Dati base

Per il dimensionamento degli impianti e la stima dei ricavi sono stati analizzati i consumi degli edifici di interesse, le superfici disponibili e l’irraggiamento. Nella figura 4 e nella tabella 2, sono riportati i consumi degli ultimi tre anni, estrapolati dalle fatture Enel, degli edifici oggetto di analisi.

[Immagini e tabelle di riferimento omesse - Versione integrale del progetto presente nel testo]

Fig.4 - Confronto consumi in MWh
Tab.2 - Confronto consumi (in MWh) e costi (in €)

Le superfici da coprire (tab.3) ammontano a complessivi 21.465 m², dei quali verranno sfruttati solo il 69% a causa della geometria degli edifici che non consente il corretto posizionamento dei moduli e per ragioni tecniche date dalla presenza di ombre durante il giorno. Di seguito è riportata la disposizione dei moduli (fig.5-15).

Tab.3 - Tabella riassuntiva della disposizione dei moduli sugli edifici
Fig.5 - Scuola Materna Ogliara
Fig.6 - Scuola Elementare Arbostella
Fig.7 - Scuola Elementare Don Milani
Fig.8 - Scuola Elementare C.A. Alemagna
Fig.9 - Scuola Elementare M. Luciani
Fig.10 - Scuola Elementare Giovanni XXIII
Fig.11 - Scuola Media N. Monterisi
Fig.12 - Scuola Media Pirro
Fig.13 - Scuola Media T. Tasso
Fig.14 - Scuola Media Posidonia
Fig.15 - Polo Annnario e Fieristico

La stima della producibilità annua degli impianti fotovoltaici è ricavata mediante il software “PVGIS – PhotoVoltaic Geographical Infotmation System – Applicativo estimazione fotovoltaica”.

Dati di input:

• tipologia del pannello;
• [Omissis - Versione integrale presente nel testo]
• [Omissis - Versione integrale presente nel testo]
• coordinate geografiche dell’impianto.

Le figure illustrano le modalità di utilizzo del software andando a calcolare le coordinate precise di ogni singolo edificio. Qui sono riportati solo due esempi utilizzati, quali la Scuola Media T. Tasso e la pensilina del Polo Annonario e Fieristico.

Fig.16 - Dati di input impianto amorfo Scuola Media T. Tasso
Fig.17 - Dati di input impianto policristallino pensilina fotovoltaica
Fig.18 - Media dell’irraggiamento al metro quadro ricevuto dai pannelli del sistema (kWh/m²)

Nella figura 18 è riportata la stima dell’irraggiamento mensile al m² ricevuto dai pannelli degli impianti.

Nella tabella 4 sono riportate la producibilità al primo e al venticinquesimo anno di ogni impianto (calo di producibilità a 25 anni del 20%).

Tab.4 - Producibilità impianti


[Omissis - Versione integrale presente nel testo]


Fig.19 - Andamento della producibilità annua per 25 anni (in MWh)

Nella tabella 5 è riportato il confronto tra la producibilità, i consumi e la stima delle eccedenze (energia prodotta ma non auto consumata). I MWh consumati sono differenziati in MWh autoprodotti, cioè quelli consumati nelle ore in cui l’impianto è in funzione, e MWh prelevati ossia quelli consumati nelle ore in cui l’impianto non è in funzione (ore notturne o con scarso irraggiamento).

Tab.5 - Confronto producibilità – consumi

Swot analysis

Conosciuta anche come Matrice SWOT, è uno strumento di pianificazione strategica per valutare i punti di forza e di debolezza (fattori endogeni), le opportunità e le minacce (fattori esogeni) di un progetto. I fattori endogeni sono parte integrante del sistema e su di essi è possibile intervenire in modo diretto, mentre quelli esogeni non possono essere modificati direttamente perché legati a variabili esterne che condizionano l’intera evoluzione degli eventi. Nella tabella 6 è riportata l’analisi per gli impianti sugli edifici di interesse.

