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Comune di Terelle – Piazza V. Crolla (FR)

Progetto preliminare di un impianto fotovoltaico connesso alla rete di potenza complessiva pari a 2,5 MWp da realizzarsi in località “Ottaduna”

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SCHEDA TECNICA

CALCOLO E DIMENSIONAMENTO IMPIANTO FOTOVOLTAICO DEL LA POTENZA DI 2,5 MW DA

REALIZZARSI NEL COMUNE DI TERELLE IN LOCALITÀ “OTTA DUNA”

Il progetto per l’istallazione nel Comune di Terelle (FR), in località “Ottaduna”, di un parco fotovoltaico

da 2,5 MW per la produzione di energia elettrica, prevede la realizzazione di un impianto distribuito su

5 sottoimpianti da circa 504 KWp.

Ciascuno di essi sarà costituito da 140 stringhe poste in parallelo, ognuna delle quali sarà formata da

18 moduli posti in serie.

Si è previsto di posizionare ogni stringa su una struttura di sostegno in acciaio sostenuta da un

pilastro a sezione circolare cava; ogni cinque stringhe saranno abbinate ad un quadro di parallelo in

continua. Per ogni sottoimpianto da 504 KWp saranno presenti due quadri di sottocampo;

complessivamente, quindi, vi saranno 700 strutture di sostegno e 10 quadri di sottocampo.

CARATTERISTICHE TECNICHE DEL SITO DI ISTALLAZIONE

Radiazione solare globale al suolo

Comune Terelle Provincia Frosinone Località Ottaduna Altitudine 650 slm Latitudine 41° 33’ 11” Longitudine 13° 46’ 46”

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Dimensionamento impianto da 504 KWp, utilizzato com e gruppo base per realizzare l’impianto

da 2,5 MW

- Numero massimo di moduli connessi in serie in una stringa:

nmax mod = 18 moduli

U1 U2 U17 U18

Icc

I (A)

(V)

+ -

dal grafico si ottengono i seguenti dati di corrente e di tensione per una singola stringa:

Icc stringa = Icc modulo = 8,21 A

Ucc stringa = 18 · Ucc modulo = 18 · 32,9 = 592,20 V

- Numero massimo di stringhe connesse in parallelo con l’inverter:

In base ai precedenti dati si sceglie di realizzare un parallelo di 140 stringhe

N stringhe = 140 stringhe ≤ Imax(INV) / I stringa

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U1 U2 U17 U18

Icc1

I (A)

(V)

Icc2

Icc140

+ -

Icc3

UFV = U stringa = 32,9 · 18 = 592,20 V

Icc PV = 140 · Icc stringa = 140 · 8,21 = 1149,40 A < corrente max nell’inverter

- Dimensionamento dei cavi:

Cavi di collegamento dei moduli di ciascuna stringa = 4 mm2

Cavi di collegamento dei quadri di parallelo in continua con l’inverter = 10 mm2

Quindi un impianto da 504 KW avrà le seguenti caratteristiche:

Per ogni stringa si hanno 18 moduli da 200 Wp = 18 · 200 = 3600 Wp

Per ogni inverter ci sono 140 stringhe in parallelo = 140 · 3600 = 504000 Wp

In base ai precedenti dati si sceglie di realizzare un impianto da 2,5 MW distribuito su 5

sottoimpianti da 504 KW, per cui sarà così costituito:

n° inverter = 5 (5 · 504 KW = 2520 KW)

