPD se installato in ciascuna zona.Qualora per ledificio lanalisi del rischio preveda linstal-lazione di un LPS esterno, occorre installare in corrispon-Limite esterno dellarea di raccolta del parafulmineParafulmineParafulmineZona di equipotenzialitdelle masse del fabbricato Stringhe MSBA +IscSTCInverterA GL1 B G C -DA B C D Zona Descrizione Funzione della protezioneQuando proteggereProtezione dei moduli e delle stringhe dalle Da prevedere se la distanza tra A e B AQuadri di camposovratensioni di origine atmosferica maggiore di 10 m A A A BInverter lato correnteProtezione dellinverter dalle sovratensioni Bcontinuadi origine atmosferica Da prevedere sempre B B C CInverter lato correnteProtezione dellinverter dalle sovratensioni Da prevedere se la distanza tra C e D Calternata di origine atmosferica e di rete maggiore di 10 m C D D DOrigine impianto lato Protezione dellimpianto elettrico dalle Dcorrente alternatasovratensioni di origine atmosferica e di rete Da prevedere sempre16 Uo la tensione verso terra per sistemi TT e TN; se il sistema IT deve essere Uc > 1.73 Uo. 17 Uprot la somma del livello di protezione dello scaricatore Up e della caduta di tensionedei collegamenti, che si pu assumere pari a 1kV/m 48 Impianti fotovoltaici 50. 7 Il Conto Energia7.1 Meccanismo del Conto Energia e tariffe per impianti integrati in edifici, fabbricati, strutture incentivanti edilizie di destinazione agricola in sostituzione delle 7 Il Conto Energiacoperture in eternit o contenenti amianto;A seguito del DM 19/02/2007, chi realizza un impianto per impianti i cui soggetti pubblici sono enti locali confotovoltaico connesso alla rete e privo di sistemi di popolazione residente inferiore a 5000 abitanti.accumulo pu accedere a tariffe incentivanti, definitein base alla potenza di picco dellimpianto ed al tipo diGli impianti fotovoltaici, i cui soggetti responsabili sonointegrazione architettonica (tabella 7.1). Enti locali, rientrano nella tipologia di impianto integrato,Il principio del Conto Energia consiste nella remune-indipendentemente dalle reali configurazioni architetto-razione dellenergia prodotta e non nellincentivazioneniche dellimpianto.del capitale necessario alla realizzazione dellimpiantofotovoltaico (Conto Capitale). In aggiunta allincentivo, il soggetto responsabile perLe tariffe, che vengono erogate immutate per un perio- limpianto pu contare su un ulteriore vantaggio econo-do di 20 anni , sono applicate a tutta lenergia prodottamico derivante da:dallimpianto, indipendentemente dallutilizzo che lutente cessione dellenergia alla rete;vorr poi fare di tale produzione: vendita o autoconsumo. propri autoconsumi parziali o totali.Nella tabella 7.1 sono riportate le tariffe incentivanti, scambio sul posto con la rete (per impianti di potenzaespresse in /kWh, per gli impianti entrati in eserciziofino a 200kW).dal 1 gennaio 2010 e valide per tutto lanno. Con la finanziaria del 2008, a decorrere dal 1 gennaioTabella 7.12009, ai fini del rilascio della concessione edilizia, deve Parzialmenteessere prevista, per gli edifici di nuova costruzione, Non integrato integrato Integrato (/kWh)(/kWh) (/kWh)linstallazione di impianti per la produzione di energia1P3 kWp0.3840.4220.470 elettrica da fonti rinnovabili, in modo tale da garantire una3

20 kWp 0.3460.3840.422 tecnica dellintervento.La tariffa incentivante base pu essere incrementata Per i fabbricati industriali, di estensione superficiale nondel 5% in casi particolari non cumulabili tra loro:inferiore a 100 m2, la produzione energetica minima per impianti con potenza di picco superiore a 3kW non di 5 kW. integrati, il cui soggetto responsabile autoconsumi Inoltre il meccanismo di scambio sul posto esteso a tutti almeno il 70% dellenergia prodotta;gli impianti alimentati con fonti rinnovabili con potenza per impianti il cui soggetto responsabile una scuolamedia annua non superiore a 200 kW. pubblica/paritaria o una struttura pubblica;1La copertura finanziaria per lerogazione delle tariffe incentivanti garantita dal pre-lievo obbligatorio a sostegno delle fonti rinnovabili presente dal 1991 in tutte le bollettedellenergia elettrica di tutti gli enti distributori.Impianti fotovoltaici 49 51. Quaderni di Applicazione Tecnica7.2 Valorizzazione dellenergia prodotta il valore in Euro dellonere di prelievo sostenuto per dallimpiantolapprovvigionamento dellenergia prelevata dalla rete,7 Il Conto Energiasuddiviso in onere energia e onere servizi.Come gi accennato, unulteriore fonte di ricavo per ilIn particolare il contributo del GSE prevede:soggetto responsabile dellimpianto, oltre al Conto Ener- il ristoro dellonere servizi limitatamente allenergiagia, costituita dalla valorizzazione dellenergia prodottascambiata con la rete;dallimpianto che pu essere poi autoconsumata (anche il riconoscimento del valore minimo tra lonere energiacon lo scambio sul posto) oppure venduta sul mercatoe il controvalore in Euro dellenergia elettrica immessadellenergia elettrica. in rete.Lautoconsumo dellenergia prodotta rappresenta unaAttualmente nel regime di Scambio sul Posto, il con-fonte di ricavo implicita perch consente unabolizioneguaglio annuale non avviene pi su base energetica tradei costi dellenergia che altrimenti si preleverebbe dallakilowattora immessi e prelevati dalla rete, bens su baserete in misura pari a quella autoprodotta. economica, tenendo conto del valore dellenergia immes-La vendita dellenergia prodotta e non autoconsumata sa in rete, del valore dellenergia prelevata3 e degli onericostituisce invece una fonte di ricavo esplicita.sostenuti dallutente per laccesso alla rete limitatamenteSi pu scegliere il tipo di contratto, di vendita o di scam- allenergia scambiata4.bio sul posto, per gli impianti con potenza di picco finoIl Decreto Legislativo 387-2003 vietava la vendita dia 20 kW se posti in esercizio prima del 31/12/07, oppure energia elettrica prodotta da impianti alimentati da fontifino a 200 kW se posti in esercizio successivamente arinnovabili in regime di scambio sul posto. Pertanto, neltale data2. Oltre tale potenza si deve stipulare un con- caso in cui il valore su base annua dellenergia immessatratto di vendita. in rete fosse risultato superiore a quello dellenergia pre- levata, tale saldo veniva registrato a credito dellutente7.2.1 Scambio sul Postomedesimo, il quale poteva utilizzarlo negli anni successivi per compensare un eventuale saldo negativo.Lo scambio sul posto, disciplinato dalla Delibera dellAE- Mentre con la Delibera dellAEEG ARG/elt 186/09 (con-EG ARG/elt 74/08 Allegato A (Testo Integrato dello Scam- siderato larticolo 27, comma 45, della legge n. 99/09)bio sul Posto), consente di immettere in rete lenergia nel caso suddetto lutente dello scambio pu optareprodotta ma non immediatamente autoconsumata e per la gestione a credito delle eventuali eccedenze perviene gestito da un unico soggetto intermediario a livello gli anni solari successivi a quello a cui riferita oppurenazionale che il GSE (Gestore dei Servizi Elettrici). pu optare per la liquidazione da parte delle GSE delleIn tal caso lenergia non venduta e la rete serve come eccedenze stesse.serbatoio di energia in cui riversare quella in eccedenzaprodotta ma non autoconsumata e da cui prelevare quella Per gli impianti fotovoltaici operanti in regime di Scambiorichiesta dallimpianto utilizzatore nelle ore notturne o sul Posto vi in aggiunta un premio abbinato allusoqualora lenergia prodotta non sia sufficiente alla richiesta efficiente dellenergia negli edifici. In particolare, neglidei carichi collegati. edifici oggetto di opere di miglioramento delle prestazioniNello Scambio sul Posto il GSE riconosce un contributo energetiche in cui vengano effettuati interventi (tra quelliallutente, come ristoro di parte degli oneri sostenuti per individuati in un attestato di certificazione energetica)il prelievo di energia elettrica dalla rete. Per il calcolo che consentano, al netto dei miglioramenti derivantidel contributo su base annuale viene presa in conside- dallinstallazione dellimpianto fotovoltaico, una riduzionerazione: certificata di almeno il 10% dellindice di prestazione la quantit di energia elettrica scambiata con la rete energetica5 individuato nella certificazione energetica (lammontare minimo tra energia immessa e prelevata iniziale, il soggetto responsabile ha diritto ad un premio dalla rete nel periodo di riferimento); consistente in una maggiorazione percentuale della tariffa il controvalore in Euro dellenergia elettrica immessa riconosciuta pari alla met della percentuale di riduzione in rete; del fabbisogno di energia6.2Nel caso in cui lutente dello scambio sul posto sia il Ministero della Difesa, ovvero un5Fabbisogno di energia primaria per la climatizzazione invernale e per la produzione disoggetto terzo mandatario del medesimo Ministero, non si applica il limite di 200 kW acqua calda.(delibera ARG/elt 186/09). 6Tale premio non pu comunque eccedere il 30% della tariffa incentivante.3 Il valore dellenergia immessa in rete differisce da quello dellenergia prelevata, anche apari kilowattora, se diversa la fascia oraria giornaliera in cui si immette ed in cui si prelevaenergia. Tipicamente lenergia fotovoltaica immessa in rete ha un valore elevato perchprodotta nelle ore giornaliere diurne, cui corrisponde un maggior carico di rete.4 Gli oneri per laccesso alla rete sono relativi ai servizi di trasporto e dispacciamentodellenergia elettrica. 50 Impianti fotovoltaici 52. Mentre per gli edifici di nuova costruzione, il premio cordato. La vendita diretta di norma effettuata per le riconosciuto qualora gli edifici ottengano, con unaproduzioni energetiche di impianti di grandi dimensioni7 Il Conto Energiaopportuna certificazione energetica, un indice di pre- dellordine del megawatt; pertanto sconsigliata per glistazione energetica inferiore di almeno il 50% rispettoimpianti fotovoltaici di dimensioni medio-piccole sia perai valori indicati nel DLgs 192/05. Il premio consiste inla complessit, sia per la sua onerosit.una maggiorazione percentuale del 30% della tariffaincentivante e decorre dallanno solare successivo alladata di ricevimento della richiesta. 7.3 Incentivazione dopo il 20107.2.2 Vendita dellenergia prodottaIl DM 06/08/2010 ha stabilito i criteri per lincentivazioneLa vendita dellenergia prodotta dallimpianto fotovoltai- alla produzione di energia elettrica da impianti fotovol-co pu essere effettuata con due diverse modalit: taici che entreranno in esercizio successivamente al indiretta attraverso una convenzione di ritiro da parte 31/12/2010. Nel decreto di indica che lobiettivo nazio- del GSE;nale di potenza fotovoltaica cumulata da installare di diretta mediante la vendita in borsa o ad un grossi-8 GW entro il 2020. sta.In particolare la disponibilit di potenza cumulativa degli impianti PV che possono ottenere le tariffe incentivanti Nella vendita indiretta (secondo la delibera AEEG ARG/ stabilita in 3 GW. Inoltre la disponibilit di potenza deglielt 280/07) il GSE acquista lenergia indipendentementeimpianti integrati con caratteristiche innovative7 e deglidalla rete alla quale connesso limpianto e riconosceimpianti fotovoltaici a concentrazione8 che possonoallutente produttore, per ciascuna ora, il prezzo di mer- ottenere le tariffe incentivanti rispettivamente di 300cato riferito alla zona in cui ubicato limpianto. MW e 200 MW.Per impianti con potenza di picco fino a 1 MW sono stati Gli impianti fotovoltaici con potenza nominale non inferio-definiti dei prezzi minimi garantiti e aggiornati periodica- re a 1 kW, che entreranno in servizio entro il 31/12/2011,mente dallAEEG. Nel caso in cui al termine di ciascun avranno diritto alla tariffa incentivante indicata in tabellaanno la valorizzazione a prezzi minimi garantiti dovesse 7.2. Tale tariffa riconosciuta per 20 anni ed costanterisultare inferiore a quella ottenibile a prezzi di mercato, per tutto il periodo dincentivazione. Per gli impianti cheil GSE riconosce al produttore il relativo conguaglio. entreranno in esercizio nel 2012 e 2013 avranno dirittoLa vendita indiretta generalmente indicata sia per laalla tariffa di tabella 7.2 decurtata del 6% allanno, consemplicit di gestione, sia per la maggiore redditivit deiarrotondamento commerciale alla terza cifra decimale.prezzi minimi rispetto ai prezzi di mercato. Un successivo DM aggiorner entro il 31/12/2012 le tariffe per gli impianti che entreranno in esercizio suc-Nella vendita diretta lutente pu scegliere di venderecessivamente al 31/12/2013. In assenza di tale decretodirettamente lenergia in borsa (previa iscrizione alsi applicher la decurtazione precedente per ciascunomercato dellenergia elettrica) o attraverso un contrattodegli anni successivi al 2013.con un grossista di energia elettrica ad un prezzo con-Tabella 7.2 Impianti entrati in esercizio in data Impianti entrati in esercizio in dataImpianti entrati in esercizio in datasuccessiva al 31 dicembre 2010 successiva al 30 aprile 2011 successiva al 31 agosto 2011 Intervallo di ed entro il 30 aprile 2011 ed entro il 31 agosto 2011ed entro il 31 dicembre 2011 potenzaImpianti fotovoltaici Altri impiantiImpianti fotovoltaici Altri impiantiImpianti fotovoltaici Altri impianti realizzati sugli edificifotovoltaicirealizzati sugli edificifotovoltaicirealizzati sugli edificifotovoltaici [kW] [/kWh][/kWh][/kWh][/kWh] [/kWh] /kWh]1P30.4020.3620.3910.347 0.380 0.333 3

