Solare Fotovoltaico
qualcuno potrebbe aiutarmi? ,impianto a isola

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M.kino
milliWatt


Utente
Msg:5

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Inviato il: 6/7/2009,17:00

Sono nuovo di questo forum, perció come prima cosa saluto tutti voi utenti!!!!
Mi sono iscritto sperando di poter ottenere da voi alcune informazioni riguardo un impianto fotovoltaico di tipo stand-alone.
Tale impianto si troverebbe in Alentejo, regione portoghese con 1682 KWh/m2 di irraggiamento l'anno, con esposizione a 30ºsud.
É un impianto a moduli Si-Policristallino a servizion di una utenza non raggiungibile dalla rete elettrica.(una seconda casa funzionante solo da marzo ad ottobre).
Secondo i miei calcoli dovrebbe produrre 3784,5 KWh all'anno (installo infatti 3KWp) su tetto.
Il mio problema, e spero le vostre conoscenze mi possano aiutare sta nello scegliere e dimensionare correttamente le altre parti dell'impianto, in particolare batterie (tipo load acid), inverter e regolatore.
Come capirete non ho molta esperienza nel campo; il mio scopo in realtá é calcolare l'impatto ambientale che tale impianto avrá in termini di emissioni/risparmi di gas serra ecc... sono un ing. ambientale.
Per far ció peró ho bisogno di creare e dimensionare correttamente l'impianto, per questo chiedo il vostro aiuto!!!!
Vi ringrazio giá per l'attenzione e spero abbiate voglia di darmi una mano

 

Pyron

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GigaWatt


Utente
Msg:1115

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Inviato il: 6/7/2009,22:35

... è bella la consulenza a scrocco è??? faccine/wink.gif

 

NonSoloBolleDiA...

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PetaWatt


AMMINISTRATORE
Msg:13786

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Inviato il: 7/7/2009,08:25

Ciao M.kino e benvenuto.
Prima di entrare nel merito delle tue domande mi chiedo...perchè vuoi realizzare un impianto ad isola? Sai che non avrai i finanziamenti ? (da un certo punto di vista ti fa anche onore).Questo posto è lontano dalla rete elettrica?
Insomma ci fai capire meglio la tua situazione?
Ciao
Bolle



---------------
Chi sa raccontare bene le bugie ha la verità in pugno (by PinoTux).
Un risultato se non è ripet...

 

Keyosz
GigaWatt


Utente
Msg:1959

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Inviato il: 7/7/2009,09:16

Ciao M.kino e benvenuto sul forum!
Per prima cosa essendo un impianto ad isola, più che la produzione annua, ti interessa basare i tuoi calcoli sul consumo medio giornaliero e su quanta autonomia vuoi garantire all'utenza in caso di giorni nuvolosi, dimensionando i componenti in questo modo è ovvio che avrai dei periodi di sovraproduzione con energia in eccesso li a far niente ma questo non deve trarre in inganno e far ridimensionare l'impianto in quanto questa tipologia di produzione in autonomia nasce con degli obbiettivi diversi rispetto ai grid-connected più comuni, dove l'obbiettivo non è l'autosufficienza ma il guadagno.
Perdonami per la premessa retorica ma è d'obbligo se no le considerazioni seguenti potrebbero sembrare insensate per alcuni.

Il calcolo dovrebbe partire al rovescio, ovvero dovresti stimare un consumo medio giornaliero in KWh dal quale calcoliamo poi 2 importanti valori, la capacità delle batterie necessaria per garantire l'utonomia per X giorni di nuvolo e la potenza KWp del campo fotovoltaico necessaria a garantire la ricarica completa del banco batterie in un tempo minimo accettabile dopo un periodo nuvoloso oltre che alla carica completa ogni giorno di sole.
Partendo solo dalla potenza del campo fotovoltaico che hai indicato possiamo stimare tutto il resto ed arrivare ad un consumo medio giornaliero massimo consentito, ma sarebbe meglio fare l'opposto faccine/wink.gif
Premetto che tutti i calcoli sono indicativi e soggetti a tolleranze anche del 20%, per via di marche, qualità dei prodotti e perizia nella realizzazione dell'impianto finale.