Tab.6 – Matrice SWOT per la realizzazione di impianti fotovoltaici

Tra i punti di forza del progetto c’è l’inesauribilità della ...[Omissis - Versione integrale presente nel testo]...  tecnologie di produzione convenzionale dell’energia elettrica che utilizzano fonti non rinnovabili, soprattutto combustibili fossili, che oltre a pregiudicare le risorse naturali future, producono emissioni nocive nell’atmosfera con conseguenti danni per l’ambiente e per la salute dell’uomo (fig.20). Si stima, infatti, che il fumo che esce dalle ciminiere delle centrali elettriche a carbone, in Europa, uccide più di due persone all’ora [3].

I benefici ambientali derivanti sono proporzionali alla quantità di energia elettrica prodotta sia in termini di gas e polveri nocive che di energia primaria da combustibile fossile risparmiata tipicamente misurata in TEP (tonnellate di petrolio equivalente) da consumare per produrre la stessa quantità di energia elettrica. [4]

Fig.20 - Danni alla salute causati dall’inquinamento da carbone
Tab.7 - Benefici ambientali

Gli impianti fotovoltaici hanno un impatto visivo contenuto se progettati per essere integrati o parzialmente integrati agli edifici. Il progetto prevede un tipo di impianto completamente integrato sui tetti di tutti gli edifici in esame che andrà a sostituire il manto di tenuta all’acqua delle coperture oltr ...[Omissis - Versione integrale presente nel testo]... . Inoltre le automobili avranno modo di proteggersi dall’irraggiamento diretto del sole nei mesi estivi aumentando il confort di viaggio e risparmiando carburante.

L’impianto fotovoltaico ha una durata media di 25-30 anni e durante la loro vita utile hanno bisogno di pochissima manutenzione. Il costo per la manutenzione ordinaria è irrisorio, infatti, i pannelli fotovoltaici sono in grado di produrre energia sen ...[Omissis - Versione integrale presente nel testo]...  il fotovoltaico policristallino e monocristallino la diminuzione si aggira intorno al 20-25% , per il fotovoltaico con silicio amorfo, invece la diminuzione è stata circa del 45%.

Il prezzo medio di un impianto fotovoltaico dipende sostanzialmente da due variabili:




Altra debolezza è il rendimento fortemente condizionato dall’irradia-zione solare, problema che in parte può essere risolto utilizzando moduli in silicio amorfo che sono in grado di sfruttare anche la luce diffusa e non solo quella diretta e funzionano anche se parzialmente ombreggiati.


[Omissis - Versione integrale presente nel testo]


Altra opportunità sono gli incentivi statali, sia sotto forma di incentivazione vera e propria sia attraverso la detrazione fiscale IRPEF del 50%, quest’è possibile solo per impianti fino a 20 kWp e ubicati su abitazioni.

La normativa a riguardo si è molto evoluta, negli ultimi mesi anche la Regione Campania «sceglie il sole come sua primaria fonte di energia per ogni sua attività, civile e produttiva” e “promuove la diffusione dell’energia solare nelle sue diverse forme e tecnologie su tutto il territorio […]» con la legge regionale n. 1 del 18 febbraio 2013 “CULTURA E DIFFUSIONE DELL’ENERGIA SOLARE IN CAMPANIA”. In particolare, in riferimento al progetto, di particolare interesse è l’art.7 che prescrive che «Tutti gli edifici adibiti a pubblico servizio devono avere autosufficienza energetica da fonte solare entro il 2015 […]».

L’unica minaccia all’investimento è il taglio degli incentivi statali che renderebbe l’investimento meno vantaggioso. Tale minaccia si è concretizzata negli ultimi tempi con la fine degli incentivi del V Conto Energia (D.L. 05/07/2012).

Studio del mercato: domanda e offerta

La domanda di energia da fonte rinnovabile è sempre crescente. Grande importanza rivestono in questo contesto gli impianti fotovoltaici che sfruttano una tecnologia che rientra nelle tematiche di risparmio energetico e riduce la domanda di energia da fonti tradizionali. L'energia solare ha molti vantaggi poiché è inesauribile, è una risorsa d'immediata reperibilità, è pulita perché ci arriva attraverso i raggi del sole e ...[Omissis - Versione integrale presente nel testo]...  quelli che più si adattano al progetto in analisi.


[Omissis - Versione integrale presente nel testo]


I prezzi dei pannelli dipendono da fattori vari:

• materiale dei pannelli: costano di più i materiali che rendono di più;
• evoluzione del mercato: calo dei prezzi di produzione;
• servizi post vendita: alcune ditte offrono garanzie e assicurazioni.