50000.3330.2970.3110.275 0.287 0.251 7 Impianti che utilizzano moduli e componenti speciali, sviluppati per sostituire elementi architettonici, e che risponde ai requisiti costruttivi e alle modalit dinstallazione indicate nellallegato 4 del DM. 8 Impianti composti da moduli su cui la luce solare concentrata tramite opportuni sistemi ottici. Impianti fotovoltaici 51 53. Quaderni di Applicazione TecnicaLenergia elettrica prodotta dagli impianti fotovoltaici to alla tariffa delle tabelle 7.3 e 7.4 decurtata del 2%integrati con caratteristiche innovative e dagli impianti aallanno, con arrotondamento commerciale alla terza7 Il Conto Energiaconcentrazione con potenza nominale non inferiore a 1cifra decimale.kW e non superiore a 5 MW, che entreranno in servizioentro il 31/12/2011, avranno diritto alla tariffa incentivante Un successivo DM aggiorner entro il 31/12/2012 leindicata rispettivamente nelle tabelle 7.3 e 7.4.tariffe per gli impianti che entreranno in esercizio suc- cessivamente al 31/12/2013. In assenza di tale decretoTale tariffa riconosciuta per 20 anni ed costante persi applicher la decurtazione precedente per ciascunotutto il periodo dincentivazione. Per gli impianti chedegli anni successivi al 2013.entreranno in esercizio nel 2012 e 2013 avranno dirit-Tabella 7.3Tabella 7.4Intervallo di potenza Tariffa corrispondente Intervallo di potenza Tariffa corrispondente[kW][/kWh] [kW] [/kWh] 1P20 0.441P2000.3720

2000.37P>1000 0.28 52 Impianti fotovoltaici 54. 8 Analisi economica dellinvestimento8.1 Richiami teoriciSi definisce quindi Valore Attuale Netto la differenza tra la somma degli n flussi di cassa attualizzati (n=anni di8 Analisi economica dellinvestimentoUna soluzione progettuale di un impianto deve essere durata dellinvestimento) e linvestimento iniziale Io:supportata da due analisi di fattibilit: una tecnica ednFCjuna economica. Effettuando lanalisi tecnica spesso cisi trova a dover scegliere tra possibili alternative tutte VAN = j=l(1 + CC)j-I0[8.3]tecnicamente valide e che conducono ad un dimensio-namento tecnico ottimale dellimpianto. Spesso ci che Qualora il VAN risulti positivo, significa che al termineconduce ad optare per una soluzione rispetto ad unaltra della vita dellinvestimento, i flussi di cassa attualizzati il risultato della verifica di convenienza economica prodotti avranno dato un guadagno superiore alla spesadellinvestimento. dellinvestimento iniziale e quindi la realizzazione dellim-Lanalisi economica complessiva viene effettuata sostan- pianto economicamente conveniente; viceversa nelzialmente tramite lanalisi costi-benefici, che consiste nel caso in cui il VAN risulti negativo.confronto tra linvestimento iniziale e lammontare delguadagno attualizzato che si presume fluisca in entrataper linvestimento stesso nel corso della vita dellimpian-to. Se nella comparazione aritmetica dovesse prevalereil termine relativo allinvestimento, a livello puramenteeconomico non si sta realizzando un investimento con-veniente.8.1.2 Indicatori economiciVolendo rappresentare in modo semplificato il concettosi tratta di determinare il guadagno G di un dato investi- 8.1.2.1 Tasso Interno di Rendimento (TIR)mento pluriennale che consenta un ricavo R a fronte di il valore del costo del capitale Cc per cui il VAN si annullauna serie di costi C, secondo la semplice relazione: ed rappresentativo della redditivit dellinvestimento di cui si sta valutando la convenienza. G=R-C [8.1] Se il TIR superiore al valore di Cc assunto per il calcolo del VAN, significa che linvestimento proposto sarebbeTale relazione sarebbe valida solamente nel caso in cuiconveniente. Al contrario, se il TIR inferiore ad R, lin-la soluzione economica avesse una durata istantanea. vestimento non andrebbe effettuato. Inoltre, nella sceltaNella realt, si presenta sempre uno scarto temporale tratra possibili alternative di investimento di pari rischio,linvestimento iniziale ed i flussi di cassa conseguenti,conviene scegliere quella con il TIR maggiore.disponibili secondo particolari scansioni temporali.Pertanto il confronto va effettuato mediante lutilizzo di 8.1.2.2 Tempo di Ritorno Attualizzato (TRA)coefficienti di correlazione che equiparino il valore deldenaro disponibile in tempi diversi. Se n il numero di anni previsti per linvestimento, il numero di anni N per cui il VAN si annulla rappresen- ta il TRA. Se N0); il contrario se N>n.8.1.1 Valore Attuale Netto (VAN)Si supponga che un investimento Io effettuato attualmen- 8.1.2.3Tempo di Ritorno (TR)te, dia origine negli anni avvenire a flussi di cassa, positivio negativi, prodotti nei vari anni j di durata dellinvesti- Il tempo di ritorno (di payback) definito come il rapportomento. Tali flussi di cassa siano: FC1 al primo anno, FC2tra linvestimento iniziale ed il flusso di cassa previsto, aal secondo anno, FCj al j-esimo anno.cadenza periodica ed assunto costante:Per effettuare la comparazione si dovranno attualizzare I0i flussi di cassa, ognuno in riferimento allanno in cui TR =[8.4]sar disponibile, moltiplicandoli per il relativo fattore di FCsconto: un indicatore economico molto utilizzato, ma pu1fornire indicazioni troppo ottimistiche, poich non tiene [8.2] (1 + CC)jconto ad esempio della durata dellinvestimento e deldove:costo del capitale.Cc il costo del capitale dato dalla relazione Cc = i-f, dif-ferenza tra il tasso dinteresse i ed il tasso dinflazionef stimati. Impianti fotovoltaici 53 55. Quaderni di Applicazione Tecnica 8.2 Considerazioni economiche sullimpianto PV Per la realizzazione dellimpianto PV applicabile lali-8 Analisi economica dellinvestimento quota agevolata dellIVA al 10%, grazie al DPR 633/72 I ricavi che si ottengono con la connessione dellimpiantosugli impianti di produzione e reti di distribuzione calore- alla rete nel corso della vita utile dellimpianto stesso energia e di energia elettrica da fonte solare e fotovoltaica. (stimata usualmente in 25 anni) sono costituiti dai se- Se limpianto viene realizzato con finanziamento di terzi, guenti elementi:occorre tenere presente anche il costo derivante dagli tariffa incentivante sullenergia prodotta (fornita per 20 interessi pagati, mentre se limpianto autofinanziato, anni);va messo in conto il confronto con linteresse derivante mancato costo