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Sistemi Fotovoltaici

Sistemi Fotovoltaici

Progettazione Gestione Manutenzione impiantistica

Autori Alessandro Caffarelli, Giulio de Simone, Angelo Pignatelli, Konstantino Tsolakoglou
Editore Maggioli Editore
Formato Cartaceo
Dimensione 21x29,7
Pagine 424
Pubblicazione Aprile 2021 (V Edizione)
ISBN / EAN 8891632555 / 9788891632555
Collana Progettazione Tecniche & Materiali

Materiali online:
 Sole_Pro: simulatore di producibilità al netto delle perdite energetiche tipiche di un impianto fotovoltaico, consente di determinare graficamente il campo di ombreggiamento generato dagli ostacoli posti nella zona d’impianto (es. comignoli, balaustre, ecc.) e considera, ai fini dei calcoli energetici, anche il profilo clinometrico. Implementa i dati di irraggiamento UNI-10349 ed ENEA. 
• Verificare: tool per la gestione delle pratiche burocratiche relative ad impianti fotovoltaici.
• PV-Tool: tool per realizzare la verifica di compatibilità tra generatore fotovoltaico e gruppo di conversione nel caso di impianti residenziali. 
• 15 relazioni tecniche complete.

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Il volume è una guida completa i) alla progettazione degli impianti fotovoltaici grid-connected, anche dotati di sistemi di accumulo, ii) alla presentazione degli interventi di manutenzione per ottimizzarne le prestazioni, iii) alla trattazione delle tematiche inerenti agli ammodernamenti tecnologici eseguiti su impianti in esercizio (revamping e repowering), iv) alla generazione distribuita residenziale ed industriale e ai sistemi di potenza multimegawatt ed utility-scale. 

Il testo mostra l’architettura di un sistema fotovoltaico, fornendone gli elementi necessari per il corretto dimensionamento impiantistico, descrivendone approfonditamente l’ingegneria di sistema: dal gruppo di generazione fino al punto di connessione alla rete elettrica.

Il volume è aggiornato alla normativa elettrica vigente, anche con particolare attenzione alle recenti disposizioni normative in tema di implementazione dei sistemi di accumulo all’interno del sistemo elettrico.

Una parte del volume è dedicata all’esercizio in parallelo con la rete elettrica dei sistemi fotovoltaici, descrivendone le tipologie di connessione in bassa, media ed alta tensione, gli aspetti progettuali e l’iter TICA – dalla richiesta di connessione inoltrata al gestore di rete, fino alla realizzazione delle opere di rete. 

Il testo mostra le operazioni di manutenzione ordinaria standard, fino ad arrivare all’analisi termografica realizzata con droni. 

Sono illustrati casi di impianti fotovoltaici “under performing”, e mostrati nel dettaglio esempi di malfunzionamenti o guasti di moduli fotovoltaici ed altri componenti di impianto che comportano riduzione del performance ratio.

Il testo mostra tutti gli adempimenti burocratici a cui occorre ottemperare al fine di evitare sanzioni economiche e garantire il mantenimento del diritto all’incentivo e alle convenzioni GSE per impianti incentivati e impianti fotovoltaici eserciti in grid/market parity.

Di prezioso ausilio pratico risultano essere le 15 relazioni tecniche di impianti fotovoltaici, complete di schemi elettrici e calcoli progettuali – rilasciati nello spazio web a disposizione del lettore.

Alessandro Caffarelli
Ingegnere aerospaziale, è CTU presso il Tribunale Ordinario di Roma. Ha progettato e diretto lavori per oltre 700 MW di impianti fotovoltaici ed eolici. È socio fondatore di Intellienergia ed attualmente Business Development Manager per EF Solare Italia.
Giulio de Simone
Ingegnere meccanico, Ph.D. in Ingegneria dell’Energia e Ambiente. È socio fondatore e CEO di Intellienergia. Ha progettato e diretto lavori per oltre 500 MW di impianti di produzione di energia rinnovabile.
Angelo Pignatelli
Ingegnere elettronico, Ph.D. in Ingegneria dei Sistemi, PMP presso il Project Management. Ha progettato e diretto lavori per oltre 200 MW di impianti di produzione di energia rinnovabile. 
Kostantino Tsolakoglou
Ingegnere aerospaziale, MSc, si occupa di sviluppo, progettazione, asset management e O&M di impianti utility scale. È Head of Engineering presso una delle maggiori realtà europee in ambito fotovoltaico. Gli autori sono docenti per conto dell’Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma.