Come premessa fissiamo la tensione DC del sistema d'accumulo a 48V, valore standard e più adeguato per potenze superiori ai 2Kw che migliora il rendimento di tutti i componenti e limita la sezione dei cavi.
Per via dell'uso ciclico gli accumulatori al piombo devono essere ad elettrolita liquido e con piastre positive tubolari, poi se possibile meglio ad elementi singoli 2V che permettono una migliore manutenzione ed in genere sono realizzati meglio con strutture interne più robuste, trasparenti, ispezionabili e con spazi interpiastra, isolatori e accumulo depositi più generosi.

Con un campo fotovoltaico da 3KWp e con un regolatore di carica MPPT avremo approssimativamente una corrente di carica massima di 60A, però per via dell'effetto cloud-edge aggiungiamo un 20% alla produzione massima quindi 3600Wp/48V=75A, in questo modo non avremo mai il regolatore di carica sovracaricato anche in quelle rare condizioni favorevoli durante l'arco dell'anno.
Questa corrente ci impone due cose:
1) le batterie tubolari massimizzano la loro durata e capacità se usate sempre in regime C20, quindi la corrente massima dovrebbe essere minore o uguale alla capacità/20, quindi la corrente massima dei pannelli ci impone di scegliere un banco batterie con capacità non inferiore a 75A*20h=1500Ah
2) stimando 8 ore di luce utile nel periodo estivo e sapendo che la potenza massima l'avremo solo a mezzogiorno, possiamo calcolare con ragionevole aprossimazione 8h*3000W/2=12KWh al giorno, ovvero 12KWh/48V=250Ah, a questo valore tolgiamo un 20% per via delle dispersioni del regolatore e delle batterie, quindi 200Ah di carica al giorno

Essendo obbligato a fare il ragionamento al rovescio fisso come consumo medio giornaliero un valore inferiore o uguale a questo del punto 2, che poi alla fine andremo a ritoccare in base ad altre considerazioni.

Sapendo che non è sempre bel tempo proviamo ad impotizzare 4 giorni di nuvolo consecutivi, ora è utile specificare che durante le giornate nuvolose la produzione non và a 0, ma in media dimminuisce ad 1/10, come valore medio di riferimento, poichè c'è nuvolo cupo e scuro con Pmax/100 e nuvolo chiaro e molto luminoso che può anche essere Pmax/2.
Prendendo come riferimento 1/10 possiamo stimare che durante queste giornate avremo 20Ah di carica, quindi consumeremo 180Ah al giorno, 180Ah*4=720Ah consumati all'alba del quinto giorno.
Le batterie al piombo non vanno mai scaricate sotto il 50% della loro capacità per massimizzarne la durata e assolutamente mai sotto 80% per non bittarle via dopo pochi mesi, quindi 720Ah*2=1440Ah.

Considerando le correnti massime di carica dai pannelli, il consumo in 4 giorni di nuvolo, un banco d'accumulo composto da 24 elementi 2V al piombo con piastre tubolari da 1500Ah C20 l'uno dovrebbe essere adeguato. Per problemi logistici di trasporto e posizionamento si possono anche prevedere 2 stringhe da 800Ah l'una, quindi 48 elementi 2V da 800Ah C20 l'uno.

Per evitare la solfatazione delle batterie, che ne determina una prematura perdita considerevole di capacità, è necessario ricaricare il materiale attivo scarico (solfato di piombo) il più presto possibile, quindi alla fine dei 4 giorni di nuvolo ci troviamo con 720Ah di solfato da riconvertire, se il consumo delle utenze fosse 0 ricaricheremmo le batterie in 720Ah/200Ah=3,6 giorni di sole, tempo molto buono, in genere i cristalli dis olfato di piombo più grossi iniziano a formarsi dopo 1 settimana, però dobbiamo anche alimentare la casa, quindi possiamo rivedere il consumo giornaliero calcolando una quantità di carica minima a ricaricare la capacità persa in massimo 7 giorni: 720Ah/7g=100Ah al giorno circa, quindi le utenze non dovrebbero consumare più di 100Ah al giorno, ovvero 100Ah*48V=4800Wh giornalieri complessivi.