dellenergia non prelevata dalla rete ma da un investimento alternativo di pari rischio. autoconsumata ed eventualmente dallenergia venduta Attualmente in Italia il tempo di ritorno di un impianto PV (contratto di vendita). si aggira mediamente attorno agli 11 anni. Linstallazione di un impianto fotovoltaico richiede un elevato investimento iniziale, mentre i costi desercizio 8.3 Esempi di analisi dinvestimento sono limitati in quanto il combustibile disponibile gratui- tamente, cos come sono limitati i costi di manutenzione, poich nella maggioranza dei casi il sistema privo di 8.3.1 Impianto fotovoltaico da 3kWp parti in movimento.autofinanziato Tali costi sono stimati attorno all1-2% annuo del costoSi prende in considerazione limpianto dimensionato dellimpianto e comprendono gli oneri per la sostituzione nellappendice C paragrafo 2, impianto per villetta mo- dellinverter attorno al decimo-dodicesimo anno ed unanofamiliare avente le seguenti caratteristiche: polizza assicurativa contro il furto e gli eventi atmosferici consumo energetico medio annuale 4000 kWh avversi che potrebbero danneggiare limpianto. modalit di esercizio scambio sul posto produzione media annua attesa 3430 kWhI costi per la realizzazione dellimpianto, nonostante i decremento produzione0.5 %/anno progressi tecnologici degli ultimi anni, sono ancora piut- costo unitario impianto 6500 /kWp tosto elevati, specie se confrontati con la generazione IVA 10% elettrica da fonti fossili ed in alcuni casi anche rispetto costo totale impianto 21450 ad altre fonti rinnovabili. Un impianto di piccola taglia (1- tariffa incentivante (2009) 0.431/kWh 3kWp) costa intorno a 6000-7000 /kWp; un impianto di risparmio sulla bolletta 0.18/kWh prodotto taglia media (da qualche decina fino a qualche centinaio costi di esercizio60 /anno di kWp) ha un costo di circa 4500-6000 /kWp; una costi di manutenzione 1% costo impianto/anno centrale fotovoltaica (con potenza superiore a 100 kWp) copertura finanziaria 100% capitale proprio ha un costo di 4000-5000 /kWp1. vita utile impianto25 anni 1Il costo specifico di un impianto fotovoltaico non risente significativamente delleffetto scala, poich circa il 70% del costo totale legato al campo fotovoltaico (pannelli e strutture).54 Impianti fotovoltaici 56. Ai fini dellattualizzazione dei flussi di cassa al j-esimo Il flusso di cassa al j-esimo anno calcolato come laanno, si suppone di avere:differenza tra i ricavi, derivanti dallincentivo per lenergia8 Analisi economica dellinvestimento tasso dinteresse i 5.5%annua prodotta e dal risparmio per lenergia autocon- tasso dinflazione f2%sumata e non prelevata dalla rete, ed i costi annui di costo del capitale CC 3.5%esercizio e manutenzione (tabella 8.1).Determinato anno per anno il flusso di cassa corrispon-Come si pu notare dalla figura 8.1 il flusso di cassa nondente, il VAN (figura 8.2) calcolato nellarco dei 25 anniattualizzato negativo il primo anno a causa dellinve-con la [8.3], risulta positivo e pari a circa 3900 , il chestimento iniziale ed poi sempre positivo perch i ricavisignifica che linvestimento redditizio ed come sedati dagli incentivi per lenergia prodotta nei primi 20 anni attualmente (secondo la [8.1]), a fronte di costo dinve-e per il mancato costo dellenergia autoconsumata sonostimento di 21450 , si avesse un ricavo di 25350 chesuperiori ai costi annui di esercizio e manutenzione. portasse ad ottenere un guadagno pari al VAN.Il tempo di ritorno (TR) di 12 anni.Il tasso interno di rendimento (TIR) pari a 5.4% edessendo maggiore del costo del capitale, linvestimento conveniente.Tabella 8.1Ricavi (energia FlussoGuadagnoFlusso GuadagnoEnergia prodotta + Costi di Costi didi cassa non nondi cassaattualizzato prodotta autoconsumo)esercizio manuntenzioneattualizzatoattualizzato attualizzato (VAN) Anno [kWh] [] [][][] [] [] [] 1 3430 147861760214,5 -19629 -19629-19690 -19690 2 3413 147161460214,5 1811 -178181690 -18000 3 3396 146461160214,5 1800 -160181624 -16376 4 3379 145660860214,5 1790 -142281560 -14816 5 3362 144960560214,5 1780 -124481498 -13318 6 3345 144260260214,5 1769 -106791439 -11879 7 3328 143559960214,5 1759-89201383 -10496 8 3312 142759660214,5 1749-71711328-9168 9 3295 142059360214,5 1739-54321276-7892 103279 141359060214,5 1729-37031226-6666 113262 140658760214,5 1719-19841177-5489 123246 139958460214,5 1709 -2751131-4358 133230 139258160214,5 1699 14231086-3272 143214 138557860214,5 1689 31121043-2228 153198 137857660214,5 1679 47921002-1226 163182 137157360214,5 1669 6461 963 -263 173166 136457060214,5 1660 8121 925661 183150 135856760214,5 1650 9771 888 1550 193134 135156460214,5 164011411 853 2403 203118 134456160214,5 163113042 820 3223 213103055960214,528413326 138 3360 223087055660214,528113607 132 3492 233072055360214,527813886 126 3619 243057055060214,527614161 121 3739 253041054760214,527314434 115 3855Figura 8.1Figura 8.2 Impianto da 3kWp autofinanziato Impianto da 3kWp autofinanziato 20000 10000 150005000 10000 05000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 250-5000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25-5000 -10000 -10000-15000 -15000-20000-20000-25000-25000Anni AnniFlusso di cassa non attualizzato Guadagno non attualizzatoFlusso di cassa attualizzatoGuadagno attualizzatoImpianti fotovoltaici 55 57. Quaderni di Applicazione Tecnica 8.3.2 Impianto fotovoltaico da 3kWp finanziato inizialmente da parte dellutente si riduce pertanto a circa In un impianto fotovoltaico finanziato linvestimento 6800 comprensivi dellIVA al 10%.8 Analisi economica dellinvestimento iniziale finanziato in toto o parzialmente da un istituto Come si pu notare dalla figura 8.3, rispetto al caso di credito, il quale pianifica il ritorno del finanziamento precedente il tempo di ritorno ora di 15 anni, mentre fornito sulla base della cessione del credito derivante lestinzione del debito (figura 8.4) avviene al termine del dalla tariffa incentivante sullenergia prodotta. 