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© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
Corso analisi progetti con energie puliteCorso analisi progetti con energie pulite
Analisi progetti fotovoltaiciAnalisi progetti fotovoltaici
Foto: CANMET Energy Technology Centre -Varennes
Impianto FV presso National Research Laboratory, Quebec, Canada
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
ObiettiviObiettivi
• Rivedere i principi dei sistemi solari Rivedere i principi dei sistemi solari fotovoltaici (FV)fotovoltaici (FV)
• Illustrare le considerazioni chiave Illustrare le considerazioni chiave per i progetti fotovoltaici per i progetti fotovoltaici
• Presentare il modello RETScreenPresentare il modello RETScreen®® per i per i progetti fotovoltaiciprogetti fotovoltaici
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
Cosa forniscono i sistemi FV?Cosa forniscono i sistemi FV?
• Elettricità (CA/CC)Elettricità (CA/CC)
• Pompaggio acquaPompaggio acqua
…ma anche…
Affidabilità
Semplicità
Modularità
Immagine
Silenziosità
Sistema illuminazione residenziale solare,Bengala Occidentale, India
Foto: Harin Ullal (NREL PIX)
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
Componenti di un sistema FVComponenti di un sistema FV
• ModuliModuli
• Accumulo: batterie, Accumulo: batterie, serbatoio serbatoio
• Ausiliari elettriciAusiliari elettrici Inverter
Regolatore di carica
Raddrizzatore
Convertitore CC-CC
• Altri generatori: diesel/benzina, turbina eolicaAltri generatori: diesel/benzina, turbina eolica
• PompaPompa
Fonte: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.
Cella
ModuloCampo fotovoltaico
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Sistemi collegati alla reteSistemi collegati alla rete
• Integrazione FVIntegrazione FV
Distribuita
Centralizzata
• Tipo di reteTipo di rete
Centrale
Isolata
• Di solito non Di solito non vantaggioso vantaggioso economicamente economicamente senza inventivisenza inventivi
Fonte: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.
Contatore
Impianto FV centralizzato
Contatore
Rete
Elettrica
Produzione
d’energia
distribuita
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Sistemi isolatiSistemi isolati
• ConfigurazioneConfigurazione Stand-alone
Ibrida
• Spesso molto economiciSpesso molto economici Meglio piccoli carichi (< 10 kWp)
Costi iniziali minori che portare la
rete elettrica nel sito da
alimentare
Costi gestionali inferiori rispetto ai
gruppi elettrogeni ed alle batterie
primarie
Fonte: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.
Campo FV
Gruppo
Elettrogeno
Inverter
Batterie
Ripetitore radio-TV
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Sistemi di pompaggio acquaSistemi di pompaggio acqua
• Applicazione speciale isolataApplicazione speciale isolata
• Spesso economicamente Spesso economicamente fattibilefattibile
Abbeveramento bestiame
Fornitura acqua villaggi
Fornitura acqua domestica
Fonte: Photovoltaics in Cold Climates,Ross & Royer, eds.
Campo FV
Inverter
Pompa
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Risorsa solareRisorsa solare
• 1 W1 Wpp di FV= da 800 a 2.000 Wh all’anno di FV= da 800 a 2.000 Wh all’anno
Latitudine
Nuvolosità
• Risorsa solare invernale critica Risorsa solare invernale critica per i sistemi isolati per i sistemi isolati
Angolo d’inclinazione più alto (latitudine +15º)
Sistemi ibridi
• Risorsa solare annuale critica per i sistemi Risorsa solare annuale critica per i sistemi collegati alla retecollegati alla rete
Sistemi ad inseguimento solare per alta radiazione
diretta
Foto: Environment Canada
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
Correlazione del carico solareCorrelazione del carico solare
• Correlazione Correlazione stagionalestagionale
Irrigazione
Case di campagna
• Correlazione diurnaCorrelazione diurna
Positiva, zero e
negativa
Fonte: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.
Foto: Sandia Nat. Lab. (NREL PIX)
Foto: BP Solarex (NREL PIX)
NegativaPositiva
Zero
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Casa in parallelo rete, 1 kW (38ºN, California)
Energia = 1,6 MWh/anno Costo = $ 0,35/kWh Costo rete = $ 0,08/kWh
Esempi di costi di impianti FVEsempi di costi di impianti FV
Campo FV
Inverter
Installaz.
