Diffusione impianti fotovoltaici: Italia numero 3 al mondo

In particolare oggi è il solare fotovoltaico (FV) che si sta maggiormente diffondendo in Italia. Il nostro Paese, al 31 dicembre 2013, risulta essere il terzo leader mondiale nella produzione di energia da impianti FV con 591.029 impianti FV installati, cui corrisponde una potenza complessiva pari a 18.053 MW. Il numero di impianti FV per classe di potenza è riportato in tabella 1.

 Tabella 1: numero di impianti FV suddivisi per classe di potenza [1].

Tabella 1: numero di impianti FV suddivisi per classe di potenza [1].

La taglia media degli impianti Fotovoltaici installati è pari a 30,5 kW. Gli impianti fotovoltaici entrati in esercizio nel corso del 2013 hanno una potenza media notevolmente più bassa rispetto a quella degli anni precedenti, attestandosi a 12,4 kW. Dal 2008 al 2011 il numero degli impianti fotovoltaici è più che raddoppiato di anno in anno. Il 97% degli impianti installati in Italia (572.070 su 591.029) sono collegati alla rete in bassa tensione, come riportato in Tabella 2. Circa 20.000 impianti sono collegati alla rete in media tensione e rappresentano il 61% della potenza installata sull’intero territorio nazionale. Un esiguo numero di impianti è collegato alla rete di alta tensione per una potenza pari a circa 973 MW, il 5% del totale [1].

 Tabella 2: Numero, potenza e taglia media degli impianti Fotovoltaici suddivisi per livello di tensione [1].

Tabella 2: Numero, potenza e taglia media degli impianti Fotovoltaici suddivisi per livello di tensione [1].


Breve analisi delle perdite energetiche: Check-Up esterno

Nel corso del 2012, oltre 1.400 impianti hanno avuto meno di 500 ore di utilizzazione per malfunzionamenti o altre cause endogene [2].

La finalità di un impianto Fotovoltaico è quello di produrre energia al massimo rendimento possibile per assicurare una congrua redditività dell’investimento in 20-25 anni.

Gli investitori si pongono due domande fondamentali:
1. Quanta energia elettrica genererà l’impianto Fotovoltaico;
2. Quanto bene funziona l’impianto Fotovoltaico.

L’energia generata dall’impianto Fotovoltaico in un tempo di riferimento, per esempio un anno, dipende dall’irraggiamento solare e dall’efficienza dei moduli.
La resa teorica dell’impianto Fotovoltaico è la produzione annuale teorica di energia, lato corrente continua dei moduli, che dipende dalla luce solare incidente e dall’efficienza nominale del modulo.

Il rapporto di prestazione (o fattore di qualità) è il rapporto tra la resa attuale e la resa teorica e tiene conto delle perdite di pre-conversione; delle perdite nell’inverter (a valle del quale si produce energia sotto forma di corrente alternata); delle perdite termiche e delle perdite nella conduzione di elettricità. È importante misurare il fattore di qualità durante il funzionamento dell’impianto per monitorarne l’andamento.


 

Sai come puoi controllare le prestazioni di un impianto fotovoltaico? Puoi farlo utilizzando la Soluzione con DRONE termografico (ideale per grandi impianti o per impianti installati in zone difficilmente accessibili) o con la nuova termocamera economica FLIR C2.


 

Le 3 maggiori cause di perdita di energia degli impianti Fotovoltaici

A partire dall’intensità della luce incidente, le tre maggiori cause di perdita di energia sono:

  1. Perdite pre-fotovoltaiche: La luce incidente si attenua a causa di inclinazione dei moduli non ottimale, accumulo di polvere o sporcizia, neve, oggetti che fanno ombra e riflettono il fascio di luce solare incidente.
  2. Perdite termiche e nel modulo: dipendono dall’efficienza del modulo e dalla dipendenza dalla temperatura del loro funzionamento.
  3. Perdite nel sistema elettrico: dipendono dalle perdite nei componenti elettrici quali cablaggi, inverter e trasformatori.

Le perdite pre-fotovoltaiche contano per il 5% circa nel computo totale delle perdite. In regioni particolarmente aride, la perdita dovuta all’accumulo di polveri può arrivare al 25%. Le perdite del modulo hanno il peso percentuale più rilevante e dipendono dall’efficienza di conversione dei fotoni di luce in elettroni in movimento.