Un impianto fotovoltaico è un impianto elettrico costituito essenzialmente dall'assemblaggio di più moduli fotovoltaici, i quali sfruttano l'energia solare incidente per produrre energia elettrica mediante effetto fotovoltaico.

I moduli sono formati da celle fotovoltaiche adibite alla cattura dell’energia solare. La maggior parte delle celle in commercio è costituita da semiconduttori in silicio, amorfo o cristallino. Altre celle sono invece costituite da diseleniuro di rame e indio, i cosiddetti moduli CIS.

Silicio amorfo

Il silicio non è in forma cristallina ed è dep ...[Omissis - Versione integrale presente nel testo]... attabile a qualsiasi applicazione architettonica. Il limitato utilizzo di silicio lo rende la tecnologia fotovoltaica con il minor impatto ambientale in fase di produzione. I moduli in silicio amorfo sono caratterizzati da rendimenti elettrici inferiori rispetto ai pannelli cristallini quindi a pa ...[Omissis - Versione integrale presente nel testo]...  nominale. Il costo dei moduli in silicio amorfo, per W installato, è inferiore anche del 30-40% rispetto alle tecnologie in silicio cristallino, ...[Omissis - Versione integrale presente nel testo]... otti fuori dall’Europa.

Silicio monocristallino

[Omissis - Versione integrale presente nel testo]

Silicio policristallino

[Omissis - Versione integrale presente nel testo]

Il rendimento del policristallino e del monocristallino cala se la radiazione non è incidente e se le temperature sono troppo alte.

CIS

Si tratta di pannelli fotovoltaici che non utilizzano il silicio come materiale sensibile alla luce solare, ma il "Diseleniuro di Rame e Indio".

L'acronimo CIS sta per Copper (Rame), Indium (Indio), Selenium (Selenio). Il materiale è depositato secondo la tecnologia Thin Film.

Il rendimento e le caratteristiche sono simili a quelle del silicio amorfo. Il prezzo è di circa 0,5 €/W.

La scelta della tipologia di pannello da utilizzare ricade sulla tipologia in silicio amorfo, è fatta considerando sia il prezzo contenuto che i rendimenti non influenzati dalle alte temperature, inoltre, uno dei fattori che più ci orienta verso questa scelta è la possibilità di integrazione architettonica soprattutto considerando l’incentivazione statale che è più alta per gli impianti integrati. Nella tabella 8 è riportato il listino prezzi riguardanti i moduli fotovoltaici.

Per conseguire una perfetta integrazione architettonica, la scelta ricade su una membrana impermeabilizzante fotovoltaica che consente, oltre alla produzione di elettricità, di sostituire lo strato di tenuta all’acqua delle coperture di tutti gli edifici di progetto. Tale tecnologia non prevede l’utilizzo di strutture di sostegno il che significa non dover praticare fori o altro che potrebbe danneggiare la copertura; si adatta a tutti i tipi di coperture con un impatto visivo pressoché nullo; è calpestabile il che garantisce facilità di posa e di manutenzione.

[Immagini e tabelle di riferimento omesse - Versione integrale del progetto presente nel testo]

Tab.8 - Listino prezzi moduli fotovoltaici aggiornato a settembre 2012

La potenza di picco è scelta considerando le dimensioni dei moduli per ricoprire la superficie a disposizione, in quanto a un numero maggiore di moduli corrisponde una maggiore erogazione di potenza.

La potenza scelta è di 144 Wp, la più alta presente sul mercato per questa tipologia di modulo. Tra le marche che producono membrane fotovoltaiche la scelta è fatta tra: GeneralSolar, DerbiSolar, ScudoPower e RubberSolar (tab.9).

Tab.9 - Confronto moduli fotovoltaici

Confrontando il prezzo, l’efficienza, la garanzia e le dimensioni, il miglior rapporto qualità/prezzo è dato dalla GeneralSolar.

Le membrane impermeabili fotovoltaiche della casa costruttrice GENERAL SOLAR modelli: EPV 144 S / 288 / 432 - C015 consentono una perfetta integrazione architettonica.