Riassumendo:
3000Wp di campo fotovoltaico
1500Ah batterie al piombo con acido liquido tubolari (tubolar flooded lead acid)
regolatore di carica MPPT 80A out (suggerirei il FlexMAX80)
inverter sinusoidale pura 48V 1,5-3-6Kw scegli tu in base ad assorbimento massimo

Tieni presente che il componente più delicato in un impianto ad isola sono gli accumulatori, quindi vanno dimensionati bene, troppo piccoli risparmi ma poi li danneggi velocemente, troppo grandi spendi soldi inutili e la carica a fondo è più difficoltosa e si solfatano, però in genere nel dubbio è sempre meglio abbondare sugli Ah, anche perchè se prevedi di ampliare la potenza dell'impianto sei sempre in tempo ad aggoingere pannelli e regolatori in parallelo ma le batterie non possono essere collegate in sieme ad altre di marca diversa o anche stessa marca e modello ma diversa età in quanto porta a degli squilibri dannosi di cui abbiamo parlato altrove nel forum.
Morale della favola: le batterie vanno calcolate e tenute fino alla fine della loro vita utile a meno che non si considera la sostituzione completa del banco.

p.s.
tutti i miei calcoli sono stimati, non sono un ing. e non ho studiato niente di specifico per questo campo, mi baso solo sull'esperienza pratica quindi non cercarmi formule di riferimento da qualche libro faccine/wink.gif

Se poi vuoi darci qualche dato più preciso possiamo calcolare componenti più specifici e se vuoi ti posso anche suggerire mache e modelli, magari per MP.

Scusa per la risposta lunga ma non sapevo come spiegare tutte le sfaccettature più brevemente...

Aggiungo solo un ultima considerazione, per impianti ad isola seri dove il banco accumulatori ha una certa rilevanza in merito al costo è importante prevedere un sistema di calcolo del SOC (state of charge), ovvero la percentuale di Ah residui realmente presenti ancora nelle batterie, questo dato è importantissimo per spegnere le utenze (i consumi/inverter) quando si scende al 50% di capacità residua della capacità complessiva degli accumulatori ed evitare di danneggiarli irreversibilmente, e visto che accumulatori così grossi costano non preoccupatevi di spendere soldi in più su sensori di corrente e centraline che svolgono tale funzione, i sistemi che spengono l'inverter solo basandosi sulla tensione leggono un dato falso e potrebbero spegnere il carico quando romai è troppo tardi.

 

Pyron

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GigaWatt


Utente
Msg:1115

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Inviato il: 7/7/2009,09:30

key ha dato una consulenza a scrocco....e anche di buon livello!

 

M.kino
milliWatt


Utente
Msg:5

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Inviato il: 7/7/2009,12:44

Inanizitutto grazie mille per l'aiuto; di 4 forum a cui ho posto il mio "problema" voi siete stati gli unici, gentili, che mi hanno risposto:GRAZIE.
Rispondo ad alcune vostre domande...
Per prima cosa vorrei specificare che l'impianto in questione non é per me,ed a me non viene assolutamente in tasca nulla (nemmeno 1 euro) di ció che sto facendo.
Io mi trovo in Portogallo da 1 anno, ho terminato il mio Erasmus a Coimbra,tra poco mi laureeró in Ing. Ambientale in Italia e nel mentre sto lavorando a questo progetto in collaborazione con l'universitá di Coimbra appunto.
L'impianto in questione é un' impianto pilota. Io tramite l'utilizzo di un Software chiamato SimaPro calcolo gli impatti ambientali che tale impianto ha sull'ambiente.
Per essere piú terra a terra vi faccio un esempio: la costruzione di un pannello fotovoltaico determina alcuni impatti sull'ambiente: la estrazione del silicio, un consumo di energia per estrarre il minerale e costruire i wafer che poi i tecnici montano, trasporti dal luogo di estrazione alla fabbrica che inqina a sua volta ecc...e cos'i per l'inverter, i cavi ecc..
Io questo faccio, calcolo tutti gli impatti che il mio impiantino ad isola determina durante tutto il suo ciclo di vita.
Ovvio che per poterlo fare ho bisogno di sapere di quante batterie necessito, che inverter necessito, insomma lo devo dimensionare.
Per questo ho chiesto il vostro aiuto; non mi servono manuali con formule lunghe 5 pagine, mi bastano alcuni dati, anche non precisissimi ma regionevoli e chi meglio di voi, di chi in questo ambito ci lavora o si interessa me li puó dare?