La percentuale di perdita termiche per sovratemperature locali (hot spot) è stimabile intorno all’8%. Le perdite nel sistema elettrico si stimano intorno al 14% circa [3]. La perdita percentuale complessiva nella produzione annuale di energia può ammontare al massimo fino al 30 % nel caso di moduli affetti da difetti di fabbricazione, o microfratture, rispetto ad un modulo sano [4]. Per evitare o ridurre queste problematiche, i proprietari dei parchi fotovoltaici si affidano a società Operation & Maintenance (O&M) sulla base di un compenso annuale non sempre significativamente collegato alla resa dell’impianto, per cui spesso si notano trascuratezze ed omissioni nelle attività necessarie ad ottimizzarne la produzione. Tutto quanto detto (e molte altre cause contingenti non programmabili) rende importante ed economicamente vantaggioso effettuare, oltre al monitoraggio continuo del livello produttivo, un check-up periodico dell’impianto FV da parte di tecnici esterni qualificati collegato con un controllo termografico aereo per evidenziate i pericolosi hot-spot.

Con la nuova termocamera radiometrica economica FLIR C2 è possibile effettuare controlli periodici sui pannelli fotovoltaici. Per il controllo e monitoraggio di impianti fotovoltaici di grosse dimensioni si può prendere in considerazione la Soluzione con DRONE che monta a bordo una termocamera.


Documenti Impianti fotovoltaici: Libretto di impianto

L’incremento nel numero dei parchi fotovoltaici, realizzati con notevoli ritardi autorizzativi e subendo un’eccessiva spinta di natura economica (leggi riduzione progressiva degli incentivi), è stato accompagnato da problematiche legate ad una frettolosa progettazione ed installazione degli impianti al minor costo possibile e a discapito della qualità, da una parte, ed all’ignoranza circa questioni tecniche legate alla corretta progettazione e gestione di tali impianti, dall’altra (“ignoranza” giustificata dalla novità della tecnologia e dalla mancanza di esperienza “storica”).

L’esperienza sul campo ha evidenziato come il lento e complesso percorso progettuale, autorizzativo e realizzativo abbia comportato quasi sempre notevoli difformità tra l’inizio dell’iter autorizzativo ed il progetto dell’impianto fotovoltaico effettivamente realizzato.

In media per gli impianti fotovoltaici di grandi dimensioni (> 1 MW) il tempo necessario dall’inizio dell’iter autorizzativo e la effettiva connessione dell’impianto alla rete è di ca. 4 anni; in questo periodo il serrato sviluppo tecnologico ha reso spesso obsolete le scelte progettuali : i moduli e gli inverter proposti nel progetto inizale come scelta ottimale non lo erano più al termine dell’iter autorizzativo, ma non potevano essere modificati se non a costo di ricominciare da capo l’iter autorizzativo stesso (rinunciando ad una parte degli incentivi)!

Di conseguenza si evidenzia spesso una mancata corrispondenza tra quanto riportato sulle carte, le prescrizioni autorizzative e la effettiva realizzazione dell’impianto FV.
La conformità ed il corretto funzionamento di componenti e apparecchiature e la veridicità delle informazioni contenute in atti, documenti, attestazioni, comunicazioni e dichiarazioni forniti dal Titolare dell’impianto FV sono soggetti a verifica da parte del Gestore dei Servizi Energetici (GSE) nell’ottica di sussistenza o permanenza dei requisiti per il riconoscimento o il mantenimento degli incentivi in ottemperanza alle disposizioni previste dall’art. 42 del D.Lgs 28/2011.

Inoltre molti impianti fotovoltaici sono realizzati e connessi alla rete da imprenditori esperti nelle problematiche autorizzative locali con l’intento di cederli a gruppi finanziariamente più solidi che provvederanno allo loro gestione fino al termine degli incentivi e garantiranno lo smaltimento dell’impianto al termine della vita utile.
Al fine di ottimizzare i costi di gestione questi devono essere ripartiti su più impianti, realizzando quindi dei “cluster”: perciò oggi soggetti più importanti e solidi stanno acquistando impianti FV dai piccoli gestori.

A causa di questo scenario, della novità delle tecnologie e delle continue modifiche di normative ed incentivi si è creato quasi sempre un caos documentale che viene generalmente trascurato dal personale interno e può essere dipanato solo con un intervento qualificato dall’esterno da parte di addetti esperti nel settore.
Sia per i vari passaggi di proprietà, sia per eliminare le difformità fra le carte e l’effettiva realizzazione degli impianti, sia per ottimizzare una gestione ultradecennale, sia per ottemperare alle richieste GSE, oggi quasi tutti gli impianti FV necessitano di una accurata “due diligence” che puà essere definita come Libretto di Impianto FV.

