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Progettazione di dispositivi di interfaccia per la connessione di inverter fotovoltaici grid-connected

Informazioni tesi

  Autore: Salvatore Guaiana
  Tipo: Tesi di Laurea Magistrale
  Anno: 2011-12
  Università: Università degli Studi di Palermo
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Elettronica e Fotonica
  Relatore: Antonio Cataliotti
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 118

Il presente lavoro di tesi tratta lo sviluppo e la progettazione di un nuovo Dispositivo di Interfaccia (DDI) per la connessione di inverter fotovoltaici Grid-Connected. La realizzazione di Smart Grid richiede l’impiego di moderne tecnologie informatiche che possano incoraggiarne lo sviluppo e gestire le problematiche che derivano dall’installazione di un impianto di produzione di energia in grado di immettere sulla rete pubblica.
A tal proposito, esistono già degli strumenti chiamati Smart Meter, ovvero degli apparecchi di misura intelligenti che forniscono in tempo reale i consumi energetici negli edifici. Per quanto riguarda gli impianti di generazione distribuita è necessario prevedere un Sistema di Protezione di Interfaccia (SPI), che separi la rete pubblica dall’impianto in caso di guasto o di funzionamento anomalo della rete.
La realizzazione di un Sistema di Protezione d’Interfaccia (SPI) a partire da uno smart meter e conforme alle prescrizioni definite dalla Norma Tecnica CEI 0-21, che stabilisce i criteri tecnici per la connessione degli utenti attivi e passivi alle reti di Bassa Tensione (BT) delle imprese distributrici di energia elettrica, è l’oggetto del presente lavoro di tesi che viene descritto di seguito.
Nel primo capitolo verrà fornita una panoramica dei concetti che fanno da background al
lavoro svolto, quali la Generazione Distribuita, gli Impianti Fotovoltaici e le Smart Grid.
Nel secondo capitolo viene descritta nel dettaglio la Norma Tecnica CEI 0-21 e i sistemi che possono essere utilizzati per la comunicazione del SPI con il Distributore di energia.
Il terzo capitolo descriverà l’infrastruttura hardware utilizzata per la progettazione e la realizzazione del SPI, suddivisa in una sezione metrologica e una sezione di elaborazione e trasmissione dati.
Nel quarto capitolo vengono presentati gli strumenti software utilizzati per la
programmazione (IDE e Utility) e nella programmazione (Sistema Operativo). Inoltre viene descritta l’architettura del firmware dell’E-meter fornito da STMicroelectronics.
Il quinto ed ultimo capitolo descrive passo-passo la realizzazione del SPI, a partire dalle operazioni necessarie per rendere il firmware utilizzabile dall’IDE adottato per la programmazione, messo a disposizione da STMicroelectronics, fino alla effettiva
programmazione fisica dell’hardware.

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Tesi di Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica e Fotonica “PROGETTAZIONE DI DISPOSITIVI DI INTERFACCIA PER LA CONNESSIONE DI INVERTER FOTOVOLTAICI GRID -CONNECTED ” Tesi di Laurea Magistrale di Anno Accademico 2011/12 Salvatore Guaiana – 3 – Introduzione Il presente lavoro di tesi tratta lo sviluppo e la progettazione di un nuovo Dispositivo di Interfaccia (DDI) per la connessione di inverter fotovoltaici Grid-Connected. Il progetto è stato sviluppato, assieme alle attività sperimentali, presso il laboratorio di Misure Elettroniche del DIEETCAM dell’Università degli Studi di Palermo, sotto la supervisione del Prof. Ing. Antonio Cataliotti. In Italia come all’Estero si cerca, oggi più di ieri, di contenere l’impatto ambientale mediante il miglioramento dell’efficienza del sistema energetico e l’introduzione di produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili e in particolare, per il nostro Paese, dal fotovoltaico, in quanto il territorio nazionale dispone di un’ottima radiazione solare quasi tutto l’anno. È sempre più diffusa l’installazione di impianti fotovoltaici da parte dei privati, che, oltre ad essere dei semplici consumatori di energia, ma diventano dei piccoli produttori. Tutto questo porta quindi a una decentralizzazione della produzione dell’energia elettrica delineando un nuovo modello di riferimento del sistema elettrico. L’intera rete diventerà quindi una Smart Grid e sarà capace di operare in tempo reale in modo flessibile ed intelligente, così da poter tenere anche conto della presenza di altre fonti rinnovabili che per loro natura sono caratterizzate da produzioni aleatorie dipendenti da fattori ambientali e climatici. La realizzazione di Smart Grid richiede l’impiego di moderne tecnologie informatiche che possano incoraggiarne lo sviluppo e gestire le problematiche che derivano dall’installazione di un impianto di produzione di energia in grado di immettere sulla rete pubblica. A tal proposito, esistono già degli strumenti chiamati Smart Meter, ovvero degli apparecchi di misura intelligenti che forniscono in tempo reale i consumi energetici negli edifici. Per quanto riguarda gli impianti di generazione distribuita è necessario prevedere un Sistema di Protezione di Interfaccia (SPI), che separi la rete pubblica dall’impianto in caso di guasto o di funzionamento anomalo della rete. La realizzazione di un Sistema di Protezione d’Interfaccia (SPI) a partire da uno smart meter e conforme alle prescrizioni definite dalla Norma Tecnica CEI 0-21, che stabilisce i criteri tecnici per la connessione degli utenti attivi e passivi alle reti di Bassa Tensione (BT) delle

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