Qui in Portogallo, ci sono diversi consulenti; la stessa universitá di Coimbra ne ha alcuni; solo che qui il fotovoltaico non é visto a livello di impiantino ad isola ma a livello di centrali ad energia fotovoltaica; in Portogallo, vista l'abbondanza di sole che hanno non costruiscono impianti nelle case, ma direttamente centrali.Per questo hanno pochissima esperienza su impianti di questo tipo in particolare per ció che riguarda le batterie.
In Alentejo poiché regione sottoposta a tutela ambientale si é pensato che l'impatto di un impianto ad isola potrebbe risultare inferiore ad un allacciamneto alla rete elettrica; questo ovviamente é ancora da dimostrare ed é lo scopo del lavoro che sto facendo.

Se avete qualsiasi altro consiglio da darmi sono a tutt'orecchie!!
La ditta rivenditrice che dovrebbe fornire materiale per la costruzione e al sito www.dars.pt.
Attualmente ancora non abbiam deciso che cosa ordinare.

Ringrazio Keyosz per la gentilezza: forse se nel futuro si monteranno invece che 10, 100 impÃanti in piú...se forse in futuro aumenteranno le sovvenzioni statali anche dove oggi non esitono e la gente sará piú invogliata a farsi montare impianti fotovoltaici in casa, sará perché la ricerca a dimostrato che questa é una scelta imprescindibile per la sostenibilitá ambientale ad ogni livello e sará anche grazie a persone che son state cosà gentili, che per fortuna esistono, da fare qualche "consulenza a scrocco" e permettere alla ricerca di non spendere inutili soldi (visto che giá ce ne son tanti) per creare impianti pilota per capire fenomeni nello specifico che gente come Keyrosz giá conosce per esperienza.
faccine/wink.gif





 

wroclaw

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GigaWatt


Utente
Msg:1608

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Inviato il: 7/7/2009,13:45

CITAZIONE (Pyron @ 6/7/2009, 23:35)
... è bella la consulenza a scrocco è??? faccine/wink.gif

Pyron, E SMETTILA!!!
Quì è tutto a "scrocco" come dici tu, altrimenti non sarebbe il bellissimo blog che ha conquistato in 1 anno la classifica dei TOP FORUM !!!
Senza rancore.

 

Ferrobattuto

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GigaWatt


Utente
Msg:4117

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Inviato il: 7/7/2009,14:57

Innanzitutto Keyosz, CONGRATULAZIONI!!!!!! faccine/clap.gif
Hai dissipato in un colpo solo tutte le perplessità che avevo su questo genere di impianti! E presumo non soltanto le mie..... Una chiarezza e una semplicità favolose!
Non preoccuparti delle formule, le hai inserite comunque, o quantomeno quelle strettamente necessarie.

Per M.Kino: Un modo per ricambiare Keyosz, e il forum che ti ha permesso di chiarire le tue idee, sarebbe quello di inserire poi nel forum le conclusioni della tua ricerca sull'impatto ambientale di questo impianto, in modo che tutti possano rendersene conto e ragionarci sopra. A torto e a ragione, nella buona e nella cattiva sorte che il risultato di queste conclusioni comporti. Naturalmente a tempo debito e secondo tua discrezione....
Ti ringrazio anticipatamente.

CITAZIONE
CITAZIONE (Pyron @ 6/7/2009, 23:35)
... è bella la consulenza a scrocco è??? faccine/wink.gif

Pyron, E SMETTILA!!!
Quì è tutto a "scrocco" come dici tu, altrimenti non sarebbe il bellissimo blog che ha conquistato in 1 anno la classifica dei TOP FORUM !!!
Senza rancore.

Quoto completamente Wroclaw

Saluti.
Ferro

 

Pyron

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GigaWatt


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Msg:1115

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Inviato il: 7/7/2009,15:09

vedete che io ero ironico!!!

la questione non è dare o meno una mano, è che sono stato anche io in università, e ne sono uscito pure da poco, quello che non mi va è vedere persone con scarse competenze andare avanti chiedendo appunto "consulenze a scrocco", NON DICO SIA QUESTO IL CASO, piuttosto che documentarsi e leggere, come abbiamo fatto tutti per arrivare a questo livello di competenza nel campo, anche se fai da te. questo è l'appunto che ti faccio, non me ne volere, tu sei ingegnere, abituato a studiare e padroneggiare formule, la tua domanda, a me personalmente, sarebbe piaciuta di più se avessi detto una cosa tipo "salve sono nuovo, ho scarsa competenza e sono un laureando in ingegneria, mi dareste una mano a colmare delle lacune?" non " ho questo terreno questa esposizione questo periodo che impianto costruisco" per me è un approccio da fotovoltaico del finesettimana, non per una persona che anche marginalmente si occupa di questo...anche io grazie a questo sito sto acquisendo sempre più nozioni che riporterò sicuramente anche nel mio lavoro quotidiano: io sono designer, orientato nell'estetica produttiva funzionale e questo mi porta ad interagire con una marea di figure professionali, dal manovale al tecnico all'ingegnere aerospaziale, e da tutti imparo sempre qualcosa.. se vuoi io ti posso studiare l'impatto estetico del tuo impianto e come renderlo più digeribile al paesaggio.. faccine/happy.gif