Capitolo I - Sistemi fotovoltaici grid-connected: elementi di progettazione

1.1. Introduzione al testo

1.2. Il generatore fotovoltaico

1.2.1. Moduli fotovoltaici – stringhe – sottocampi – campi – generatore

1.2.2. Stringhe di moduli e campo fotovoltaico

1.2.3. Evoluzione tecnologica del generatore fotovoltaico

1.3. Analisi di producibilità

1.3.1. Richiami di geometria solare

1.3.2. Irraggiamento solare

1.3.3. Producibilità di un impianto fotovoltaico

1.3.4. Ombreggiamenti clinometrici

1.3.5. Ombreggiamenti locali

1.3.6. Ottimizzazione del layout in riferimento ad ombreggiamenti locali

1.3.7. Ottimizzazione del layout in riferimento all’orografia del sito

1.4. Inverter: conversione centralizzata/distribuita

1.5. Inverter: interfaccia lato continua CC / lato alternata CA

1.5.1. Interfacciamento con la rete elettrica

1.5.2. Interfacciamento con il generatore fotovoltaico

1.6. Sistemi di sicurezza elettrica dell’impianto fotovoltaico

1.6.1. Sistemi atti a ridurre il rischio per l’uomo

1.6.2. Protezione circuitale

1.7. Cavi per applicazioni fotovoltaiche

1.8. Strutture di ancoraggio

1.8.1. Tipologie

1.8.2. Progettazione strutturale

1.9. Sistemi a inseguimento solare

1.9.1. Classificazione

1.9.1.1. Inseguitori a 1 grado di liberta: rotazione attorno all’asse corpo YB.

1.9.1.2. Inseguitori a 1 grado di liberta: rotazione attorno all’asse corpo ZB.

1.9.1.3. Inseguitori a 1 grado di liberta: rotazione attorno all’asse corpo XB.

1.9.1.4. Inseguitori a 2 gradi di liberta

1.10. Interventi di ammodernamento tecnologico per impianti fotovoltaici (revamping e repowering)

1.10.1. Elementi tecnici

1.10.2. Elementi di permitting per interventi di ammodernamento tecnologico

1.11. Continuità di esercizio

1.12. Trasformatori per impianti fotovoltaici

1.13. Sistemi di rifasamento ed impianti fotovoltaici

Capitolo II - Gestione e manutenzione degli impianti fotovoltaici

2.1. Operation&Maintenance per il fotovoltaico

2.1.1. Scopo e ambito di applicazione

2.1.2. Componenti del servizio

2.1.2.1 Manutenzione ordinaria

2.1.2.2. Manutenzione straordinaria

2.1.2.3. Servizi aggiuntivi

2.1.2.4. Risorse strumentali e servizi trasversali

2.1.3. Tipologie di impianti FV ed azioni O&M

2.1.3.1. Impianti multi-MW e utility scale

2.1.3.2. Impianti industriali

2.1.3.3. Impianti commerciali

2.1.3.4. Impianti residenziali

2.1.4. Definizione e avvio del servizio

2.1.4.1. Assessment e verifica dell’impianto

2.1.4.2. Definizione del contratto

2.1.4.3. Definizione del piano dei servizi

2.1.4.4. Organizzazione e gestione del servizio

2.2. Assessment e verifica dell’impianto

2.2.1. Introduzione

2.2.2. Raccolta della documentazione tecnica

2.2.2.1. Relazione tecnica dell’impianto

2.2.2.2. Stima della produzione attesa

2.2.2.3. Schemi elettrici

2.2.2.4. Regolamento di esercizio

2.2.2.5. Dichiarazioni di conformità

2.2.2.6. Verifiche periodiche

2.2.2.7. Dati dei misuratori di produzione e consegna

2.2.2.8. Manuale d’uso e manutenzione dell’impianto

2.2.2.9. Manuali tecnici delle apparecchiature

2.2.2.10. Verifica della documentazione tecnica