n° stringhe = 700

n° moduli = 12600

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MODULO FOTOVOLTAICO POLICRISTALLINO AD ALTA EFFICIE NZA TIPO “KYOCERA-KC200GHT-2” O EQUIVALENTE. Modulo fotovoltaico da 54 celle completo di cornice (colore nero), equipaggiato con cavi (pos. 0,91 m / neg. 0,71 m) con terminali Multicontact (spinotto / boccola), prodotto con cella fotovoltaica RSC, con efficienza del 16% (certificazioni: IEC 61215, conformità CE, TUV, ISO 9001). Le celle fotovoltaiche di silicio multicristallino sono incapsulate tra una copertura di vetro temperato e uno strato di EVA con un foglio posteriore di PVF-PET-PVF per garantire la massima protezione contro le più severe condizioni ambientali; l’intero laminato è inserito in una cornice di alluminio anodizzato che conferisce al modulo elevata resistenza strutturale e facilità d’installazione. Parametri elettrici: − Potenza di Picco - Pmax 200 Wp − Tolleranza rispetto alla Pmax +10/- 5% − Tensione nel punto di max potenza 26,3 V − Corrente nel punto di max potenza 7,61 A − Tensione di circuito aperto 32,9 V − Corrente di corto circuito 8,21 A − Efficienza 0,16 Valori corrispondenti alle condizioni standard di prova: irraggiamento di 1000 W/m², spettro della massa d'aria AM 1,5 e temperatura della cella di 25°C. Dimensioni e Pesi: − Lunghezza 1425 mm − Larghezza 990 mm − Spessore (sola cornice) 36 mm − Spessore (includendo la junction box) 56 mm − Peso 18,5 kg − Garanzia 25 anni

CARATTERISTICHE DIMENSIONALI IN MM

CARATTERISTICHE ELETTRICHE

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QUADRI ELETTRICI

Per ogni stringa saranno inseriti dei diodi di blocco (il cui scopo è quello di impedire che, qualora

l’erogazione di potenza delle singole stringhe non sia bilanciata, gli squilibri di tensione tra le stesse

possono provocare dei ricircoli di corrente verso quelle a tensione minore) e dei sezionatori

portafusibili; in uscita, un organo di sezionamento generale in grado di aprire la corrente continua (con

eventualmente abbinato un dispositivo che rilevi la perdita di isolamento della sezione in continua

attinente a quel quadro) ed uno scaricatore di sovratensione indotta.

Si è previsto di abbinare cinque stringhe ad un quadro di parallelo in continua (conversione

centralizzata); ciascuno dei 140 quadri sarà costituito da:

- n° 1 contenitore tipo GW 46036 IP 65 o equivalente , completo di accessori;

- n° 5 sezionatori portafusibili tipo 14x51 2P;

- n° 10 fusibili tipo 14x51 da 10 A;

- n° 5 diodi di stringa;

- n° 1 sezionatore sotto carico 60 A;

- n° 1 scaricatore di sovratensione.

CABLAGGIO ELETTRICO

I cavi usati nella sezione in corrente continua hanno caratteristiche spinte (doppio isolamento, anti-UV,

flessibilità, ecc.) e sono unipolari, mentre quelli in alternata sono multipolari.

Per collegare le stringhe del generatore al quadro di parallelo, si affrancheranno i cavi alla struttura di

sostegno con collari che garantiscono la durata nel tempo: questi ultimi saranno di colore nero del tipo

anti-UV e di lunghezza adeguata al fascio circoscritto.

CONFIGURAZIONE ELETTRICA DEL GENERATORE FOTOVOLTAIC O

La configurazione elettrica del generatore fotovoltaico prevede il sistema in corrente continua

totalmente isolato rispetto al potenziale del terreno (flottante).

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INVERTER TRIFASE

Ogni impianto da 504 KWp sarà munito di un inverter trifase tipo “SUNWAY 600V TG 550” o

equivalente, avente le seguenti caratteristiche :

Potenza di

picco campo fotovoltaico

Potenza massima di

uscita

Potenza nominale di

uscita

Corrente nominale di

uscita

Corrente nominale di

ingresso

Dimensioni [LxAxP] Peso

kWp kW kW A(ac) A(dc) (mm) Kg 546,0 462,0 420,0 606,2 1253,4 1600x2450x800 1600

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IMPIANTO DI PROTEZIONE DALLE SCARICHE ATMOSFERICHE

La norma a cui ci si deve riferire per la costruzione di impianti di protezione dalle scariche

atmosferiche è la norma CEI 81-1 “Protezione delle strutture contro i fulmini”. Per la scelta delle

misure di protezione è possibile adottare la procedura semplificata indicata nell’appendice “G” della

suddetta norma.

