Il presente Rapporto descrive le attività di Ricerca di Sistema svolte nell’ambito dell’Area “Usi Finali”, relativamente al Progetto 1 : “Sistemi di Mini-Microgenerazione elettrica, sistemi Co-Trigenerativi e sistemi di accumulo”. Le attività presentate nel rapporto riguardano la sperimentazione di impianti fotovoltaici significativi con utenze reali (inclusi impianti ibridi). Nella prima parte del rapporto viene presentata la metodologia utilizzata per la valutazione delle prestazioni di circa 50 impianti fotovoltaici di differente tipologia e localizzazione, nonché dei componenti utilizzati in tali impianti, nel corso della loro vita utile. Questa parte include anche i risultati delle valutazioni. In una successiva parte, vengono esposti tre “casi studio” che riguardano altrettanti impianti fotovoltaici particolarmente significativi per le loro caratteristiche, di cui vengono presentate in dettaglio le elaborazioni dei dati di funzionamento e la valutazione delle prestazioni: • impianto ibrido ad energia rinnovabile con utenze reali (impianto fotovoltaico-eolico da 14+10 kW in Val Codera, SO). • impianto fotovoltaico inserito su una rete elettrica di una piccola isola italiana, funzionante da più di 20 anni (impianto da 80 kW di Vulcano) • impianto fotovoltaico in silicio amorfo integrato su un edificio commerciale (impianto da 3 kW di Somaglia, LO). Monitoraggio e valutazione delle prestazioni energetiche d’impianti Le prestazioni energetiche degli impianti fotovoltaici sono determinate misurando opportuni parametri meteorologici ed elettrici e adottando procedure indicate nei seguenti documenti, che costituiscono tuttora un riferimento per questo scopo: • la norma CEI EN 61724 (Rilievo delle prestazioni dei sistemi fotovoltaici. Linee guida per la misura, lo scambio e l’analisi dei dati) • il rapporto dell’ IEA PVPS1 (Operational performance of PV power systems: Measurements and monitoring approaches). A partire dai dati misurati in tempo reale e trasmessi via modem a postazioni remote, sono calcolati opportuni indicatori normalizzati di prestazioni, quali ad esempio la resa energetica, le perdite e i rendimenti. Applicando le suddette procedure, questi indicatori consentono di confrontate efficacemente le prestazioni di sistemi fotovoltaici, al variare della loro configurazione elettrica e del loro sito di installazione. Dall’analisi dei dati di funzionamento degli impianti selezionati nel corso di più di 20 anni, elaborati da CESI RICERCA, si desume che l’andamento di PR (Performance Ratio o Fattore di prestazione, cioè la frazione di energia generata rispetto a quella prevista) è in generale buono, giacché ognuno degli impianti considerati ha mantenuto all’incirca il valore iniziale; in qualche caso tale indicatore è addirittura migliorato nel tempo, mentre altri hanno presentato lievi diminuzioni. Un impianto ha presentato un andamento di PR alquanto basso, ma mantenendo comunque all’incirca il suo valore iniziale. Alcune apprezzabili variazioni di PR sono state invece rilevate nel caso di malfunzionamento di alcuni componenti dell’impianto, ma sono più evidenti dopo la riparazione del guasto. In alcuni casi, infine, favorevoli condizioni meteorologiche (quali, bassa temperatura ambiente e elevato irraggiamento solare) hanno consentito un temporaneo incremento di PR. 1 IEA PVPS – International Energy Agency – Photovoltaic Power Programme

Impianto ibrido ad ER della Val Codera L’analisi del funzionamento del sistema di microgenerazione ad Energie Rinnovabili (fotovoltaico-eolico da 14+10 kW) in Val Codera (SO) e la valutazione della qualità del servizio elettrico fornito alla Comunità isolata di Bresciadega, già avviato nel 2005, è proseguita nel corso di questa attività. Nel corso del 2007, su quest’impianto sono state applicate le soluzioni gestionali per i generatori e per il carico elettrico che sono state prima verificate mediante delle prove sul sistema di generazione ibrida “gemello” installato presso la Test Facility di CESI RICERCA. Nel corso della sperimentazione si è inteso valutare anche le prestazioni operative dei differenti componenti del sistema di generazione (moduli, batterie, inverter, aerogeneratore, sistema di gestione automatico…) nonché verificare l’affidabilità nel tempo di un sistema di elettrificazione rurale basato su energie rinnovabili. I risultati di questa attività, basati su un impianto sperimentale funzionante in condizioni reali, consentono quindi di fornire indicazioni al sistema elettrico nazionale sull’elettrificazione di zone remote mediante le energie rinnovabili. Complessivamente l’impianto fotovoltaico-eolico ha fornito con continuità, e quindi con una buona affidabilità, l’energia elettrica alla comunità isolata del Villaggio Bresciadega. Impianto fotovoltaico da 80 kW di Vulcano L’impianto fotovoltaico da 80 kW di Vulcano ha continuato a fornire con continuità l’energia alla rete elettrica dell’isola. In particolare, dopo ben 23 anni dalla loro installazione le parti d’impianto che utilizzano moduli fotovoltaici installati nel 1984 dimostrano un indicatore di prestazione PR quasi uguale a quella parte d’impianto con moduli di recente fabbricazione, installati nello stesso sito nel 2005 nel corso del progetto RdS GEN21. Impianto fotovoltaico da 3 kW di Somaglia Un altro impianto ritenuto significativo, analizzato in questo studio, è stato quello da 3 kW di Somaglia. Installato nel comune di Lodi nel 1999 da ENEL su incarico di ENEA, l’impianto utilizza 176 moduli UNI-SOLAR da 17 Wp in Silicio amorfo. Esso è montato sul tetto di una stazione di servizio dell’autostrada A1 nel tratto Piacenza-Milano. Nel corso della sua vita, l’impianto ha richiesto pochissimi interventi di manutenzione; in particolare: • nessun danneggiamento dei moduli è stato riscontrato; • solo alcuni interventi di manutenzione sull’inverter ASP sono stati necessari nei primi anni dopo l’installazione. L’attuale funzionamento dell’impianto di Somaglia è certamente buono. Le sue prestazioni energetiche nel corso degli anni sono state quasi costanti e non sembra che allo stato attuale sia presente un apprezzabile degrado della potenza dei moduli. Il rapporto si conclude con la trattazione della caratterizzazione di convertitori per sistemi fotovoltaici connessi alla rete. Sono state, in particolare, analizzate le metodologie per la caratterizzazione di convertitori per sistemi fotovoltaici connessi alla rete e in isola, con lo scopo di verificare le prestazioni di diversi inverter commerciali, differenti per taglia e tipologia, alla luce delle più recenti norme nel settore e delle apparecchiature di misure disponibili sul mercato. In conclusione, dai risultati delle analisi del comportamento dei componenti cruciali di impianti fotovoltaici, quali moduli e inverter, e dall’analisi delle prestazioni energetiche di impianti fotovoltaici significativi installati su tutto il territorio nazionale, è risultato che la qualità e l’affidabilità di questi sistemi di generazione è buona e si mantiene quasi costante nel corso della loro vita utile. In alcuni casi, sono state rilevate contenute prestazioni, ma ciò non è risultato legato alla vetustà degli stessi quanto alle mediocri caratteristiche iniziali o alla non corretta progettazione. Comunque, anche in tali casi, le prestazioni energetiche, anche se limitate, si sono mantenute quasi costanti nel tempo