2.2.3. Verifica della rispondenza, dello stato di conservazione e della produttività dell’impianto

2.2.3.1. Verifiche sugli inverter

2.2.3.2. Verifiche sull’impianto

2.2.3.3. Verifiche dell’efficienza

2.2.3.4. Verifica del dimensionamento dell’impianto

2.2.4. Verifiche delle scorte e dei fornitori

2.2.5. Raccolta delle garanzie

2.2.5.1. Garanzia sull’impianto fotovoltaico

2.2.5.2. Garanzia sui moduli fotovoltaici

2.2.5.3. Garanzia sugli inverter

2.2.5.4. Garanzia sui componenti

2.2.6. Raccolta delle polizze assicurative

2.2.7. Verifica del sistema di monitoraggio

2.2.8. Raccolta e analisi dei dati di esercizio

2.2.9. Rapporto di assessment

2.3. Il contratto

2.3.1. Struttura del contratto di manutenzione

2.3.2. Le condizioni di appalto

2.3.3. Modello di prezzo dei servizi O&M

2.3.4. Penali

2.4. Il piano dei servizi

2.4.1. Introduzione

2.4.2. La manutenzione ordinaria

2.4.2.1. Manutenzione correttiva

2.4.2.2. Manutenzione programmata

2.4.2.3. Manutenzione su condizione, predittiva e migliorativa

2.4.2.4. Monitoraggio

2.4.3. Manutenzione straordinaria

2.4.4. Servizi aggiuntivi

2.5. La gestione dei servizi

2.5.1. L’organizzazione

2.5.1.1. Direzione

2.5.1.2. Monitoraggio e coordinamento operativo

2.5.1.3. Servizio sul campo

2.5.2. Flussi operativi – processi

2.5.2.1. Manutenzione ordinaria

2.5.2.2. Manutenzione straordinaria

2.5.3. Attività operative – procedure

2.5.3.1. Schede di lavoro

• Scheda di lavoro: Moduli fotovoltaici

• Scheda di lavoro: Stringhe fotovoltaiche

• Scheda di lavoro: Strutture di sostegno

• Scheda di lavoro: Quadri elettrici

• Scheda di lavoro: Inverter

• Scheda di lavoro: Cavi, canalizzazioni, giunzioni

• Scheda di lavoro: Impianto di terra

2.5.3.2. Misure di sicurezza

2.5.4. Misura della prestazione

2.5.5. Dismissione impianto

2.6. Sistemi di monitoraggio

2.6.1. Introduzione ai sistemi di monitoraggio

2.6.2. Il sistema di monitoraggio

2.6.3. Modalità di connessione

2.6.4. Rete Dati Inverter

2.6.5. Setup DataLogger

2.6.5.1. Esempio di prima connessione con collegamento diretto

2.6.5.2. Esempio di configurazione del datalogger

2.6.5.3. Rilevazione inverter connessi

2.6.6. Grandezze monitorate e parametri

2.6.7. Configurazioni avanzate

2.6.8. Portale web

2.6.9. Configurazione iniziale

2.6.10. Controllo delle prestazioni

2.6.11. Sensori di irraggiamento

2.6.12. Performance ratio

2.6.13. Allarmi

2.6.14. Statistiche

2.6.15. Report

2.7. Cause di under-performing di impianti fotovoltaici

2.7.1. Under-performing impianto: generatore fotovoltaico

2.7.1.1. PID Potential Induced Degradation

2.7.1.1.1. Descrizione del fenomeno del PID

2.7.1.1.2. Influenza delle condizioni ambientali

2.7.1.1.3. Identificazione del PID

2.7.1.1.4. Caso studio di PID

2.7.1.1.5. PID recovery

2.7.1.2. Cell cracks

2.7.1.3. Snail Trails

2.7.1.4. Altre forme di degrado dei moduli fotovoltaici

2.7.1.4.1. LID (Light induced degradation)

2.7.1.4.2. Browning

2.7.1.4.3. Backsheet cracking

2.7.1.5. Altre difettosità dei moduli fotovoltaici

2.7.1.6. Termografia, elettroluminescenza e curva IV

2.7.1.7. Meccanismi di degrado e rottura di moduli non cristallini

2.7.2. Under-performing impianto: gruppo di conversione