Calcoleremo preliminarmente la frequenza media Nd di fulmini che colpiscono direttamente la struttura

e che può essere valutata con la seguente formula:

Nd = Nt · Ad · 10-6 = Nt · C · A · 10-6 [fulmini/anno]

nella quale:

Nt è la densità annuale di fulmini (fulmini/Km2 anno) al suolo relativa alla zona ove è situata la

struttura;

Ad è l’area di raccolta (m2) della struttura, definita come la misura della superficie al terreno

che ha la stessa frequenza annuale di fulminazioni dirette della struttura;

A è l’area di raccolta (m2) della struttura isolata, definita come l’area racchiusa tra la linea

ottenuta dall’intersezione con la superficie del terreno, considerato pianeggiante, con una

retta di pendenza 1:3 che tocca le parti superiori della struttura e ruota intorno ad essa;

C è il coefficiente ambientale.

I valori di Nt si deducono dalla carta topografica allegata alla norma CEI 81-1; per il Comune di Terelle

tale valore è pari a 1,5 fulmini/Km2 anno.

Per la protezione dell’intero parco fotovoltaico, volendo includere anche tutte le recinzioni alte 200 cm

lungo il perimetro del lotto, avremo un’area di raccolta “A” pari a circa 50000 mq.

La determinazione del coefficiente ambientale “C” è fatta secondo la disposizione relativa della

struttura:

Tabella di determinazione del coefficiente ambientale C

Disposizione relativa della struttura C Struttura situata in un’area con presenza prevalente di strutture di altezza uguale o maggiore 0,25 Struttura situata in un’area con presenza prevalente di strutture più basse 0,5 Struttura isolata: non esistono altre strutture o oggetti entro una distanza 3H dalla struttura 1 Struttura isolata sulla cima di una collina o di una montagna 2

Nel caso in oggetto (struttura isolata con assenza di altre strutture o oggetti entro una distanza 3H)

tale coefficiente assume valore pari a 1.

Pertanto avremo:

Nd = 1,5 · 1 · 50000 · 10-6 = 0,075 [fulmini/anno]

La scelta del livello di protezione dell’LPS sarà effettuato dopo aver confrontato i valori di Nd con il

valore Na della frequenza di fulminazione tollerabile [Fulmini/Anno] in funzione della tipologia edilizia,

così come riportato nelle seguenti tabelle:

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Tabella della frequenza di fulminazione tollerabile Na per strutture ordinarie

Tipo di struttura Rischio di incendio ( carico d’incendio)

Ridotto (c.i. < 20 Kg/m 2)

Ordinario (c.i. < 20÷45 Kg/m 2)

Elevato (c.i. > 45 Kg/m 2)

A 0,05 0,005 0,0005 B 0,5 0,05 0,005 C 1 0,1 0,01 D 5 0,5 0,05

Tabella del tipo di struttura in funzione della tipologia edilizia Tipo struttura Tipologie edilizie

A

- Alberghi grandi (>100 posti letto) - Grandi locali di pubblico spettacolo (>250 posti) - Immobili per grandi attività commerciali (>1500 m2) - Musei grandi

Caratteristiche: strutture in muratura e/o cemento armato, impianti interni in cavo non schermato, corpi metallici esterni collegati a terra, presenza di estintori, idranti, ecc..

B

- Edifici adibiti ad uso civile - Alberghi piccoli (≤100 posti letto) - Prigioni - Immobili per piccole attività produttive (≤25 addetti) - Immobili ad uso ufficio

Caratteristiche: strutture in muratura e/o cemento armato, impianti interni in cavo non schermato, nessuna protezione sulle linee elettriche entranti, corpi metallici esterni collegati a terra, presenza di estintori, idranti, ecc..

C

- Chiese - Scuole - Immobili per piccole attività commerciali (≤1500 m2) - Immobili per grandi attività produttive (>25 addetti) - Edifici agricoli

Caratteristiche: strutture in muratura e/o cemento armato, impianti interni in cavo non schermato, nessuna protezione sulle linee elettriche entranti, alimentazione in M.T. con schermo del cavo messo a terra (solo per immobili per grandi attività produttive), corpi metallici esterni collegati a terra, presenza di vie di fuga protette.

D

- Piccoli locali di pubblico spettacolo (≤ 250 posti) - Musei piccoli (≤1500 m2)

Caratteristiche: strutture in muratura e/o cemento armato, impianti interni in cavo non schermato, nessuna protezione sulle linee elettriche entranti, corpi metallici esterni collegati a terra, presenza di estintori o idranti, impianti di rilevazione incendi, vie di fuga protette.