Svolgono funzioni di tenuta idraulica e termica della copertura, integrate da una vantaggiosa produzione di energia elettrica pulita. Hanno una garanzia sulla potenza minima: 10 anni / 92%; 20 anni / 84%; 25 anni / 80%.

I moduli impermeabili fotovoltaici non convenzionali, unici e inscindibili, sono composti da:

• substrato di supporto in guaina impermeabile Phoenix Solar Tech da 4 mm;
• [Omissis - Versione integrale presente nel testo]

Con la tecnologia a tripla giunzione tutte le componenti dello spettro della luce solare sono assorbite in modo frazionato dai differenti strati presenti per questo le celle producono energia anche con irraggiamento solare indiretto, con luce diffusa e con bassi livelli di insolazione.

Il laminato fotovoltaico e la membrana Phoenix Solar Tech, connessi industrialmente o “in situ”, sono certificati ai sensi delle normative tecniche CEI EN 61646 e CEI EN 61730. Possono essere applicati su qualsiasi tipologia di copertura sia nuova sia esistente.

Nella tabella 10 sono indicate le caratteristiche tecniche e i dati dimensionali del pannello. Nella figura 21 sono riportate le dimensioni dei pannelli GERAL SOLAR modelli EPV 144 S / 288 / 432.

Tab.10 - Caratteristiche tecniche del pannello General Solar EPV 144 S
Fig.21 - Moduli in film sottile

Garanzie e certificazioni di prodotto

• Garanzia sui difetti di fabbricazione: 10 anni
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• Certificazione CEI 61730 fino 1000V ottenuta presso TÜV InterCert
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Certificazioni aziendali

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• Certificazione Sistema Gestione Ambiente ISO 14001
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• Iscrizione al consorzio COBAT per il RICICLO MODULI

La pensilina fotovoltaica

La pensilina è ubicata in Via Mecio Gracco ed è di nuova costruzione per il parcheggio del Polo annonario e Fieristico. Grazie ad un tetto costituito da una copertura di moduli fotovoltaici la pensilina fotovoltaica integra la classica funzione di parcheggio con la produzione di energia elettrica.

La pensilina copre un’area di 6895 m² e ha una pend ...[Omissis - Versione integrale presente nel testo]... ati a polveri specifiche per l’esterno. I pannelli per la pensilina sono fissati su appositi profilati di sostegno in acciaio ancorati alla struttura portante con accessori in acciaio inox.

Per la pensilina si è scelto un modulo fotovoltaico policristallino per poter avere un maggiore rapporto potenza istallata/superficie considerando anche la specificità della struttura che nasce già come sistema fotovoltaico integrato a differenza degli altri edifici.

La potenza scelta è di 240 Wp perché utilizzare moduli più potenti avrebbe comportato una riduzione degli incentivi statali in qua ...[Omissis - Versione integrale presente nel testo]... li hanno la certificazione VDE, soddisfano i requisiti della classe di protezione II e sono certificati ai sensi degli standard internazionali IEC/EN 61215 e IEC/EN 61730.

Sia i moduli per gli impianti sugli edifici che quelli per la pensilina fotovoltaica sono stati scelti anche considerando la produzione europea dei moduli stessi che ci consente di ottenere incentivi maggiori.

Inverter

In un impianto fotovoltaico l'inverter è uno dei componenti più importanti, incidendo per circa il 10-20% sull’investimento comples ...[Omissis - Versione integrale presente nel testo]... te continua prodotta dai pannelli in corrente alternata a tensione 220 Volt, rendendola adatta per l’immissione in rete e per l’autoconsumo.

L’inverter, a seconda della tecnologia e del tipo di applicazione, può svolgere numerose funzioni:

• [Omissis - Versione integrale presente nel testo]
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• monitorare il funzionamento dell’impianto;
• segnalare eventuali guasti interni.

Consentono di estrarre dai pannelli solari la massima potenza disponibile in qualsiasi condizione meteorologica grazie alla funzione MPPT (Maximum Power Point Tracker). I moduli fotovoltaici, infatti, hanno una curva caratteristica V/I tale che esiste un punto di lavoro ottimale, detto appunto Maximum Power Point, dove è possibile estrarre la massima potenza disponibile.

La funzione MPPT è indispensabile per sfruttare al meglio il punto di massima potenza di un impianto fotovoltaico, che corrisponde a determinati va ...[Omissis - Versione integrale presente nel testo]... nti fornisce un vantaggio oggettivo in condizioni di irraggiamento non uniforme dei pannelli. Infatti, non è infrequente che la superficie dei pannelli solari sia esposta al sole in modo difforme su tutto il campo.

In questo caso l'utilizzo di un solo MPPT porterebbe l'inverter a lavorare fuori dal punto di massima potenza e conseguentemente la produzione di energia ne sarebbe danneggiata.

Un'altra caratteristica importante di un inverter fotovoltaico è l'interfaccia di rete.

Al di là delle specifiche differenze tecnologiche di funzionamento, gli inverter presentano caratteristiche diverse a seconda che si ...[Omissis - Versione integrale presente nel testo]... nverter oggi disponibili sul mercato presentano un'efficienza superiore al 90%.

Essendo gli impianti collegati in rete, la scelta dell’inverter è determinata dalle caratteristiche dell’impianto fotovoltaico. Normalmente la potenza nominale dell’inverter è equivalente o leggermente sottodimensionata, alla potenza di picco dell’impianto.

Tab.12 - Listino prezzi Inverter

Per ogni impianto è previsto un inverter trifase commisurato alla potenza dell’impianto stesso. Nello specifico si utilizza l’inverter con potenza di uscita nomina ...[Omissis - Versione integrale presente nel testo]... ucono inverter per le potenze di cui abbisognano gli impianti da progetto.


[Omissis - Versione integrale presente nel testo]


Tab.13 – Confronto inverter

Il modello SUNWAY TG con trasformatore di isolamento galvanico integrato consente la configurazione ottimale di installazioni fotovoltaiche di medie e grandi dimensioni, riducendo al minimo i costi di impianto e massimizzando la resa grazie alla tecnologia al vertice della gamma che garantisce la massima densità di potenza e affidabilità.

Gli inverter Santerno:

• sono conformi AEEG 84/12 (CEI 0-16);
• implementano le più avanzate funzioni di interazione con la rete e in osservanza con le norme più avanzate in vigore;
• [Omissis - Versione integrale presente nel testo]
• sono perfettamente integrati nella Smart Grid, sia essa una rete pubblica o la rete di distribuzione di un grande impianto multi inverter;
• [Omissis - Versione integrale presente nel testo]
• agiscono in una logica master-slave rispondendo ai comandi di un controllo di sistema; questa soluzione permette di rispondere ai requisiti dei Grid Code più avanzati, garantendo le performance di impianto e l'erogazione di servizi di rete;
• [Omissis - Versione integrale presente nel testo]
• [Omissis - Versione integrale presente nel testo]
• Per garantire un funzionamento sicuro e una resa elevata, l’inverter ha:
• elevatissima efficienza di conversione con singolo stadio di conversione di potenza, ottimizzato per la massima riduzione delle perdite;
• struttura modulare e industrializzazione delle cabine per la massima affidabilità e facile accesso a tutti i componenti, con conseguente manutenzione semplificata e riparabilità in opera;
• [Omissis - Versione integrale presente nel testo]
• protezione integrata lato CC garantita da sezionatore con bobina di sgancio;
• protezione integrata contro errori di cablaggio lato CC;
• [Omissis - Versione integrale presente nel testo]
• [Omissis - Versione integrale presente nel testo]
• accesso via internet ai dati di produzione grazie all’integrazione con Portale SunwayPortal;
• monitoraggio a distanza e controllo tramite sistemi standard SCADA;
• Modbus integrato su RS485 e TCP-IP su connessione dati Ethernet;
• ingressi integrati per sensori ambientali;
• [Omissis - Versione integrale presente nel testo]
• misura in linea del rendimento di conversione.

Per ogni impianto è previsto un inverter commisurato alla potenza dell’impianto stesso.

Nello specifico si utilizza l’inver ...[Omissis - Versione integrale presente nel testo]... le Don Milani e Giovanni XXIII; SUNWAY™ TG 175 con potenza di uscita nominale di 170 kW per la scuola Posidonia; 3 inverter SUNWAY™ TG 385 per il Polo Annonario e per la pensilina.

Tab.14 - Caratteristiche tecniche dei pannelli istallati