Energia solare per le mele del Trentino
fonte: 'Elettricoplus'
30.09.2009
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Da fine novembre 2008 è in esercizio uno dei più grandi impianti con moduli a film sottile installati su tetto in Italia. Si tratta dell’impianto realizzato da Conergy Italia presso la Cooperativa Frutticola Egma Kaltern, nel comune di Caldaro (Bolzano).
Egma Kaltern è una delle principali aziende italiane che si occupano della produzione e distribuzione di mele. Con la divisione Grandi Impianti, Conergy si occupa della realizzazione “chiavi in mano” di impianti fotovoltaici di grandi dimensioni, coordinando tutte le fasi del progetto: dallo studio di fattibilità alla progettazione, dall’installazione al collaudo, da soluzioni di finanziamento e di assicurazione fino alla manutenzione dell’impianto in esercizio.
L’impianto fotovoltaico Egma Kaltern, con una potenza totale di picco di 772,56 kW, è formato da due sistemi distinti: il primo, con una potenza di 568,98 kWp, è installato sulla copertura della sede, il secondo, da 203,58 kWp, è situato sul tetto del deposito della cooperativa.
Entrambi gli impianti sono installazioni parzialmente integrate su una copertura leggermente inclinata (4°) e sono destinati a produrre energia elettrica in parallelo alla rete di distribuzione di bassa tensione in corrente alternata dell’azienda. L’energia generata è in parte autoconsumata mentre l’eccedenza è ceduta alla rete elettrica nazionale MT di distribuzione a cui l’azienda è connessa, secondo le condizioni definite dall’Authority per l’Energia Elettrica e il Gas con la Delibera n. 34/05 (“Modalità e condizioni economiche per il ritiro dell’energia elettrica di cui all’articolo 13, commi 3 e 4 del Decreto Legislativo 29 Dicembre 2003, n°387, e al comma 41 della legge 23 Agosto 2004, n° 239”). Per il momento, l’energia solare copre circa il 22% dei consumi energetici annuali dell’azienda, ma la proprietà in futuro intende ampliare l’impianto con l’obbiettivo di arrivare a soddisfare il 35% delle proprie esigenze.
Configurazione dell’impianto
I due impianti sono composti in totale da 10.656 moduli fotovoltaici a film sottile in telloruro di cadmio del tipo FS 272, prodotti dalla ditta americana First Solar. Nell’impianto “Egma Sede” i moduli sono connessi in serie a formare 872 stringhe, a loro volta collegate a 2 inverter centrali Conergy IPG 280K che si distinguono per elevati rendimenti (96%). Nell’impianto denominato “EGma Deposito” i moduli fotovoltaici compongono 312 stringhe e sono collegati a 3 inverter trifase Conergy (1 inverter Conergy IPG 100K e 2 Conergy Ipg 60K).
I gruppi di conversione impiegati sono composti dagli inverter e da altri elementi, quali filtri e dispositivi di sezionamento, protezione e controllo, che rendono il sistema idoneo al trasferimento della potenza dal generatore alla rete, in conformità ai requisiti normativi, tecnici e di sicurezza applicabili. Gli inverter, il trasformatore di tensione e i quadri di protezione sono alloggiati, per entrambi gli impianti, all’interno di un apposito locale tecnico collocato in posizione baricentrica rispetto all’impianto.
Il campo fotovoltaico è configurato in diversi “sottocampi” (insiemi di stringhe connesse in serie) e “campi” (insiemi di sottocampi connessi in parallelo) elettricamente indipendenti tra loro. In particolare, si hanno tanti campi quanti sono gli inverter previsti nell’impianto e ad ogni inverter fanno capo diversi quadri in cui avviene il parallelo tra le stringhe. Il numero di tali quadri coincide con il numero dei sottocampi. L’impianto “Egma Sede” è suddiviso in 20 sottocampi, mentre “Egma Deposito” è composto da 7 sottocampi. I quadri in cui avviene il parallelo tra le stringhe di ciascun sottocampo sono del tipo Conergy SmartConnect. Ogni SmartConnect svolge funzioni centrali di protezione dei componenti dell’impianto e contiene scaricatori di sovratensione che hanno il duplice compito di mettere in parallelo le stringhe del relativo sottocampo e di interrompere, lato corrente continua, eventuali sovratensioni. Gli SmartConnect sono a loro volta posti in parallelo tra loro all’interno di un quadro principale, detto “Main Combiner Box” situato in prossimità degli inverter. Quest’ultima tipologia di quadri ha il compito di interrompere il flusso di corrente del relativo sottocampo o di un intero campo fotovoltaico qualora si verifichino condizioni di cortocircuito in modo da garantire il corretto funzionamento del relativo inverter.