Il parco fotovoltaico in oggetto, seppur non classificato esplicitamente nelle tipologie edilizie indicate in

tabella, può essere assimilato ad una struttura di tipo “C” con rischio di incendio ordinario; di

conseguenza la frequenza di fulminazione tollerabile Na è pari a 0,1 fulmini/anno; essendo:

Nd = 0,075 [fulmini/anno] < Na = 0,1 [fulmini/anno]

ne deriva che non sarebbe necessaria l'installazione di un LPS.

Tuttavia, considerando che gli impianti fotovoltaici potrebbero essere sensibili alle scariche

atmosferiche sia di tipo diretto che indiretto, si ritiene opportuno installare un impianto LPS di

efficienza Ec pari al livello di protezione più basso (IV), così come indicato nella seguente tabella:

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Tabella dei livelli di protezione in funzione dell’efficienza del LPS

Efficienza E c del LPS Livello di protezione Ec > 0,98 I (con misure di protezione addizionali)

0,95 < Ec ≥ 0,98 I 0,90 < Ec ≥ 0,95 II 0,80 < Ec ≥ 0,90 III

0 < Ec ≥ 0,80 IV

L’efficienza di un LPS è definita come il rapporto tra il numero annuo di fulminazioni dirette che non

possono provocare danni alla struttura protetta da un LPS e il numero medio annuo di fulminazioni

dirette sulla struttura medesima. Nella norma CEI 81-1 sono anche riportati i valori dei parametri della

corrente di fulmine corrispondenti ai vari livelli di protezione, ed indicati nella seguente tabella:

Tabella dei valori della corrente di fulmine corrispondenti ai vari livelli di protezione di un LPS

Parametri della corrente di fulmine Livello di protezione

I II III - IV Valore di picco della corrente I [kA] 200 150 100 Carica totale Q tot [C] 300 225 150 Carica impulsiva Q imp [C] 100 75 50 Energia specifica E sp [kJ/ ΩΩΩΩ] 10000 5600 2500 Pendenza media ∆∆∆∆i/∆∆∆∆t [kA/ µµµµs] 200 150 100

L’impianto di protezione esterno avrà lo scopo di intercettare il fulmine diretto, di condurre la corrente

di fulmine dal punto di impatto al suolo e di disperderla senza che si verifichino danni di tipo termico o

meccanico alla struttura protetta, ne tensioni di contatto e passo pericolose per le persone.

STIMA ENERGIA PRODUCIBILE DALL’IMPIANTO FOTOVOLTAIC O

Per stimare l’energia producibile dall’impianto occorre fare riferimento ai dati dell’insolazione media

annua agente nella località in cui si vuole realizzare l’impianto fotovoltaico.

I pannelli fotovoltaici saranno posizionati secondo quattro diversi orientamenti azimutali, pertanto

indicheremo le diverse sottozone contraddistinte con le lettere A, B, C e D:

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Sottozona “A” S U N S I M Dati di ingresso del sito Dati solari: UNI 10349 - Frosinone Orizzonte: <Vuoto> Albedo: 20%, 20% della totale radiazione Latitudine: 41.4 gradi Dati di ingresso del generatore fotovoltaico Inclinazione: 30.0 gradi Azimut: 180.0 gradi Angolo limite: 5.0 gradi Radiazione media giornaliera calcolata [kWh/g] Mese Dir. Diff. Alb. Totale Gen 1.92 0.75 0.02 2.70 Feb 2.33 1.01 0.03 3.38 Mar 3.11 1.37 0.05 4.53 Apr 3.27 1.74 0.06 5.07 Mag 3.57 2.00 0.08 5.65 Giu 4.40 1.97 0.09 6.46 Lug 5.12 1.79 0.10 7.01 Ago 4.84 1.66 0.08 6.58 Set 4.30 1.40 0.06 5.76 Ott 3.29 1.09 0.04 4.42 Nov 2.32 0.80 0.03 3.15 Dic 1.81 0.65 0.02 2.48 ---------------------------------------- Med. 3.36 1.35 0.06 4.77 Radiazione media annua calcolata [kWh/anno] = 4.77 x 365 = 1741.05 kWh/anno

DIAGRAMMA SOLARE

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Sottozona “B”