14 anno; fino a tale anno lutente usufruisce solamente Il prestito configurato con un determinato tasso din-del beneficio derivante dal mancato costo per lenergia teresse fisso o variabile, con rate e periodo variabili autoprodotta e consumata. dipendenti dalleffettiva produzione energetica annua Dal 15 al 20 il guadagno non attualizzato aumenta (figu- dellimpianto PV. ra 8.3), poich lutente riceve anche la tariffa incentivante statale, non pi ceduta allistituto di credito. In questo caso limpianto precedente ora finanziato per Il VAN (figura 8.4) comunque positivo e pari a circa il 75% del costo dinvestimento iniziale (circa 14600) 2300, ma inferiore al precedente, mentre il TIR leg- con un interesse fisso del 5%; il capitale proprio investitogermente superiore e pari a 5.8%. Tabella 8.2 Ricavi (energia Flusso diGuadagno Flusso GuadagnoEnergiaprodotta + Costi diCosti di cassa non non di cassaattualizzato Debito prodottaautoconsumo)eserciziomanuntenzione attualizzato attualizzatoattualizzato (VAN)residuo Anno [kWh][] [] [] [][][] [][] 13430 1478 61760214,5-6482-6482-6494-6494 13878 23413 1471 61460214,5340-6142317-6176 13101 33396 1464 61160214,5337-5806304-5873 12292 43379 1456 60860214,5334-5472291-5582 11451 53362 1449 60560214,5331-5141278-5304 10574 63345 1442 60260214,5328-4814267-50379661 73328 1435 59960214,5325-4489255-47828710 83312 1427 59660214,5322-4167244-45387718 93295 1420 59360214,5319-3849234-43046684103279 1413 59060214,5316-3533224-40805605113262 1406 58760214,5313-3220214-38664479123246 1399 58460214,5310-2911205-36613304133230 1392 58160214,5307-2604196-34652077143214 1385 57860214,5304-2300188-3277 796153198 1378 57660214,5884-1416527-2750 0163182 1371 57360214,5 1669253963-1787 0173166 1364 57060214,5 1660 1913925 -862 0183150 1358 56760214,5 1650 3563888 26 0193134 1351 56460214,5 1640 5203853880 0203118 1344 56160214,5 1631 6834820 1699 02131030 55960214,5284 7118138 1837 02230870 55660214,5281 7399132 1969 02330720 55360214,5278 7678126 2095 02430570 55060214,5276 7954121 2216 02530410 54760214,5273 8227115 2332 0 Figura 8.3Figura 8.4 Impianto da 3kWp finanziato Impianto da 3kWp finanziato10000 15000 8000 6000 10000 4000 5000 2000 01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 0 -20001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 -4000-5000 -6000 -8000 -10000Anni AnniFlusso di cassa non attualizzatoGuadagno non attualizzatoFlusso di cassa attualizzatoGuadagno attualizzatoDebito residuo56 Impianti fotovoltaici 58. 8.3.3 Impianto fotovoltaico da 60kWp costi di manutenzione1% costo impianto/anno autofinanziato 8 Analisi economica dellinvestimento copertura finanziaria100% capitale proprioSi prende ora in considerazione limpianto dimensionato vita utile impianto25 anninellappendice C paragrafo 3, impianto per unaziendaartigianale manifatturiera avente le seguenti caratteri-Ai fini dellattualizzazione dei flussi di cassa al j-esimostiche: anno, si suppone di avere: consumo energetico medio annuale 70 MWh tasso dinteresse i 5% modalit di esercizio scambio sul posto tasso dinflazione f2% produzione media annua attesa67 MWh costo del capitale CC 3% decremento produzione 0.5 %/anno costo unitario impianto 6000 /kWp Il tempo di ritorno (TR) di 13 anni (figura 8.5) e linve- IVA10%stimento redditizio poich il VAN (figura 8.6) positivo costo totale impianto 396000 e pari a circa 41300 . tariffa incentivante (2009) 0.392 /kWh Il tasso interno di rendimento (TIR) pari a 4% ed es- risparmio sulla bolletta 0.12 /kWh prodottosendo maggiore del costo del capitale, linvestimento costi di esercizio 70 /annoconveniente.Tabella 8.3Ricavi (energiaFlusso diGuadagno Flusso GuadagnoEnergiaprodotta +CostiCosti di cassa non non di cassaattualizzato prodottaautoconsumo)di esercizio manuntenzione attualizzato attualizzatoattualizzato (VAN) Anno [kWh] [] [][][] [][] [] 167000262648040 703960 -365726-365726 -366608 -366608 266665261338000 703960 30102-33562428374-338233 366332260027960 703960 29932-30569227392-310841 466000258727920 703960 29762-27593026443-284398 565670257437880 703960 29593-24633725527-258871 665342256147841 703960 29425-21691224643-234228 765015254867802 703960 29258-18765423789-210439 864690253587763 703960 29091-15856322965-187474 964366252327724 703960 28926-12963722169-1653051064045251057685 703960 28761-10087621401-1439041163724249807647 703960 28597 -7228020659-1232451263406248557609 703960 28434 -4384619943-1033021363089247317571 703960 28271 -1557419251 -840511462773246077533 703960 281101253618584 -654671562459244847495 703960 279494048517940 -475271662147243627458 703960 277896827417317 -302101761836242407420 703960 276309590416717 -134931861527241197383 703960 27472 1233761613726441961220239987346 703960 27314 15069115577182212060913238787310 703960 27158 1778481503733257216060907273 703960 3243181091 174335000226030607237 703960 3207184298 167436674236000407201 703960 3171187469 160638280245970407165 703960 3135190603 154239822255940607129 703960 3099193702 148041302Figura 8.5Figura 8.6 Impianto da 60kWp autofinanziato Impianto da 60kWp autofinanziato300000100000 50000200000 01000001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 -50000-1000000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25-150000-100000 -200000-200000 -250000-300000-300000 -350000-400000 -400000 Anni Anni Guadagno non attualizzato Flusso di cassa non attualizzato Flusso di cassa attualizzatoGuadagno attualizzatoImpianti fotovoltaici 57 59. Quaderni di Applicazione Tecnica 8.3.4 Impianto fotovoltaico da 60kWp Come si pu notare dalla figura 8.7, rispetto al casofinanziato8 Analisi economica dellinvestimento precedente il tempo di ritorno ora di 16 anni, mentre In questo caso limpianto precedente ora finanziato lestinzione del debito (figura 8.8) avviene al termine del per il 60% del costo dinvestimento iniziale (216000)11 anno. con un interesse fisso del 5%; il capitale proprio investitoIl VAN (figura 8.8) positivo e pari a circa 16600, ma inizialmente da parte dellutente si riduce pertanto a circainferiore al precedente, cos pure il TIR pari a 3.6%. 180000 comprensivi dellIVA al 10%. Tabella 8.4 Ricavi (energia Flusso di GuadagnoFlussoGuadagno Energia prodotta + Costi diCosti di cassa nonnondi cassa attualizzato Debitoprodotta autoconsumo)eserciziomanuntenzione attualizzatoattualizzato attualizzato(VAN)residuoAnno [kWh] [] [] [] [] [] [][][] 167000 262648040 70 3960-175990-175990 -176107-176107200536 266665 261338000 70 3960 3970-1720203742-172365184430 366332 260027960 70 3960 3930-1680903596-168769167650 466000 258727920 70 3960 3890-1642003456-165312150160 565670 257437880 70 3960 3850-1603503321-161991131925 665342 256147841 70 3960 3811-1565393192-158799112908 765015 254867802 70 3960 3772-1527673067-155732 93067 864690 253587763 70 3960 3733-1490342947-152786 72362 964366 252327724 70 3960 3694-1453402831-149955 50749 10 64045 251057685 70 3960 3655-1416852720-147235 28181 11 63724 249807647 70 3960 3617-1380682613-1446224610 12 63406 248557609 70 396023710-114358 16630-127992 0 13 63089 247317571 70 396028271 -86086 19251-108740 0 14 62773 246077533 70 396028110 -57976 18584 -90156 0 15 62459 