Determinazione della taglia del generatore fotovoltaico e della batteria
Il dimensionamento di massima viene effettuato supponendo di dover determinare la potenza del generatore fotovoltaico e la capacità della batteria, in modo tale da alimentare il carico con indisponibilità energetica nulla. E’ da notare, a tal proposito, che nella determinazione del grado di indisponibilità energetica di un impianto fotovoltaico si tiene conto della aleatorietà della radiazione solare, mentre viene trascurato l'effetto del fuori servizi dei componenti; in particolare viene definito il numero di ore annue di indisponibilità come il numero di ore annue in cui l'impianto di generazione più accumulo non è in grado di far fronte ai consumi del carico.
Si ipotizza che, in ogni mese, l'energia giornaliera media mensile prodotta dal generatore Eg [Wh/giorno] sia sempre maggiore, o uguale, alla corrispondente energia richiesta dal carico elettrico Ec [Wh/giorno], cioè:
essendo Eg > Ec
Eg = ηg * Ag * H
dove:
ηg = rendimento di conversione dell'impianto fotovoltaico, definito come rapporto fra l'energia fornita dall'impianto al carico e l'energia solare incidente sulla superficie dei moduli costituenti il generatore fotovoltaico (in genere si può considerare uguale a 8% nel caso di sistema fotovoltaico che utilizza moduli in silicio monocristallino e uguale a 6% per moduli in silicio policristallino, uguale a 7% e 5% rispettiva mente nel caso in cui sia presente un inverter);
Ag = superficie totale dei moduli [M2];
H = radiazione solare incidente sul piano dei moduli [Wh/M2/giorno].
Determinata l'area Ag minima dalla
Eg = EC cioè Agmin = Ec / (ηg x H)
la potenza di picco dei generatore fotovoltaico Pg [Wp] si ottiene dall'espressione:
Pg = ηmod x Agmin x 1000
dove:
ηmodd = rendimento di conversione dei moduli fotovoltaici, definito come rapporto fra l'energia generata dal modulo e l'energia sola re incidente sulla superficie dei modulo (in genere si può con siderare uguale a 13% per moduli al silicio monocristallino e uguale a 11% per moduli al silício policristallirlo).
La capacità della batteria di accumulo Qb viene calcolata in modo da garantire un certo numero di giorni di autonomia Nga (periodo in cui la batteria fornisce energia al carico senza alcun apporto energetico dei generatore fotovoltaico, a causa di manutenzione o guasto di quest'ultimo o in caso di basso irraggiamento).
Per quanto detto, la capacità della batteria si ottiene dall'espressione:
essendo
ηb= rendimento di carica e scarica della batteria (in genere è circa 1’80%);
Ecmax= valore massimo dell'energia giornaliera media mensile richiesta al carico;
DOD= (Dept Of Discharge) massima profondità di scarica della batteria, affinché questa non subisca danneggiamenti (in genere è uguale a 80%).
Come detto, la coppia di valori Pg, Qb così ottenuta consente di alimentare con continuità il carico elettrico. Tuttavia si può verificare, che esistono diverse coppie che soddisfano tale condizione.
Fra le possibili coppie Pg, Qb, viene scelta quella ottimale in base a criteri economici e di carattere impiantistico, quali:
a) all'aumentare della potenza dei generatore fotovoltaico aumenta il costo dello stesso, ma diminuisce quello della batteria: ne consegue che il costo dell'impianto presenta un minimo per una. determinata cop pia di valori Pg, Qb;
b) la taglia dei campo fotovoltaico e della batteria non può essere variata in modo continuo, ma in modo discreto, tenendo conto che campo fotovoltaico e batteria sono costituiti da un certo numero di componenti discreti, opportunamente collegati in serie e in parallelo; nelle tabelle 1 e 2 sono riportate le caratteristiche elettriche di moduli e batterie commerciali; per un dimensionamento corretto, conviene che il numero di giornidi autonomia della batteria sia almeno superiore a uno, se si utilizzano i dati giornalieri (365 valori annui), e superiore a quattro se si utilizzano i dati dei giorni medi mensili (12 valori annui),
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Ultima modifica: October 07 2007 05:47:43
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