Varie
Ibrido stand-alone telecomunicazioni, 2,5 kW (50ºS, Argentina)
Energia = 5 MWh/anno, (PV=50%)
Costo = $ 2,70/kWh Costo Generatore/Batterie = $
4/kWh
Campo FV
Batterie
Prog/Inst
Generat.
Combust.
Gestione
Varie
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Considerazioni progetti FVConsiderazioni progetti FV
• Distanza dalla reteDistanza dalla rete
• Costo sovralluoghiCosto sovralluoghi
• Costi gestionaliCosti gestionali
• Rapporto Affidabilità/CostoRapporto Affidabilità/Costo
• Aspettative gestionaliAspettative gestionali
• Aspetti sociali Aspetti sociali
• Valori intangibiliValori intangibili Immagine Benefici ambientali Ridotto inquinamento sonoro
e visivo Modularità e semplicità
Foto: Vadim Belotserkovsky
Stazione ripetitrice montana per telecomunicazioni, British Columbia settentrionale, Canada
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Esempi: Tibet, Botswana, Swaziland e KenyaEsempi: Tibet, Botswana, Swaziland e Kenya
Illuminazione solare e sistemi Illuminazione solare e sistemi FV residenzialiFV residenziali
• Costo proibitivo per portare la reteCosto proibitivo per portare la rete
• Piccoli carichiPiccoli carichi
• Manutenzione localeManutenzione locale
• SempliceSemplice
• AffidabileAffidabile Foto: Simon Tsuo (NREL PIX)
Foto: Vadim Belotserkovsky
Foto: Frank Van Der Vleuten(Renewable Energy World)
Foto: Energy Research Center of the Netherlands
Foto: Energy Research Center of the Netherlands
Capanna per scopi educativi Sistema solare residenziale
Sistema solare residenzialeCasa per staff medico di una clinica
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Esempi: Finlandia e CanadaEsempi: Finlandia e Canada
Case remote e di campagnaCase remote e di campagna
• ModulareModulare
• SempliceSemplice
• Ridotta rumorositàRidotta rumorosità
• Nessuna linea Nessuna linea elettricaelettrica
• Casa di campagna: Casa di campagna: correlazione di carico correlazione di carico stagionalestagionale
• Tutto l’anno: sistemi Tutto l’anno: sistemi ibridiibridi
Foto Fortum NAPS (Photovoltaics in Cold Climates) Foto: Vadim Belotserkovsky
Foto: Vadim Belotserkovsky
Casa di campagna Casa
Sistema ibrido
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
Esempi: Marocco e BrasileEsempi: Marocco e Brasile
Impianti ibridi alimentazione Impianti ibridi alimentazione villaggivillaggi
• Costo proibitivo per portare la reteCosto proibitivo per portare la rete
• Alti costi gasolio e manutenzione gruppo elettrogeno Alti costi gasolio e manutenzione gruppo elettrogeno
• Aspetti umaniAspetti umani
Aspettative Necessità gestionale Impatto sociale
Foto: Roger Taylor (NREL PIX)Foto: BP Solarex (NREL PIX)
Villaggio
Scuola di campagna
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
Esempi: Antartico e CanadaEsempi: Antartico e Canada
Sistemi industriali: telecomunic. e Sistemi industriali: telecomunic. e monitoraggiomonitoraggio
• Siti molto remoti…Siti molto remoti… Costi gestionali
Gruppo elettrogeno e FV
• ……e persino e persino siti vicino alla rete… siti vicino alla rete…
Costo trasformatore
Può essere spostato
Più affidabile della rete
Foto: Soltek Solar Energy
Foto: Northern Power Systems (NREL PIX)Sistema monitoraggio sismico
Sistema monitoraggio pozzo gas
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
Esempi: Svizzera e GiapponeEsempi: Svizzera e Giappone Edifici con FV collegato alla Edifici con FV collegato alla reterete
• Solitamente non Solitamente non conveniente senzaconveniente senza
incentiviincentivi
• Giustificato per:Giustificato per: Immagine
Benefici ambientali
Stimolazione mercato
• Impegni a lungo termine dei Impegni a lungo termine dei costruttori, dei governi e delle costruttori, dei governi e delle società elettriche per ottenere costi società elettriche per ottenere costi inferioriinferiori
Foto: Atlantis Solar Systeme AG
FV integrato nella vetrataFoto : Solar Design Associates
(IEA PVPS)
Tetto fotovoltaico
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
Esempi: India e Stati UnitiEsempi: India e Stati Uniti