244847495 70 396027949 -30027 17940 -72217 0 16 62147 243627458 70 396027789-2238 17317 -54899 0 17 61836 242407420 70 39602763025392 16717 -38183 0 18 61527 241197383 70 39602747252864 16137 -22046 0 19 61220 239987346 70 39602731480179 15577-6469 0 20 60913 238787310 70 396027158 107336 15037 8568 0 21 60609 07273 70 3960 3243 110580174310311 0 22 60306 07237 70 3960 3207 113786167411985 0 23 60004 07201 70 3960 3171 116957160613591 0 24 59704 07165 70 3960 3135 120091154215133 0 25 59406 07129 70 3960 3099 123190148016613 0 Figura 8.7Figura 8.8 Impianto da 60kWp finanziatoImpianto da 60kWp finanziato 150000 250000 200000 100000 15000050000 100000 0500001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25-5000001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25-50000 -100000 -100000 -150000 -150000 -200000 -200000Anni AnniFlusso di cassa non attualizzatoGuadagno non attualizzatoFlusso di cassa attualizzatoGuadagno attualizzatoDebito residuo58 Impianti fotovoltaici 60. PARTE III9 Offerta ABB per applicazioni fotovoltaiche9.1 Interruttori scatolati ed apertitermomagnetici TMF con soglie termica e magnetica fisse (I3 = 10 x In);9 Offerta ABB per applicazioni fotovoltaiche gli interruttoriT1, T2, T3 e T4 (fino a 50A) equipag-ABB offre le seguenti tipologie di interruttori automatici e giati con sganciatori termomagnetici TMD con sogliainterruttori di manovra-sezionatori scatolati ed aperti per termica regolabile (I1 = 0.7..1 x In) e magnetica fissala protezione contro le sovracorrenti ed il sezionamento (I3 = 10 x In);degli impianti fotovoltaici sia nella sezione continua che gli interruttori T4, T5 e T6 equipaggiati con sganciatorialternata. termomagnetici TMA con soglia termica regolabile (I1 = 0.7..1 x In) e magnetica regolabile (I3 = 5..10 x In);9.1.1 Interruttori automatici scatolati per corrente linterruttore T2 con sganciatore elettronico alternata Tmax TPR221DS;Gli interruttori scatolati TmaxT, conformi alla IEC 60947- gli interruttori T4, T5 e T6con sganciatori elettronici2, hanno un campo di applicazione da 1A a 1600A, una PR221DS, PR222DS e PR223DS;tensione nominale dimpiego di 690V e poteri dinterru- linterruttore T7 equipaggiato con sganciatori elettronicizione da 16kA a 200kA (a 380/415Vc.a.).PR231/P, PR232/P, PR331/P e PR332/P, disponibilePer la protezione della sezione alternata degli impianti nelle due versioni con comando manuale o comandofotovoltaici sono disponibili: motorizzato ad accumulo denergia. linterruttore T1B 1p equipaggiato con sganciatoriT1 1P T1 T2 T3T4 T5T6 T7 800/1000 Corrente ininterrotta nominale Iu[A]160160160250 250/320400/630630/800/1000 1250/1600 Poli [Nr.] 1 3/43/43/4 3/43/4 3/43/4[V] (AC) Tensione nominale dimpiego Ue 50-60 Hz 240690690690690 690 690 690 Tensione nominale di tenuta allimpulso Uimp [kV]88888 8 88 Tensione nominale disolamento Ui[V]5008008008001000 1000 10001000 Tensione di prova a frequenza industriale per 1min.[V] 300030003000 30003500 3500 35003500 Potere di interruzione nominale limite in cortocircuito Icu BBC N BCN S H LN S N S H L VN S H L VNS H LS HL V(3) (AC) 220-230V 50-60Hz[kA] 25*25 40 50 25 40 65 85 100 120 5085 70 85 100 200 200 70 85 100 200 200 7085 100 200 85 100 200 200 (AC) 380-400-415V 50-60Hz[kA]- 16 25 36 16 25 36 50 70 8536 50 36 50 70 120 200 365070 120 200 365070 100 50 70 120 150 (AC) 440V 50-60Hz[kA]- 10 15 22 10 15 30 45 55 7525 40 30 40 65 100 180 304065 100 180 304550 80 5065 100 130 (AC) 500V 50-60Hz[kA]- 8 10 158 10 25 30 36 50 20 30 25 30 5085 150 253050 85 150 25 3550 65 5050 85 100 (AC) 690V 50-60Hz[kA]- 34 6 346 7 8 10 5 8 20 25 407080 202540 70 80 202225 30 3042 5060B (630A-800A) (2) Categoria di utilizzazione (IEC 60947-2)A A A AA B (400A)(1) - A (630A) A (1000A)B(4) Attitudine al sezionamenton n n nnn n n Sganciatori:termomagnetico T fisso, M fisso TMFn --- -- -- T regolabile, M fissoTMD -n n n n (fino a 50A) - -- T regolabile, M regolabile (5..10 x In) TMA---- n (fino a 250A)n (fino a 500A)n (fino a 800A) -solo magneticoMA-- n (MF fino a 12.5A) nn - --elettronico - PR221DS-- n -nn n - PR222DS----nn n - PR223DS----nn n - PR231/P---- -- -n PR232/P---- -- -n PR331/P---- -- -n PR332/P---- -- -n Intercambiabilit----nn n n Esecuzioni FF F-PF-P F-P-W F-P-W F-WF-W* Il potere dinterruzione per le tarature In=16A e In=20A 16kA(1)Icw = 5kA(2)Icw = 7.6kA (630A) - 10kA (800A)(3)Solo per T7 800/1000/1250A(4)Icw = 20kA (versione S,H,L) - 15kA (versione V)Impianti fotovoltaici 59 61. Quaderni di Applicazione Tecnica9.1.2 Nuova gamma Interruttori automatici gli interruttori XT2 160 e XT4 250 equipaggiati con scatolati SACE Tmax XTsganciatori termomagnetici TMA (per In 40A) con9 Offerta ABB per applicazioni fotovoltaicheABB offre inoltre la nuova gamma di interruttori scatolati soglia termica regolabile (I1 = 0.7..1 x In) e magneticaSACE Tmax XT fino a 250A.I3 regolabile tra 8..10 x In per 40A, tra 6..10 x In per 50APer la protezione della sezione alternata degli impianti e tra 5..10 x In per In 63A, oppure con sganciatorifotovoltaici sono disponibili: elettronici Ekip anche a neutro maggiorato 160%. gli interruttori XT1 160 e XT3 250 equipaggiati con sganciatori termomagnetici TMD con soglia termica regolabile (I1 = 0.7..1 x In) e magnetica fissa (I3 = 10 x In); XT1XT2 XT3XT4 Taglia [A]160 160250160/250 Poli [Nr.]3/4 3/43/4 3/4[V] (AC) Tensione nominale dimpiego Ue 50-60 Hz 690 690690 690 Tensione nominale di tenuta allimpulso Uimp [kV]8 88 8 Tensione nominale disolamento Ui[V]80010008001000 Potere di interruzione nominale limite in cortocircuito IcuBCN SH NSH LV NSNSHLV (AC) 240V 50-60Hz[kA] 25 40 6585 100 65 85100 150 200 50 85 65 85100150 200 (AC) 380V 50-60Hz[kA] 18 25 3650 7036 5070120 200 36 50 36 50 70120 150 (AC) 415V 50-60Hz[kA] 18 25 3650 7036 5070120 150 36 50 36 50 70120 150 (AC) 440V 50-60Hz[kA] 15 25 3650 6536 5065100 150 25 40 36 50 65100 150 (AC) 500V 50-60Hz[kA] 818 3036 5030 3650607020 30 30 36 5060 70 (AC) 525V 50-60Hz[kA] 682235 3520 2530365013 20 20 25 4550 50 (AC) 690V 50-60Hz[kA] 34 681010 121518205810 12 152025 (90)(1) Categoria di utilizzazione (IEC 60947-2) A AA A Attitudine al sezionamentonn nn Sganciatori: termomagnetico T regolabile, M fissoTMDnn (fino a 32A)nn (fino a 32A) T regolabile, M regolabile TMA - n- nsolo magneticoMF/MA - n nnelettronico Ekip- n- n Intercambiabilit- n- n EsecuzioniF-P F-P-WF-P F-P-W90 kA @ 690 V solo per XT4 160A.(1)Disponibile a breve, chiedere ad ABB Sace. 60 Impianti fotovoltaici 62. 