S U N S I M Dati solari: UNI 10349 - Frosinone Orizzonte: <Vuoto> Albedo: 20%, 20% della totale radiazione Latitudine: 41.4 gradi Dati di ingresso del generatore fotovoltaico Inclinazione: 30.0 gradi Azimut: 190.0 gradi Angolo limite: 5.0 gradi Radiazione media giornaliera calcolata [kWh/g] Mese Dir. Diff. Alb. Totale Gen 1.91 0.75 0.02 2.68 Feb 2.32 1.01 0.03 3.36 Mar 3.09 1.37 0.05 4.51 Apr 3.26 1.74 0.06 5.06 Mag 3.57 2.00 0.08 5.65 Giu 4.40 1.97 0.09 6.46 Lug 5.12 1.79 0.10 7.01 Ago 4.83 1.66 0.08 6.57 Set 4.27 1.40 0.06 5.74 Ott 3.27 1.09 0.04 4.40 Nov 2.30 0.80 0.03 3.13 Dic 1.79 0.65 0.02 2.46 ---------------------------------------- Med. 3.34 1.35 0.06 4.75 Radiazione media annua calcolata [kWh/anno] = 4.75 x 365 = 1733.75 kWh/anno

DIAGRAMMA SOLARE

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Sottozona “C” S U N S I M Dati di ingresso del sito Dati solari: UNI 10349 - Frosinone Orizzonte: <Vuoto> Albedo: 20%, 20% della totale radiazione Latitudine: 41.4 gradi Dati di ingresso del generatore fotovoltaico Inclinazione: 30.0 gradi Azimut: 175.0 gradi Angolo limite: 5.0 gradi Radiazione media giornaliera calcolata [kWh/g] Mese Dir. Diff. Alb. Totale Gen 1.92 0.75 0.02 2.70 Feb 2.33 1.01 0.03 3.38 Mar 3.10 1.37 0.05 4.53 Apr 3.26 1.74 0.06 5.07 Mag 3.57 2.00 0.08 5.65 Giu 4.40 1.97 0.09 6.46 Lug 5.12 1.79 0.10 7.01 Ago 4.84 1.66 0.08 6.58 Set 4.29 1.40 0.06 5.75 Ott 3.28 1.09 0.04 4.42 Nov 2.31 0.80 0.03 3.14 Dic 1.80 0.65 0.02 2.47 ---------------------------------------- Med. 3.35 1.35 0.06 4.76 Radiazione media annua calcolata [kWh/anno] = 4.76 x 365 = 1737.40 kWh/anno

DIAGRAMMA SOLARE

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Sottozona “D”

S U N S I M Dati solari: UNI 10349 - Frosinone Orizzonte: <Vuoto> Albedo: 20%, 20% della totale radiazione Latitudine: 41.4 gradi Dati di ingresso del generatore fotovoltaico Inclinazione: 30.0 gradi Azimut: 165.0 gradi Angolo limite: 5.0 gradi Radiazione media giornaliera calcolata [kWh/g] Mese Dir. Diff. Alb. Totale Gen 1.89 0.75 0.02 2.66 Feb 2.30 1.01 0.03 3.34 Mar 3.07 1.37 0.05 4.49 Apr 3.25 1.74 0.06 5.05 Mag 3.57 2.00 0.08 5.64 Giu 4.40 1.97 0.09 6.46 Lug 5.12 1.79 0.10 7.00 Ago 4.82 1.66 0.08 6.56 Set 4.24 1.40 0.06 5.71 Ott 3.24 1.09 0.04 4.37 Nov 2.27 0.80 0.03 3.10 Dic 1.77 0.65 0.02 2.44 ---------------------------------------- Med. 3.33 1.35 0.06 4.74 Radiazione media annua calcolata [kWh/anno] = 4.74 x 365 = 1730.10 kWh/anno

DIAGRAMMA SOLARE

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Dal precedente studio condotto sull’impianto articolato in quattro sottozone, contraddistinte con le lettere A, B, C e D, otteniamo:

EA = 1741,05 KWh/anno (2142 Kwp);

EB = 1733,75 KWh/anno (54 Kwp);

EC = 1737,40 KWh/anno (154,8 Kwp);

EC = 1730,10 KWh/anno (169.2 Kwp);

ηBOS = 71% = 0,71 (efficienza del sistema, sempre ≤ 75%)

