Centro Ricerca & Trasferimento Tecnologico di SMIGroup PROGETTI_IT.pdf · Introduzione - Grid Parity • La Grid Parity si ottiene quando l'energia elettrica di un sistema fotovoltaico

CSun

Centro Ricerca& Trasferimento Tecnologico di SMIGroup

Presenta il progetto “CSun”

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Parchi fotovoltaici

Introduzione – Energie rinnovabili

Producibilità potenziale delle principali fonti rinnovabili

La fonte geotermica è limitata dalle capacità di perforazioneLa fonte eolica sta riscontrando molte ostilità per l'impatto ambientaleLa fonte solare ha una producibilità estremamente superiore alle altre:

Il sole in un giorno butta sul Sahara tutta l'energia che il mondo consuma in un annoAllo stato attuale è largamente sottoutilizzato e quindi con enormi possibilità di crescita

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Parchi fotovoltaici

Introduzione – Energia solare

Superficie necessaria per produrre l'energia usata da tutto il mondo con la tecnologia attuale

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Parchi fotovoltaici

Introduzione - Grid Parity• La Grid Parity si ottiene quando l'energia elettrica di un sistema fotovoltaico

ha un costo pari a quello dell'energia elettrica da fonti convenzionaliDipende dal costo iniziale dell'impianto e dai costi di manutenzioneDipende dal tempo di vita stimato dell'impiantoDipende fortemente dal luogo di installazioneDipende dal costo dell'energia convenzionale in quel luogo

E' l'obiettivo unico dei sistemi fotovoltaici ed è indipendente da eventuali incentivi

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Parchi fotovoltaici

Tipologie di impiantiFissi

Ad inseguimento

2 Assi 1 Asse

+40% di energia prodotta

Fino

a 2

5% d

i eff

icie

nza

Pian

i

Concentrazione

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Parchi fotovoltaici

Confronto impianti fissi e ad inseguimentoFisso Inseguimento

Efficienza Leggermente miglioreProduzione annua

+35-40% per l'inseguitore a 2 assiCosto 3000-3500€ al KWp* +20%Manutenzione <0.5% dell'investimento 1% dell'investimentoOccupazione suolo 2Ha/MWp 4Ha/MWpUtilizzo suolo No A foraggio o pascolo

*Costo indicativo ed in funzione della qualità dei componenti utilizzati. Nel caso specifico pannelli e inverter di produzione europea

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Parchi fotovoltaici

Confronto impianti fissi e a concentrazioneFisso Concentrazione

Efficienza 12-14% 18-21%

Produzione annua Aumento efficienza: 50%Aumento inseguimento: 40%Aumento complessivo: >100%

Costo 3000-3500€ al KWp* 4000€/KWp oggi2500€/KWp domani

Manutenzione <0.5% dell'investimento 1% dell'investimento

Occupazione suolo 2Ha/MWp 4Ha/MWpUtilizzo suolo No A foraggio o pascolo➢ A parità di suolo occupato, un impianto a concentrazione con superficie captante pari alla metà

di quello fisso, produce la stessa energia➢ Un impianto a concentrazione di pari superficie captante di uno fisso, ma con doppio suolo

occupato produce il doppio dell'energia➢ L'efficienza del sistema a concentrazione cala molto di meno con l'aumentare della

temperatura. E' quindi indicato per zone ad elevato irraggiamento➢ I materiali utilizzati sono riciclabili al 95%

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Parchi fotovoltaici

Servizi offerti➢Sopralluogo e studio di fattibilità

➢ Identificazione soluzione ottimale tra fisso, inseguimento e concentrazione➢ Valutazione investimento e indice di redditività impianto

➢Progettazione➢ Scelta definitiva soluzione da adottare➢ Scelta componenti – Sempre di produzione europea➢ Gestione pratiche burocratiche

➢Business plan e finanziamento

➢ I componenti di qualitàe il knowhow acquisitogarantiscono lafinanziabilità bancaria

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Parchi fotovoltaici

Servizi offerti➢Installazione

➢ Direzione e gestione cantiere➢ Consegna e movimentazione mezzi e materiali➢ Installazione sistemi di allarme e di antifurto➢ Allacciamento in rete➢ Messa in funzione e collaudo

➢Controllo e manutenzione➢ Appositi contratti post collaudo➢ Controllo da remoto sia della redditività che dell'automazione➢ Interventi rapidi per minimizzare i tempi di arresto➢ Servizi di manutenzione personalizzabili e a più livelli: Dalla sostituzione delle

componenti usurabili alle opere di manutenzione straordinaria

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Parchi fotovoltaici

Parco fotovoltaico

➢ Taglia da 10KWp➢ Inverter a bordo

Aumenta il costo, ma nessuna inseguitore penalizzagli altri in caso di malfunzionamento