9.1.3 Interruttori automatici scatolati per impiegooppure con sganciatori elettronici PR221DS, PR222DS fino a 1150V c.a.9 Offerta ABB per applicazioni fotovoltaichee PR223DS.Nel panorama delle proposte Tmax T si inserisce anche Sono disponibili in esecuzione fissa, rimovibile ed estrai-la gamma di interruttori automatici T4, T5 e T6 per ap- bile (per le quali obbligatorio limpiego delle parti fisseplicazioni in corrente alternata fino a 1150V.1000V alimentabili solamente dai terminali superiori) eGli interruttori sono disponibili in versione tripolare e sono compatibili con tutti gli accessori eccetto il diffe-tetrapolare con sganciatori termomagnetici TMD o TMArenziale.Interruttori T4-T5 per impiego fino a 1150V c.a. e interruttori T6 per impiego fino a 1000V c.a. T4T5 T6Corrente ininterrotta nominale Iu[A] 250 400/630630/800Poli 3/4 3/43/4Tensione nominale dimpiego Ue [V]10001150 10001150 1000Tensione nominale di tenuta allimpulso Uimp [kV] 8 88Tensione nominale disolamento Ui[V]10001150 10001150 1000Tensione di prova a frequenza industriale per 1min.[V] 3500 35003500Potere di interruzione nominale limite in cortocircuito IcuLV(1)LV(1) L(1)(AC) 1000V 50-60Hz [kA]1220 1220 12(AC) 1150V 50-60Hz [kA]- 12 - 12 -Categoria di utilizzazione (IEC 60947-2)A B (400A)(2) - A (630A)B(3)Attitudine al sezionamenton nnSganciatori: termomagnetico T regolabile, M fisso TMD n T regolabile, M regolabile (5..10 x In) TMA nnnelettronico PR221DS n nn nn PR222DS n nn nnEsecuzioni F-P-W F F-P-W(4) F F(5)(1)Alimentazione solo dallalto(2)Icw = 5kA(3)Icw = 7.6 kA (630A) - 10kA (800A)(4)Tmax T5 630 disponibile solo in esecuzione fissa(5)Per T6 estrabile chiedere ad ABB SACECorrenti nominali disponibili sugli interruttori scatolati Tmax T con le tipologie di sganciatori elettroniciIn [A] 102563 100160250320 4006308001000 12501600 T2n n n nn T4 nn n nPR221DS T5n n n T6n n nPR222DS/PT4 nn n nPR222DS/PD T5n n nPR223DST6n n nPR231/PPR232/P T7n n n nn nPR331/PPR332/P Impianti fotovoltaici 61 63. Quaderni di Applicazione TecnicaCorrenti nominali disponibili sugli interruttori scatolati Tmax T con le tipologie di sganciatoritermomagnetici9 Offerta ABB per applicazioni fotovoltaicheT1 1P T1 T2T3T4 T5T6 160160160 250 250-320400-630 630-800In [A] TMFTMDTMD MFMATMD MATMDTMAMATMATMA 1n1,6nn 2 nn2,5nn3,2nn 4 nn 5 nn6,3n6,5 n 8 nn8,5 n10 n n11n12,5 nn16nn n20nn n nn25nn n n32nn n nn40nn n50nn nn52 n n63nn n n80nn n n nnn100 nn n n n nnn125 nn n n nnn160 nn n n nnn200n nnn250nn320 n400 n500 n630 n800 nMF sganciatore solo magnetico con soglia fissaMA sganciatore solo magnetico con soglia regolabileTMF sganciatore termomagnetico con soglia termica e magnetica fisseTMD sganciatore termomagnetico con soglia termica regolabile e magnetica fissaTMA sganciatore termomagnetico con soglie termica e magnetica regolabiliCorrenti nominali disponibili sugli interruttori scatolati SACE Tmax XT con lo sganciatore elettronico EkipIn [A]10254063 100160 250XT2nn n n n EkipXT4nn n n n 62 Impianti fotovoltaici 64. Correnti nominali disponibili sugli interruttori scatolati SACE Tmax XT con le tipologie di sganciatori termomagnetici9 Offerta ABB per applicazioni fotovoltaicheXT1 XT2XT3XT4160 160250160-250 In [A]TMDTMD/TMA MF MATMD MA TMD/TMA MA 1 n1,6 n 2nn2,5 n3,2 n 4nn 5n6,3 n 8n8,5n10n n12,5nnn16 nnn20 nn nnn25 nnnn32 nn nnn40 nnn50 nnn52n n63 nn nn80 nn n nnn100nn n nn nn125nn nn nn160nn nn nn200 nn nn225250 nnMF sganciatore solo magnetico con soglia fissaMA sganciatore solo magnetico con soglia regolabileTMD sganciatore termomagnetico con soglia termica regolabile e magnetica fissaTMA sganciatore termomagnetico con soglie termica e magnetica regolabili Impianti fotovoltaici 63 65. Quaderni di Applicazione Tecnica9.1.4 Interruttori di manovra sezionatoritando le prescrizioni normative relativamente allattitudine scatolati Tmax T e SACE Tmax XT9 Offerta ABB per applicazioni fotovoltaicheal sezionamento. La posizione della leva di comandoI sezionatori Tmax T e SACE Tmax XT derivano dai corri- corrisponde con certezza a quella dei contatti (manovraspondenti interruttori automatici e differiscono solamentepositiva). Ogni interruttore di manovra-sezionatore deveper lassenza degli sganciatori di protezione.essere protetto a monte da un dispositivo coordinato cheLa funzione principale svolta da questi apparecchi consi- lo salvaguardi dai corto circuiti. Linterruttore automaticoste nel sezionamento del circuito in cui sono inseriti. Tmax T e SACE Tmax XT che pu svolgere tale funzioneDifatti, una volta aperti, i contatti si trovano ad una distan- sempre di taglia corrispondente o inferiore a quellaza tale da impedire linnesco di un arco elettrico, rispet- dellinterruttore di manovra-sezionatore in questione. T1D T3D T4D T5D T6DT7D Corrente termica convezionale Ith[A]160 250 250/320 400/630630/800/1000(1) 1000/1250/1600 Corrente dimpiego nominale in categoria AC22 Ie [A]160 250 250/320 400/630630/800/10001000/1250/1600 Corrente dimpiego nominale in categoria AC23 Ie [A]125 200 250 400 630/800/8001000/1250/1250 Poli [Nr.] 3/4 3/4 3/4 3/43/4 3/4 Tensione nominale dimpiego Ue [V] (AC) 50-60 Hz690 690 690 690 690 690 Tensione nominale di tenuta allimpulso Uimp [kV]8 8 8 8 8 8 Tensione nominale disolamento Ui[V]800 800 800 800 1000 1000 Tensione di prova a frequenza industriale per 1min.[V]30003000350035003500 3500 Corrente di breve durata ammissibile nominale per 1s Icw [kA]2 3,6 3,6 6 15 20 Norma di riferimento IEC 60947-3 IEC 60947-3 IEC 60947-3 IEC 60947-3IEC 60947-3 IEC 60947-3 Esecuzioni FF-PF-P-W F-P-WF-W F-W(1)Versione estraibile non disponibile per T6 1000A XT1DXT3DXT4D Corrente termica convezionale Ith[A]160 250 250 Corrente dimpiego nominale in categoria AC22 Ie [A]160 250 250 Corrente dimpiego nominale in categoria AC23 Ie [A]125 200 200 Poli [Nr.] 3/4 3/4 3/4 Tensione nominale dimpiego Ue [V] (AC) 50-60 Hz690 690 690 Tensione nominale di tenuta allimpulso Uimp [kV] 8 8 8 Tensione nominale disolamento Ui[V]800 800 800 Tensione di prova a frequenza industriale per 1min.[V]300030003000 Corrente di breve durata ammissibile nominale per 1s Icw [kA] 23,6 3,6 Norma di riferimento IEC 60947-3 IEC 60947-3 IEC 60947-3 Esecuzioni F-P F-P F-P-W 64 Impianti fotovoltaici 66. 