Va evidenziato che le stesse analoghe problematiche sussistono, con poche differenze, per quanto riguarda la gestione degli impianti eolici.


 

Servizi innovativi Tic Energy

Tic Energy opera da oltre 30 anni (tramite soprattutto la consociata Tisol Srl) nell’ambito delle tecnologie innovative dell’energia, dell’ambiente, dell’informatica e delle tecnologie innovative. Dal 1990 si caratterizza come azienda specializzata nella ricerca e sviluppo di siti idonei all’installazione di impianti di produzione di energia da fonti rinnovabili (biomassa, eolico e fotovoltaico). Nel tempo la Società ha sviluppato siti per complessivi 1000 MW da fonti rinnovabili, di cui ca. 200 MW sono stati effettivamente realizzati e sono attualmente operativi (20%).

Tic Energy

Tic Energy

 

Tic Energy, dopo aver partecipato per anni allo sviluppo di impianti FV ed eolici ed aver acquisito una ampia conoscenza delle problematiche relative, a fronte delle esigenze in precedenza indicate,oggi si sta specializzando nella fornitura di servizi qualificati ed innovativi per ottimizzare la gestione di impianti FV ed eolici
I ns. principali servizi sono:

  • Libretto d’impianto – raccolta interattiva della documentazione relativa al singolo impianto FV od eolico, con acquisizione informatica e verifica dei documenti significativi riorganizzati in un indice personalizzato che evidenzi eventuali carenze documentali e/o difformità tra documentazione autorizzativa/progettuale e l’effettivo progetto realizzato.
  • Check-up periodico d’impianto – esame dello stato dell’impianto che evidenzi lacune, eventuali carenze ed incurie, e permetta la supervisione del fattore di qualità dell’impianto sulla base di dati di monitoraggio forniti dal cliente.
  • Ispezione termografica aerea degli impianti FV – verifica periodica di hot spots e difetti dei moduli FV mediante l’utilizzo della termografia con sensori termici digitali di ultima generazione, insieme con la videoripresa nel campo del visibile e l’ortofotogrammetria, utilizzando droni di peso inferiore ai 2 kg, svincolati in parte dalle norme ENAC.Il costo dell’ispezione termografica può essere valutato inferiore al 5% del costo annuale medio per la manutenzione di un impianto. Nel caso di grandi parchi FV si raggiunge un rapporto qualità-prezzo ottimale : i costi ed i tempi operativi dell’ispezione termografica aerea è molto inferiore se confrontato con la normale ripresa a terra. È confermato che il beneficio risultante dalle ispezioni aumenta il valore dell’impianto rispetto al costo iniziale speso per il sistema di monitoraggio [6]. In virtù del preciso rilievo delle temperature in punti remoti, i sensori termici digitali installati sul drone permettono ispezioni termografiche sia di rotori eolici, sia di diverse infrastrutture fra le quali ponti, piloni, dighe, strutture industriali, ecc.
  • AD OGGI LA NS. DOTAZIONE TECNOLOGICA E’ UNICA IN ITALIA.

 

Bibliografia

[1] Gestore dei Servizi Energetici (GSE), «Rapporto Statistico 2013 Solare Fotovoltaico,» 2013.
[2] Gestore dei Servizi Energetici (GSE), «Rapporto Statistico 2012 Solare Fotovoltaico,» 2012.
[3] Green Rhino Energy, «http://www.greenrhinoenergy.com/solar/technologies/pv_energy_yield.php,» 2013. [Online]. [Consultato il giorno 14 Maggio 2015].
[4] A. Dolara, S. Leva, G. Manzolini e E. Ogliari, «Investigation on performance decay on photovoltaic modules: snail trails and cell microcracks,» IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 4, n. 5, pp. 1204-1211, 2014.
[5] Consulente Energia, «http://www.consulente-energia.com/fv-quali-sono-i-piu-grandi-parchi-impianti-fotovoltaici-italiani-europa-mondo.html,» 2010. [Online]. [Consultato il giorno 13 Maggio 2015].
[6] P. Bellezza Quater, F. Grimaccia, S. Leva, M. Mussetta e M. Aghaei, «Light Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) for cooperative inspection of PV plants,» IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 4, n. 4, pp. 1107-1113, 2014.


 

Courtesy of:

Ing. Roberto Baldetti

TIC ENERGY
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Tel./Fax:  +39 06.50.78.10.18
E-mail: info@ticenergy.it

 


 

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