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Prestazioni e gestione di una centrale fotovoltaica

Informazioni tesi

  Autore: Marco Prosperi
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 1994-95
  Università: Università degli Studi di Ancona
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Elettronica
  Relatore: Pietro Di Filippo
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 169

La conversione fotovoltaica dell’energia solare ha caratteristiche tali che può essere ritenuta la sorgente rinnovabile più rispettosa dell’ambiente.
Gli impianti fotovoltaici infatti non sono fonte di emissioni, sono esenti da vibrazione e, data la loro modularità, possono assecondare la morfologia dei siti di installazione. Di conseguenza l’impatto ambientale dell’impianto in esame si può ricondurre ai seguenti: utilizzazione del territorio, impatto visivo ed impatto su flora e fauna locale.

Scopo di questa tesi è quello di analizzare le modalità di gestione, le prestazioni di un impianto fotovoltaico e proporre eventuali modifiche ed integrazioni a queste ultime sulla base dell'esperienza fatta.

La tesi elaborata però non si limita ad analizzare le caratteristiche di un impianto fotovoltaico, piuttosto si è cercato di mettere a punto degli indici che riescano in qualche modo a valutare le prestazioni dell’impianto.
Lo scopo è quello di:
- uniformare il “linguaggio” quando si parla di prestazioni di un impianto fotovoltaico.
- Creare dei parametri di confronto con impianti realizzati con la stessa tecnologia con l’obiettivo di raccogliere una base dati su cui fare esperienza in modo da individuare quelli che sono i punti deboli e quindi migliorarne le prestazioni.

Grazie alla possibilità di poter effettuare uno stage presso una centrale fotovoltaica per un intero anno, si è avuta l'opportunità di agire concretamente sui protocolli di gestione in un arco di tempo significativo per un impianto di questo tipo.

La tesi fa riferimento all’impianto fotovoltaico, della potenza nominale di 1 MW di picco, realizzato nella zona di Vasto (CH) e commissionato dalla regione Abruzzo.
La Tesi può considerarsi essere suddivisa in tre parti principali. Nella prima vengono organizzati e valutati tutti i dati meteo ed elettrici rilevati, durante l’arco di un intero anno di funzionamento dell’impianto, da un sistema di acquisizione dati.
Nella seconda parte viene determinata l’efficienza dell’impianto e la sua producibilità, intesa come capacità produttiva giornaliera. Sono stati calcolati poi quelli che sono gli “Indici di produzione” (Yelds), seguendo le indicazioni contenute nei rapporti proposti dalla Commissione Europea per tale tipologia di impianti.
Nella terza parte infine, vengono determinati l’affidabilità dell’impianto e la sua effettiva produzione di energia. Si è anche costruita una funzione matematica che è stata denominata “Funzione di produzione”. Quest’ultima è una funzione continua z(x,y) che assume i valori di energia prodotta dall’impianto giornalmente. Le sue variabili x,y rappresentano l’insolazione ed il giorno dell’anno. Tale funzione matematica identifica completamente l’impianto che si è preso in esame e permette di conoscere sia quella che è la sua produzione in giorni in cui non sono stati rilevati dati (previsione della produzione di energia), sia l’energia prodotta che si avrebbe se lo stesso impianto fosse realizzato in un’altra località.

L'impianto fotovoltaico oggetto della presente tesi si trova nella zona di Vasto (CH) ed è stato realizzato nell'ambito del progetto di sviluppo del vastese.

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6.2 - Indici di Produzione Il problema fondamentale della analisi di un impianto fotovoltaico è di riuscire ad individuare delle metodologie per la presentazione dei dati ricavati dal monitoraggio. In particolare è indispensabile ricavare degli indici che riassumano le prestazioni di un impianto sia a scopo di presentazione delle caratteristiche dell'impianto, sia per avere dei parametri che possano essere confrontati con quelli di altri impianti. La Commissione Europea a tale proposito ha redatto dei documenti ( che vengono aggiornati annualmente ) in cui sono consigliati quali devono essere i parametri da tenere sotto controllo e quindi da monitorare in impianti fotovoltaici con potenze di picco maggiori di 5 kW. Tali documenti inoltre, suggeriscono anche come ricavare delle informazioni utili a partire dai dati monitorati. Sono infatti stati messi a punto degli indici tali da poter essere confrontati fra installazioni di qualsiasi taglia ( = potenza massima di picco ). Sono significativi, in modo particolare, gli indici di produzione ( Yields ). Questi sono un set di indici normalizzati rispetto alla potenza nominale P 0 dell'installazione. In particolare P 0 è il valore di progetto del punto di massima potenza fornita dal campo fotovoltaico nelle condizioni standard ( STC : Irraggiamento = 1 kW/m 2 ; Temperatura = 25 θ e Air Mass = 1,5 ). 6.2.1 - Array Yield ( Ya ): E' l'energia continua prodotta giornalmente dal campo per kW di picco ( kWp ) di installazione. In particolare tale indice si ottiene dal rapporto: Y E P kWh kWp a a day , 0 P kWp 0 1000 dove E a day, è l'energia continua prodotta in un giorno dal campo fotovoltaico ed è pari all'integrale, calcolato su una giornata, della potenza prodotta, cioè:

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Parole chiave

centrali elettriche
energia solare
energie alternative
fonti rinnovabili
fotovoltaico
impianti fotovoltaici
moduli fotovoltaici
sistemi fotovoltaici
sistemi solari
tetti fotovoltaici

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