FT(g,b) = (fattore di trasposizione, ovvero il rapporto tra l'energia solare incidente

annualmente su di un piano differentemente orientato e inclinato e quella

incidente sul piano orizzontale; esso, pertanto, tiene conto dell’orientamento

“g” e dell’inclinazione “b” del modulo. In Italia si assume il valore ottimale

riferito alla città di Roma:

Tale figura ci aiuta a stimare la perdita di energia che si deve mettere in conto

qualora l'orientamento e l'inclinazione dei moduli differiscano da quelli ottimali,

ovvero orientamento SUD ed inclinazione 30°, a cui corrisponde FT=1,12. Nel

nostro caso l'orientamento e l'inclinazione dell'impianto rimangono all'interno

della prima linea tratteggiata con un valore molto prossimo a quello massimo;

in particolare avremo: FTA= 1,12, FTB= 1,11, FTC= 1,11, FTD= 1,12

Pn = 2520 KWp (potenza nominale dell’impianto)

Yf = E · ηBOS · FT(g,b) (indice di produzione dell’impianto)

Yf = [(1741,05 · 2142/2520) · 0,71 · 1,12] + [(1733,75 · 54/2520) · 0,71 · 1,11] + [(1737,40 ·

154,8/2520) · 0,71 · 1,12] + [(1730,10 · 169,2/2520) · 0,71 · 1,12] =

Yf = 1379,55 KWh/KWp/anno

EPV = Pn · Yf = 2520 · 1379,55 = 3.476.466 KWh/anno (e nergia producibile dall’impianto)

Page 16: R1 Scheda Tecnica 09 05 2009 - COMUNE DI TERELLE · SCHEDA TECNICA CALCOLO E DIMENSIONAMENTO IMPIANTO FOTOVOLTAICO DELLA POTENZA DI 2,5 MW DA ... efficienza del 16% (certificazioni:

Comune di Terelle – Piazza V. Crolla (FR)

Progetto preliminare di un impianto fotovoltaico connesso alla rete di potenza complessiva pari a 2,5 MWp da realizzarsi in località “Ottaduna”

pag. 15/15

ANALISI EMISSIONI DI CO 2 E NOX NON IMMESSE NELL’ATMOSFERA

Producendo energia elettrica dall’impianto fotovoltaico di 2,5 MW, il quantitativo di emissioni di CO2 e

di NOX non immesse in atmosfera sarà pari a:

E = energia elettrica generata in un anno dal parco fotovoltaico di 2,5 MW

fm = fattore del mjx elettrico italiano per quantizzare le emissioni di CO2

E

[KWh/anno]

Fm

[KgCO2/KWh]

Emissioni evitate

in un anno

[Kg di CO2]

Tempo di vita

[anni]

Emissioni evitate

durante il tempo di vita

[Kg di CO2]

3476466 0,680 2363996 20 47279920

EP

[KWh/anno]

Riduzione di NOx

[gNOX/KWh]

Emissioni evitate

in un anno

[g di NOX]

Tempo di vita

[anni]

Emissioni evitate

durante il tempo di vita

[Kg di NOX]

3476466 1,505 5232081 20 104642

REQUISITI TECNICI MINIMI DEI COMPONENTI E DEGLI IMPIANTI

L’impianto fotovoltaico ed i relativi componenti saranno realizzati nel rispetto delle norme tecniche

richiamate nell’Allegato 1 del DM 19/02/2007.

Gli impianti saranno realizzati con componenti che assicureranno l’osservanza delle seguenti

condizioni:

1. Pcc > 0,85 · Pnom · I / Istc

Dove:

Pcc è la potenza in corrente continua misurata all’uscita del generatore fotovoltaico (con

precisione migliore del ±2%);

Pnom è la potenza nominale del generatore fotovoltaico;

I è l’irraggiamento [W/m2] misurato sul piano dei moduli (con precisione migliore del

±3%);

Istc è l’irraggiamento in condizioni di prova standard [1000 W/m2];

tale condizione sarà verificata per I > 600 W/m2.

2. Pca > 0,9 · Pcc

Dove:

Pca è la potenza attiva in corrente alternata misurata all’uscita del gruppo di conversione

della corrente generata dai moduli fotovoltaici continua in corrente alternata (con

precisione migliore del 2%);

tale condizione sarà verificata per I > 600 W/m2.