9.1.5 Interruttori automatici aperti per corrente Gli interruttori automatici Emax X1, con un campo di alternata9 Offerta ABB per applicazioni fotovoltaiche applicazione da 400A a 1600A, poteri dinterruzione daGli interruttori automatici aperti della serie Emax E1..E6,42KA a 150kA @ 400V ed equipaggiati con gli sganciatoriconformi alla norma IEC 60947-2, hanno un campo di elettronici PR331/P, PR332/P e PR333/P.applicazione da 400A a 6300A, poteri dinterruzione da42kA a 150kA @ 400V e sono equipaggiati con gli sgan-ciatori elettronici PR121/P, PR122/P e PR123/P.E1E2E3 E4 E6X1Tensione nominale dimpiego Ue[V] 690 690 690690690 690Tensione nominale di tenuta allimpulso Uimp[kV] 1212121212 12Tensione nominale disolamento Ui [V] 100010001000 10001000 1000Poli[Nr.] 3/4 3/4 3/43/43/4 3/4Corrente ininterrotta nominale IuB NBN SLNSH VLSH VH VBNL[A] 800 8001600 10008001250 2500 1000 800 8002000 4000 32003200 40003200 630630630[A] 10001000 2000 12501000 1600 3200 1250 10001250 250040004000 50004000 800800800[A] 1250125016001250 1600 1250160063005000 1000 1000 1000[A] 1600160020001600 2000 160020006300 1250 1250 1250[A] 2000 2500 20002500 1600 1600[A]3200 25003200[A] 3200Potere di interruzione nominale limite in cortocircuito Icu 220-230-380-400-415V 50-60Hz [kA] 4250 42 6585130 65 75100 130130 75100 150100 150 42 65150 440V 50-60Hz [kA] 4250 42 6585110 65 75100 130110 75100 150100 150 42 65130 500V 50-60Hz [kA] 4250 42 5565 85 65 75100 100 85 75100 130100 130 42 55100 690V 50-60Hz [kA] 4250 42 5565 85 65 7585(*) 100 85 7585(*) 100100 100 42 55 60Corrente ammissibile nominale di breve durata (1s) Icw[kA] 4250 42 5565 10 65 75 7585 15 75100 100100 100 42 42 15Categoria di utilizzazione (IEC 60947-2) B BBB BABBB BABB BB BBBAAttitudine al sezionamento nnn n nn nEsecuzioniF-WF-W F-WF-W F-WF-W F-W(*) La protezione a 600V pari a 100kA Impianti fotovoltaici 65 67. Quaderni di Applicazione Tecnica9.1.6 Interruttori automatici aperti per impiego della gamma standard unita alla sigla /E e derivano fino a 1150V c.a.dai corrispondenti interruttori Emax standard dei quali9 Offerta ABB per applicazioni fotovoltaicheGli interruttori Emax possono essere forniti, in esecu- conservano esecuzioni ed accessori. Sono disponibili inzione speciale, per tensioni dimpiego fino a 1150V inesecuzione fissa ed estraibile sia nella versione tripolarecorrente alternata. che tetrapolare.Gli interruttori in tale esecuzione sono definiti con la sigla E2B/EE2N/E E3H/EE4H/EE6H/EX1B/E Tensione nominale dimpiego Ue[V] 11501150 1150 115011501000 Tensione nominale di tenuta allimpulso Uimp[kV] 121212121212 Tensione nominale disolamento Ui [V] 12501250 1250 125012501000 Poli[Nr.]3/43/4 3/43/43/43/4 Corrente ininterrotta nominale Iu [A] 16001250 1250 32004000 630 [A] 20001600 1600 40005000 800 [A] 2000 2000 63001000 [A]2500 1250 [A]3200 1600 Potere di interruzione nominale limite in cortocircuito Icu1000V 50-60Hz[kA] 2030506565201150V 50-60Hz[kA] 2030306565 - Corrente ammissibile nominale di breve durata (1s) Icw[kA] 2030 50(*)656520(*)30 kA @ 1150 VCorrenti nominali disponibili sugli interruttori aperti Emax e Emax X1 con le varie tipologie di sganciatorielettroniciIn [A] 400630800 1000 12501600 2000 2500 3200 40005000 6300 E1 n nnnnn E2 n nnnnn n PR121/P PR122/P E3 n nnnnn nnnn PR123/P E4nnnn nnnn E6nnnn nnnn nnn nnnnn PR331/P PR332/P X1 n nnnnn PR333/Pn nnnnn 66 Impianti fotovoltaici 68. 9.1.7 Interruttori di manovra-sezionatori aperti Sono disponibili sia in esecuzione fissa che estraibile,9 Offerta ABB per applicazioni fotovoltaicheGli interruttori di manovra-sezionatori derivano dai cor- tripolare e tetrapolare; sono identificati con la sigla /MSrispondenti interruttori automatici, dei quali conservano ed utilizzabili in categoria AC-23A (manovra di motori oinalterate le dimensioni di ingombro e le possibilit dialtri carichi altamente induttivi) secondo la norma IECmontaggio degli accessori.60947-3.Differiscono dagli interruttori automatici solamente perlassenza degli sganciatori elettronici di sovracorrente. E1B/MS E1N/MS E2B/MS E2N/MS E2S/MS E3N/MS E3S/MS E3V/MS E4S/MS E4H/MS E6H/MS X1B/MSTensione nominale dimpiego Ue [V ~]690690690690690690690690690690 690690 [V -]250250250250250250250250250250 250250Tensione nominale di tenuta allimpulso Uimp [kV]12 12 12 12 12 12 12 12 121212 12Tensione nominale disolamento Ui[V ~]1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 10001000 1000 1000Poli [Nr.] 3/43/43/43/43/43/43/43/43/4 3/4 3/43/4Corrente ininterrotta nominale Iu[A]8008001600 1000 1000 2500 1000 80040003200 4000 1000 [A]1000 1000 2000 1250 1250 3200 1250 1250 4000 5000 1250 [A]1250 12501600 16001600 16006300 1600 [A]1600 16002000 20002000 2000 [A]2500 2500 [A]3200 3200 [A]Corrente ammissibile nominale di breve durata (1s) Icw [kA]42 50 42 55 65 65 75 85 75 100(1) 10042Nota: il potere dinterruzione Icu alla tensione nominale di impiego massima, utilizzando rel di protezione esterno con temporizzazione massima 500ms, pari al valore di Icw (1s), tranne:(1)Icu = 85 kA @ 690 V Impianti fotovoltaici 67 69. Quaderni di Applicazione Tecnica9.1.8 Interruttori di manovra-sezionatori apertino dai corrispondenti interruttori di manovra-sezionatori per impiego fino a 1150 V c.a.standard.9 Offerta ABB per applicazioni fotovoltaicheGli interruttori di manovra-sezionatori Emax possonoessere forniti, in esecuzione speciale, per tensioni dim- Sono disponibili in versione tripolare e tetrapolare, fissapiego fino a 1150V in corrente alternata.ed estraibile con le stesse dimensioni, caratteristiche diGli interruttori in questa esecuzione sono definiti con la accessoriamento e installazione degli analoghi interruttorisigla della gamma standard unita alla sigla /E e deriva- standard. E2B/E MS E2N/E MS E3H/E MS E4H/E MSE6H/E MS X1B/E MSTensione nominale dimpiego Ue [V] 1150 11501150 115011501000Tensione nominale di tenuta allimpulso Uimp [kV] 12 1212 121212Tensione nominale disolamento Ui[V] 1250 12501250 125012501000Poli [Nr.] 3/4 3/43/4 3/4 3/43/4Corrente ininterrotta nominale Iu[A] 1600 12501250 320040001000 [A] 2000 16001600 400050001250 [A]20002000 63001600 [A]2500 [A]3200Corrente ammissibile nominale di breve durata (1s) Icw [kA] 20 30 30(*) 656520Nota: il potere dinterruzione Icu mediante rel di protezione esterno con temporizzazione massima 500ms, pari al valore di Icw (1s)(*)50 kA @ 1000 V 68 Impianti fotovoltaici 70. 9.1.9 Interruttori automatici scatolati perGli interruttori T2, T3 e T4 tripolari possono essere anche corrente continua Tmax T provvisti di sganciatori solo magnetici MF e MA. 9 Offerta ABB per applicazioni fotovoltaicheGli interruttori automatici scatolati della serie Tmax T,conformi alla norma IEC 60947-2, sono equipaggiaticon sganciatore termomagnetico, hanno un campo diapplicazione da 1.6A a 800A e poteri dinterruzione da16kA a 150 kA (a 250V c.c. con due poli in serie).La tensione minima di funzionamento di 24 V c.c.Gli interruttori scatolati a disposizione sono1: Interruttore Tmax T1 1P equip