questa è una critica, e in quanto tale non vuole offendere, è il mio pensiero e nulla più, maturato stando a contatto con troppi incompetenti...soprattutto qui al sud italia...

 

M.kino
milliWatt


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Msg:5

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Inviato il: 7/7/2009,15:22

Certamente!!!Dovrete avere un po' di pazienza, il lavoro terminerá intorno a novembre, e scriveró le conclusioni a cui arriveremo!!!!

 

Pyron

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GigaWatt


Utente
Msg:1115

Stato:



Inviato il: 7/7/2009,15:34

e comunque da tenere in considerazione l'uso di inseguitori, così che nei periodi di inattività delle utenze si possano usare "al contrario" per non sovraccaricare di lavoro i regolatori di carica e tutto l'impianto

 

M.kino
milliWatt


Utente
Msg:5

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Inviato il: 7/7/2009,15:37

Pyron, io accetto con serenitá la tua critica!!!
Ammetto anche di essere abbastanza incompetente nel campo; é da un po' di giorni che mi documento, e le mie conoscenze vengono da siti come ScienceDirect.com, ISI Web of Knowledge.com e da letture di forum (oltre a questo ho letto su NNTP.it ed Energeticambiente.it).
Purtroppo per una persona come me che in questo campo a livello di dimensionamento conosce poco o nulla, anche leggendo é difficile capire come dimensionare un impianto con caratteristiche specifiche affinché questo sia efficente e realistico ed ecco perché mi son inscritto na questo forum e ho chiesto aiuto.
Forse sono stato troppo diretto nell'arrivare subito al punto senza introdurre una premessa...bhe la prossima volta cercheró di farlo!!!!
un saluto a tutti!!!!

 

NonSoloBolleDiA...

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PetaWatt


AMMINISTRATORE
Msg:13786

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Inviato il: 7/7/2009,15:47

CITAZIONE (Keyosz @ 7/7/2009, 10:16)
Per prima cosa essendo un impianto ad isola....

E bravo Keyosz faccine/clap.gif
Bolle faccine/smile.gif



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Chi sa raccontare bene le bugie ha la verità in pugno (by PinoTux).
Un risultato se non è ripet...

 

Keyosz
GigaWatt


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Msg:1959

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Inviato il: 8/7/2009,07:33

M.kino ti posso anche riportare i dati salienti di una casa con impianto ad isola, autonoma dall'enel da gennaio, così che tu ti possa fare un idea più realistica su un sistema reale funzionante.
Fai attenzione che se abbiamo un contatore da 3KW a casa non vuol dire che per essere autonomi servono 3KWp di pannelli, anzi oserei dire almeno 3 volte tanto, ma comunque dipende da altri fattori quali le abitudini di chi ci vive e l'insolazione.

Il contatore da 6KW è stato mandato in pensione da:

campo fotovoltaico: 8KWp (diviso in 3, esposizione est - sud - ovest)
accumulatori piombo tubolari, elettrolita liquido: 2400Ah 48V
regolatori di carica: n.1 FlexMAX80 + n.2 Tarom
inverter sinusoidale pura: hp-compact 6000 (5000W continui 6000W per 30 minuti)
automazione: cpu x86 con software fai-da-te + scheda adc e sensori di corrente lem

Questo sarebbe Isola6 di cui non ho ancora terminato: cablaggio e programmazione, inoltre stò ancora aspettando alcuni componenti ( stò aspettando le finanze ) ma appena possibile mi piacerebbe descriverlo in una discussione a sè correlato di fotografie....

 

M.kino
milliWatt


Utente
Msg:5

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Inviato il: 9/7/2009,14:57

GRAZIE MILLE KEYOSZ !!!!

 
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