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Impianti fotovoltaici: ottimizzazione delle prestazioni ed analisi dell’affidabilità

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Impianti fotovoltaici: ottimizzazione delle prestazioni ed analisi dell’affidabilità

Data la notevole diffusione di impianti FV nel contesto nazionale e la loro rilevante influenza sui profili di consumo degli utenti finali del sistema elettrico, al fine di consentire una gestione della domanda basata su informazioni aggiornate, attendibili e sperimentalmente verificate, nell’ambito del presente lavoro ci si è posti l’obiettivo di confrontare le prestazioni energetiche di differenti configurazioni impiantistiche per installazioni FV su edifici e di analizzare le prestazioni di moduli ed impianti FV dopo vari anni di funzionamento tramite monitoraggio e tecniche diagnostiche.

La crescente diffusione della tecnologia FV nel contesto nazionale e la rilevante influenza di questi sistemi di generazione sui profili di consumo degli utenti finali del sistema elettrico, rappresentano un aspetto non trascurabile nel contesto della gestione della domanda. Inoltre, la progressiva immissione sul mercato di componenti fotovoltaici di nuova tecnologia implica la necessità di proseguire le attività di caratterizzazione elettrica ed energetica, da anni effettuata da RSE, estendendo l’analisi ai nuovi trend tecnologici, al fine di consentire una gestione della domanda basata su informazioni aggiornate, attendibili e sperimentalmente verificate.

Le attività effettuate nel corso della presente annualità di ricerca si sono articolate su due filoni principali:

1. Impianti FV su edifici: valutazione costi/benefici di impianti FV ad integrazione architettonica tramite il confronto tra differenti architetture d’impianto;
2. Caratterizzazione di moduli ed impianti FV tramite monitoraggio e tecniche diagnostiche.

Per quanto concerne le installazioni FV sugli edifici, sono state analizzate le prestazioni energetiche conseguibili tramite differenti configurazioni impiantistiche adottabili per l’installazione di impianti FV su edifici, anche in presenza di ombreggiamenti localizzati artificialmente generati. I risultati delle misure sperimentali hanno dimostrato che, in presenza di ombreggiamenti particolarmente severi, il guadagno energetico conseguibile tramite l’utilizzo di dispositivi elettronici operanti a livello di singolo modulo (micro-inverter e power-optimizer) appare in grado di compensare i maggiori costi di acquisto, consentendo complessivamente una lieve riduzione del relativo valore di LCOE, se confrontati con l’architettura d’impianto convenzionale con inverter di stringa.

Relativamente alle attività di caratterizzazione di moduli ed impianti FV e l’analisi del relativo comportamento energetico, nel corso della presente annualità di ricerca sono state ampliate le tecnologie FV analizzate da RSE, tramite l’installazione di impianti sperimentali di piccola taglia realizzati con moduli FV con tecnologia PERC. È inoltre proseguita l’attività di monitoraggio operativo di impianti FV di differente tecnologia e tipologia al fine di confrontare le prestazioni di differenti tecnologie costruttive di moduli FV in differenti condizioni climatiche e analizzare il degrado nel tempo di moduli e componenti di impianti FV nel breve, medio e lungo termine (anche in esercizio da più di 20/30 anni).

È stata infine effettuata un’analisi bibliografica al fine di individuare le tecniche di monitoraggio predittivo più promettenti e sperimentate in ambito accademico e di ricerca. Tale attività, di carattere preliminare, permetterà di indirizzare le future attività di ricerca, nell’ambito delle quali si prevede di sperimentare tali tecniche, sfruttando l’ampio database di dati di funzionamento di impianti fotovoltaici acquisiti da RSE.

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