➢ Distribuzione energia elettrica su 400V

➢ Comunicazione LonWorks direttamente sul 400V senza cavi aggiunti

➢ Comandi provenienti dall'unità centrale

➢ Nessun inverter in cabina➢ Cella di trasformazione da bassa a media➢ Unità centrale per il controllo degli inseguitori

➢ Monitoraggio vento➢ Monitoraggio irraggiamento➢ Gestione manuale

➢ Sistema di allarme e antifurto

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Parchi fotovoltaici

Inseguitore pannelli piani➢Precisione puntamento sole < 0.1°➢Operativo fino a 70Km/h➢Posizione di sicurezza classica

➢Posizione a 1-1.2m da terra ➢ Montaggio senza ausilio di gru se non per

movimentazione materiale➢ Pulizia e sostituzione moduli agevolata➢ Se provvisto di cassone resistenza anche

agli uragani

*Modello rappresentativo delle funzionalità ottenibili

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Parchi fotovoltaici

Sistema CSun

➢ Efficienza > 21%➢ Concentrazione: 500 soli

➢ Celle a tripla giunzione➢ Montabile da 2 persone senza gru

➢ Vita operativa superiore ai 20 anni➢ Utilizzo materiali al 95% riciclabili

Cassegrain two mirrors

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Parchi fotovoltaici

Sistema di controllo e supervisione➢Controllo movimentazione azimuth e tilt➢Calcolo posizione astronomica del sole➢Monitoraggio vento e irraggiamento➢Lettura corrente e tensione stringa di pannelli➢Diagnostiche➢Gestione manuale singolo inseguitore o gruppi di inseguitori➢Bus di campo ad onde convogliate – Nessun cavo di comunicazione da stendere

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Parchi fotovoltaici

Caratteristiche fondamentali➢Soluzione centralizzata

➢ Il controllo degli inseguitori è di tipo centralizzato. La posizione da raggiungere e i comandi provengono tutti da un'unica unità centrale

➢ Il posizionamento può però avvenire anche in modalità autonoma (indispensabile per le soluzioni a concentrazione)

➢ Le diagnostiche sono tutte remotate sull'unità centrale➢ L'unità centrale è organizzata come un web server e su di essa gira uno scada

a cui ci si può accedere via internet

➢Possibilità di controllo di motori:➢ DC➢ Asincroni➢ BLDC e Stepper

➢Comunicazione tra unità centrale e inseguitori:➢ A onde convogliate LonWorks➢ I dati sono trasmessi sulla linea di alimentazione che è sempre presente➢ Problema fulminazioni dirette e indirette ridotto perché serve un solo

scaricatore sulla linea di alimentazione

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Parchi fotovoltaici

Architettura

UnitàCentrale

Inverter

200m

200m

Inseguitore

➢ 100 Inseguitori➢ Distanza massima: 500m➢ Distribuzione rete: ad albero

come da diagramma➢ Aggiornamento una volta al

minuto➢ Gestione parchi solari di grosse

dimensioni a gruppi di 100 per garantire maggior affidabilità. Se si guasta qualcosa non si fermano tutti

Rete

230V

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Parchi fotovoltaici

Inseguitore – Schema di principio

230Vac

Sistem

a FlxM

od

Composizione:

- Acco

ppiatore LonWorks

- Alimentat

ore

- 16 I/O

- Contro

llo motori dc + h

all

Homing Azimuth e Tilt Finecorsa di scurezza

24Vdc – 10 A

Esclusione stringa

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Parchi fotovoltaici

Inseguitore – Centralina di controllo

CorrenteTensione

LonWorks Motori e I/O

Misure uC

➢Centralina metallica➢Scheda elettronica ad hoc➢Connettori rimovibili➢Resinatura➢Alta affidabilità➢Monitoraggio produttività

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Parchi fotovoltaici

Unità centrale

230VacInternetAl campo

Echelon Smartserver

Anemometro

SolarimetroPC Industriale

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Parchi fotovoltaici

Unità centrale - Scada

Home

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Parchi fotovoltaici

Unità centrale - Scada

Home – Selezione inseguitori

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Parchi fotovoltaici

Unità centrale - Scada

Stato inseguitore

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Parchi fotovoltaici

Unità centrale - Scada

Gestione parametri

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Parchi fotovoltaici

Parco solare da 880KWp – Produzione annua 1.300.000 KWh