2.7.2.1. Principio di funzionamento di un inverter fotovoltaico

2.7.2.2. Problematiche connesse al funzionamento di un inverter in parallelo con la rete elettrica

2.7.2.3. Sistemi SCADA in impianti fotovoltaici

2.8. Normativa di riferimento per manutenzione impianti fotovoltaici

Capitolo III - Esercizio in parallelo alla rete elettrica di distribuzione e trasmissione di sistemi fotovoltaici grid-connected (con e senza accumulo)

3.1. Produzione, trasmissione, trasformazione e distribuzione dell’energia elettrica

3.2. Esercizio in parallelo con la rete elettrica di impianti solari fotovoltaici

3.2.1. Aree critiche

3.3. Tipologie di connessione degli impianti solari fotovoltaici alla rete elettrica di distribuzione MT e BT, e alla rete elettrica di trasmissione AT

3.4. Condizioni procedurali, tecniche ed economiche per la connessione degli impianti solari fotovoltaici alla rete elettrica di distribuzione MT e BT

3.4.1. Richiesta della connessione in bassa e media tensione

3.4.1.1. Tempi e costi per l’ottenimento della STMG – Soluzione Tecnica Minima Generale

3.4.1.2. Esigenze specifiche per la predisposizione della STMG

3.4.1.3. Schematizzazione della fase di richiesta della STMG

3.4.2. Determinazione del corrispettivo di connessione

3.4.2.1. Corrispettivi forfettari (validi per soluzioni BT e MT)

3.4.2.2. Costi medi convenzionali

3.4.3. Accettazione della STMG e periodo di validità

3.4.3.1. Termini di accettazione

3.4.3.2. Modalità di accettazione ed oneri economici

3.4.3.3. Obblighi del richiedente immediatamente successivi all’accettazione

3.4.3.4. Obblighi di comunicazione periodica del richiedente

3.4.3.5. Modifiche alla STMG successivamente all’accettazione

3.4.3.6. Schematizzazione delle fasi di accettazione, autorizzazione e di comunicazione periodica

3.4.3.7. Esempi di soluzioni tecniche minime generali (STMG) per impianti connessi in media tensione

3.4.4. Esecuzione dei lavori

3.4.4.1. Conclusione dell’iter autorizzativo per la realizzazione dell’impianto

3.4.4.2. Conclusione dell’iter autorizzativo per la realizzazione delle opere di rete

3.4.4.3. Realizzazione delle opere di rete a carico del gestore

3.4.4.4. Realizzazione delle opere di rete a carico del proponente

3.4.4.5. Attivazione della connessione

3.4.4.6. Schematizzazione delle fasi di esecuzione dei lavori ed attivazione della connessione

3.4.5. Iter semplificato di connessione

3.5. Condizioni procedurali, tecniche ed economiche per la connessione degli impianti fotovoltaici alle reti elettriche con obbligo di connessione di terzi in AT e AAT

3.5.1. Preventivo e procedure per la connessione

3.6. Elementi di progettazione elettrica di impianti in media ed alta tensione

3.6.1. Progettazione elettrica del cavidotto interrato di MT

3.6.2. Cabina di consegna di media tensione MT

3.6.3. Sottostazioni di alta tensione AT

3.6.3.1. La stazione di trasformazione MT/AT (stazione utente)

3.6.3.2. La stazione di consegna AT alla RTN Terna

3.7. Sistemi di accumulo per impianti fotovoltaici

3.7.1. Contesto regolatorio di riferimento

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