I quadri di parallelo SmartConnect sono utilizzati con il dispositivo Conergy SmartControl, un affidabile sistema di monitoraggio ed analisi per impianti fotovoltaici di grandi dimensioni. La sorveglianza automatica da remoto effettuata dal sistema SmartControl e l’avviso automatico di eventuali anomalie tramite fax, e-mail o sms sostituiscono il controllo da parte di personale addetto e garantiscono un monitoraggio continuo ed efficace dello stato e del regolare funzionamento di tutti i componenti, favorendo la manutenzione preventiva ed evitando lunghi ed infruttuosi periodi di fermo dell’impianto. Data l’estensione dell’area d’installazione, le differenti cadute di tensione dipendenti dal circuito di collegamento tra i terminali di stringa ed i relativi quadri di parallelo e la volontà di mantenere il valore della caduta di tensione al di sotto dell’1%, i progettisti Conergy hanno previsto la posa dei quadri di parallelo delle stringhe in prossimità delle strutture di montaggio dell’impianto.
Tale struttura di montaggio è del tipo Conergy SunTop III, che consente di installare l’impianto in modo complanare alle coperture dei fabbricati senza compromettere l’impermeabilità del tetto. In questo caso, Conergy SunTop III è stata opportunamente adattata per l’utilizzo con moduli First Solar. L’adattamento consiste in una doppia orditura delle guide di base della struttura, in modo da aumentarne la rigidità, come richiesto da First Solar. La lunga durata e la pressoché totale assenza di manutenzione sono tra le caratteristiche più importanti di questo sistema di supporto, trattandosi di una struttura interamente in alluminio che garantisce un’elevata resistenza alla corrosione.
I cavi elettrici sono stati dimensionati in modo da minimizzare le perdite d’energia e quindi in modo che la caduta di tensione tra moduli ed ingresso dell’inverter in condizioni nominali di funzionamento fosse inferiore all’1%, contribuendo ad ottimizzare il rendimento dell’impianto. Le sezioni dei cavi per i vari collegamenti sono state scelte in modo da assicurarne una lunga durata in relazione ai continui effetti termici causati dal passaggio della corrente per periodi prolungati. Tutti i conduttori sono stati protetti all’interno di canalizzazioni in acciaio zincato a caldo, la cui presenza risulta quasi impercettibile all’occhio grazie alla grande attenzione che è stata riservata anche all’estetica durante la fase di progettazione ed installazione dell’impianto.
Funzionamento dell’impianto
Durante il giorno il generatore fotovoltaico converte la radiazione solare in energia elettrica in corrente continua. L’energia prodotta viene trasmessa, attraverso i quadri di campo e di sottocampo, agli inverter, che provvedono a trasformare la corrente continua in corrente alternata trifase a 40 0V. Il tipo di inverter utilizzato è in grado di seguire in modo automatico, rapido e preciso il punto di massima potenza del proprio campo fotovoltaico, assicurando di ricavarne il massimo rendimento in ogni istante e condizione ambientale (funzione Mpp Tracking). La corrente alternata a 400 Vac, se in eccedenza, viene successivamente trasformata a 15 kV per mezzo di un trasformatore di potenza ed immessa in rete tramite il quadro d’interfaccia.
Il gruppo di misura Utf dell’energia elettrica generata dall’impianto e quindi soggetta ad incentivazione da parte del Gse è collocato nei locali tecnici in prossimità degli inverter. I gruppi di misura per l’energia prelevata\ceduta alla rete sono invece ubicati nell’apposito vano-misure nella cabina elettrica MT di ricezione dell’azienda, con accesso riservato sia al distributore che al produttore.
La produttività dell’impianto viene calcolata sulla base dei dati storici del sito (desunti dalla norma Uni 10349) relativi ai valori medi mensili della radiazione solare su superficie orizzontale. La procedura per il calcolo dell’energia prodotta dall’impianto è basata sulla norma Uni 8477, tenendo conto dell’angolo di tilt (4°) e di azimut (37°) del generatore fotovoltaico, della potenza nominale degli impianti (772,56 kWp), dell’efficienza operativa media del sistema, ipotizzata pari al 76,5%, nonché del coefficiente di riflettanza dell’area di installazione. La previsione dell’energia prodotta è di circa 800.000 kWh/anno e ciò consentirà di risparmiare 184 tonnellate equivalenti di petrolio all’anno di energia primaria (Tep) e di evitare l’emissione in atmosfera di 427,2 tonnellate di CO2 all’anno.
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