Sistemi FV per pompaggio Sistemi FV per pompaggio acquaacqua
• Economico quando isolatoEconomico quando isolato
• Correlazione caricoCorrelazione carico Accumulo nel serbatoio Correlazione carico stagionale
• Qualità acqua migliorataQualità acqua migliorata
• ConvenienteConveniente
• AffidabileAffidabile
• SempliceSempliceFoto: Harin Ullal, Central Electronics Ltd. (NREL PIX)Foto: Jerry Anderson,
Northwest Rural Public Power District (NREL PIX)
Acqua domestica
Sistema abbeveramento bestiame
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
Modello RETScreenModello RETScreen®® per i per i progetti fotovoltaiciprogetti fotovoltaici
• Analisi globale di produzione o risparmio energetico, Analisi globale di produzione o risparmio energetico, costi gestionali e riduzione delle emissioni di gas serracosti gestionali e riduzione delle emissioni di gas serra
In parallelo (reti centrali o isolate)
In isola (FV-batterie o FV-gruppi elettrogeno-batterie)
Pompaggio acqua
• Solo 12 dati mensili del RETScreenSolo 12 dati mensili del RETScreen®® contro gli 8.760 dei modelli che contro gli 8.760 dei modelli che utilizzano simulazione oraria utilizzano simulazione oraria
• Attualmente non comprende:Attualmente non comprende: Sistemi a concentrazione
Calcolo probabilità perdita di carico
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Calcolo energia FVCalcolo energia FVRETScreenRETScreen®®
Vedi manuale elettronico
Analisi progetti con energie pulite:RETScreen® Ingegneria e Casi
Analisi progetti solari fotovoltaci
Calcola radiazionesolare sul piano del
campo FV
Calcola perditeinverter
Calcola energia non ceduta alla rete
Calcola domandafornita dal gruppo
elettrogeno(solo sistemi isolati)
Calcola l’energia effettivamente fornita
Calcolo energia fornitadal sistema FV
In parallelo di rete
Moltiplica per laefficienza media
sistema pompaggio
Conversione inenergia idraulica
Pompaggio Acqua
Calcola domanda fornita
direttamente dal FV
Calcola domandaFornita dalle batterie
In isola
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
Esempio di convalida del Esempio di convalida del modello RETScreenmodello RETScreen®® per per progetti FVprogetti FV
• Sistema FV composto da FV/generatore/batteria in Sistema FV composto da FV/generatore/batteria in Argentina comparato con la simulazione oraria Argentina comparato con la simulazione oraria HOMERHOMER
Carico da 500 WCA Campo FV da 1 kWp, 60 kWh di batterie, 7,5 kW di gruppo
elettrogeno, 1 kW di inverter
Comparazione consumo generatore calcolato da RETScreen e HOMER
Comparazione produzione energia FV calcolata da RETScreen e HOMER
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic
Mese
En
erg
ia F
V (
kW
h)
HOMER
RETScreen
0
50
100
150
200
250
Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic
Mese
Co
nsu
mo
co
mb
ust
ibile
gru
pp
o e
lett
r. (
L)
HOMER
RETScreen
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
ConclusioniConclusioni
• FV per produzione energia elettrica in rete, isolata e FV per produzione energia elettrica in rete, isolata e per pompaggio acquaper pompaggio acqua
• Il sole è disponibile in tutto il mondoIl sole è disponibile in tutto il mondo I sistemi FV possono essere installati in tutti i climi
• Costi capitali elevatiCosti capitali elevati Costi ridotti per i sistemi isolati
Incentivi necessari per i sistemi collegati con la rete
• RETScreenRETScreen®® è uno strumento di calcolo su base è uno strumento di calcolo su base mensile con un’accuratezza di risultati simili a quella mensile con un’accuratezza di risultati simili a quella dei simulatori su base orariadei simulatori su base oraria
• RETScreenRETScreen®® aiuta a ridurre i costi per studi di aiuta a ridurre i costi per studi di prefattibilitàprefattibilità
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
Domande?Domande?
Modulo per l’analisi di progetti fotovoltaiciCorso internazionale RETScreen® per i progetti con energie pulite
www.retscreen.netwww.retscreen.netPer maggiori informazioni visitate il sito RETScreen: