Il fotovoltaico in tutto il mondo: catalogo dei prodotti Siemens Solar
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Sommario Nel lontano 1877, Werner campo, rappresentano la 3 Moduli fotovoltaici Siemens: Von Siemens ha riconosciu- risposta ottimale a pratica- una soluzione pulita to l’importanza della mente qualsiasi fabbisogno oltre 200 MW di potenza di picco tecnologia fotovoltaica. energetico: da appena qual- installata: il successo della qualità e “… siamo di fronte ad un che watt fino a vari della competenza di una tecnologia fenomeno fisico completa- megawatt di potenza. La ecologica. mente nuovo dall’enorme scelta di moduli fotovoltaici importanza scientifica, … Siemens è sinonimo di altis- 4 Avanzata tecnologia in quanto siamo stati testi- sima qualità, sia nel presente PowerMax®‚ di Siemens: moni, per la prima volta, che nel futuro. la competenza che è frutto della conversione diretta dell’esperienza dell’energia della luce in Il presente catalogo fornisce Interessanti informazioni sui pro- energia elettrica”. una panoramica dei moduli cessi produttivi Siemens di celle e fotovoltaici Siemens, sia per moduli fotovoltaici. Oggigiorno, gli impianti foto- applicazioni industriali sia per voltaici offrono un’interessante uso privato. Contiene inoltre 6 Moduli fotovoltaici Siemens soluzione per aumentare il informazioni sulla produzione applicati alla pratica: la resa numero di applicazioni che di moduli e sulla progettazio- della tecnologia più avanzata richiedono una fonte di ali- ne di impianti fotovoltaici. Studi indipendenti dimostrano che i mentazione economica ed moduli fotovoltaici Siemens si rive- affidabile al tempo stesso, La nostra rete mondiale di lano i migliori quando applicati alla anche in condizioni ambien- rivenditori autorizzati pratica. tali estreme. Siemens Solar rimane a completa disposizione, per 7 Moduli fotovoltaici: Siemens produce un’ampia ulteriori informazioni o assi- il programma completo gamma di moduli fotovoltaici stenza qualificata, per la Moduli fotovoltaici ad alta efficien- di alta qualità utilizzando una programmazione e la proget- za per applicazioni industriali, tecnologia innovativa. I nostri tazione di impianti commerciali e private. prodotti, che vengono sotto- fotovoltaici. posti regolarmente a 9 Moduli fotovoltaici: perfezionamenti e prove sul modelli e certificazioni Panoramica dei modelli e delle cer- tificazioni disponibili. 12 Impianti fotovoltaici Principi fondamentali degli impianti fotovoltaici e dei relativi componenti. 14 Dimensionamento degli impianti fotovoltaici Per determinare le dimensioni del vostro impianto fotovoltaico (con foglio di calcolo). I moduli fotovoltaici Siemens vengono utilizzati in tutto il mondo, per l’efficiente fornitura di energia elettrica.
Moduli fotovoltaici Siemens: una soluzione pulita I moduli fotovoltaici genera- Il successo della qualità e no elettricità dalla luce del della competenza di una sole in modo particolarmen- tecnologia ecologica te ecologico. Il loro funzionamento non inquina Siemens Solar è il produtto- né l’aria né l’acqua ed è re di moduli fotovoltaici completamente silenzioso. leader nel mondo, in quanto Anche dopo molti anni di offre superiorità tecnologica, servizio, continuano a forni- esperienza trentennale e re energia. soluzioni personalizzate sulla base dei requisiti dei clienti. L’elettricità generata dall’energia solare è in grado La qualità dei nostri sistemi di fornire potenza autonoma stabilisce il livello di riferi- in aree rurali o può essere mento a cui si ispirano altri collegata alla rete di distribu- produttori: tutti i moduli foto- zione dell’elettricità. Nei voltaici sono realizzati nel paesi in via di sviluppo, i rispetto di severi standard sistemi fotovoltaici sono già internazionali, con controlli responsabili in ampia misura costanti per garantire la coe- della fornitura di acqua pota- renza dell’alta qualità. Gli Sistemi di telecomunicazione bile ed elettricità sicura. stabilimenti produttivi di in Grecia Camarillo e Monaco dispon- Durante la produzione di gono della certificazione ISO Fornitura idrica in Mauritania moduli fotovoltaici, Siemens 9001. Il nostro successo può Solar rivolge particolare essere misurato in base al attenzione all’utilizzo econo- fatto che Siemens è la prima mico delle risorse naturali e società a fornire, dal 1997, alle eventuali migliorie celle e moduli fotovoltaici apportabili al “tempo di con una potenza di picco recupero energetico”, cioè complessiva di oltre 200 al tempo necessario affin- Megawatt, circa un quinto ché l’energia consumata nel della potenza fotovoltaica processo produttivo venga totale installata in tutto recuperata attraverso il mondo. 200 MW potreb- l’impiego del modulo. La bero generare 400 milioni lunga durata operativa dei di KWh all’anno nelle regioni moduli fotovoltaici e il ridot- soleggiate dei paesi in via di to “tempo di recupero sviluppo, abbastanza da energetico” rendono positi- coprire i fabbisogni di base vo il bilancio energetico di oltre 3 milioni di nuclei degli impianti fotovoltaici. familiari. Impianto fotovoltaico di tipo domestico Vetro, silicio e alluminio, i componenti principali dei moduli fotovoltaici, possono essere lavorati in un impian- to di riciclaggio. Impianto fotovoltaico collegato alla rete di distribuzione dell’elettricità in Germania
Avanzata tecnologia PowerMax®‚ di Siemens: la competenza che è frutto dell’esperienza L’alta qualità dei prodotti acquaforte. La successiva vetro frontale sottoposto ad fotovoltaici Siemens è il correzione al fosforo dei uno speciale processo di Silicio policristallino risultato di continui perfezio- wafer, già precedentemente indurimento e altamente tra- namenti e ottimizzazioni del corretti con boro, fornisce il sparente e una lamina processo produttivo. Le mezzo elettrico per sfruttare posteriore multistrato per celle fotovoltaiche Siemens l’effetto fotovoltaico. Una proteggerle dall’umidità e sono basate su una tecnolo- pasta d’argento viene applica- garantire la stabilità agli UV Formazione dei lingotti di silicio gia al silicio monocristallino ta sul lato anteriore e e l’isolamento elettrico. I che offre maggiore efficien- posteriore della cella, componenti vengono lami- za di quello policristallino o formando in tal modo i con- nati ad elevate temperature amorfo e altre tecnologie a tatti metallici del circuito per formare un incapsula- film sottile. Il silicio è un elettrico utilizzando una tec- mento protetto. materiale ecologico e dispo- nologia serigrafica a basso Laminazione del lingotto nibile in misura quasi costo. Il successivo processo Alla fine del processo pro- illimitata sotto forma di sab- di cottura garantisce la massi- duttivo, il modulo viene bia di silicio. Il silicio ma conduttività elettrica. dotato di una cornice resi- stente alla torsione, costituita da alluminio ano- dizzato con elevata stabilità Costituzione del wafer Profilo in gomma meccanica. Vetro anteriore Materiale I diodi di bypass nelle scato- di incapsulamento le di giunzione proteggono Celle fotovoltaiche le celle da un riscaldamento Diffusione fosforosa Lastra posteriore locale eccessivo qualora si Cornice verificasse la messa in ombra parziale del modulo. La struttura del modulo La scatola di giunzione Serigrafia vista in sezione esclusiva di Siemens Solar ProChargerTM fornisce la purificato policristallino Una volta testate, le celle facile connessione del viene fuso a formare lingotti vengono connesse elettrica- modulo utilizzando cavo, tondi monocristallini. I lin- mente per formare delle conduttore o filo. Questa Cella fotovoltaica gotti tondi vengono rifiniti stringhe. Le celle sono pro- scatola di giunzione è dispo- fino a produrre una sezione tette dalla struttura del nibile per molti dei nostri trasversale quasi quadrata. modulo. Le stringhe di celle moduli. Questa forma consente di vengono rivestite di EVA utilizzare in modo ottimale (etilen-vinil acetato) tra un La funzionalità ottica, mec- Circuito l’area di superficie del canica ed elettrica di tutti i modulo (linea SM). Se que- moduli viene accuratamente sto uso ottimale non è testata prima che escano richiesto, questa fase viene dalla fabbrica. Ogni modulo omessa a favore di un pro- viene etichettato con un Laminazione cesso produttivo più codice a barre e un numero economico (linea SR). di serie. I blocchi vengono suddivisi in wafer utilizzando un proces- so di taglio con bassa Incorniciatura produzione di materiali di scarto. Per migliorare l’assor- Affidabili celle fotovoltaiche ad bimento di luce, viene alta efficienza prodotte da puro silicio che viene versato in un impiegato il processo brevet- lingotto monocristallino tato TOPSTM. La superficie di attraverso un processo di fusione. Questo lingotto viene tagliato in Modulo fotovoltaico ogni wafer viene forgiata a wafer sottoposti ad uno speciale piramide mediante uno spe- trattamento e quindi trasformati ciale processo strutturale ad in celle fotovoltaiche. 4
Tipi di impianti fotovoltaici stibile, che offra durata e affi- Impianto di piccole dimensioni in DC Impianto di grandi dimensioni in DC per la produzione dabilità elevate e che possa Per telemetria, abitazioni Per applicazioni domestiche, ricreative di elettricità operare per lunghi periodi di e usi ricreativi e industriali tempo senza interventi di Gli impianti fotovoltaici pos- manutenzione, la rende eco- sono essere semplici, cioè nomica per tutti i tipi di costituiti solo dai moduli foto- applicazioni remote. Queste voltaici e dal carico, come caratteristiche esclusive con- nell’alimentazione diretta di sentono inoltre di utilizzare una pompa idrica, oppure più l’energia solare in luoghi e complessi, come quelli utiliz- per usi per i quali altri tipi di zati per alimentare una casa alimentazione sarebbero ina- moderna. Mentre una datti. pompa idrica può essere Questi sistemi forniscono un messa in esercizio solo quan- alto grado di disponibilità di do splende il sole, l’impianto alimentazione dell’impianto, domestico deve essere in requisito fondamentale per i Impianto semplice in DC Connessione alla rete di distribuzione funzione sia di giorno che di siti di comunicazione più Alimentazione diretta del carico, nessun dell’elettricità - Senza batterie, non per- notte. Potrebbe dover gestire importanti. accumulo di energia (pompa idrica) mette accumulo di energia sul posto, ma rivende in rete l’energia prodotta. carichi di alimentazione sia in I fattori che determinano gli AC che in DC, avere una specifici componenti neces- riserva di corrente e un gene- sari e il modo di configurarli ratore di emergenza. all’interno dell’impianto sono In ogni caso, i principi base di molteplici. La quantità di un impianto fotovoltaico potenza richiesta è solo uno rimangono gli stessi. Gli degli elementi da tenere in impianti vengono adattati per considerazione. L’ubicazione rispondere a determinati fab- del sistema, la distanza tra bisogni energetici attraverso moduli e carico, il tipo di cari- la variazione del tipo e della co e la frequenza d’uso sono quantità degli elementi di aspetti altrettanto importanti base. Inoltre, poiché i sistemi nella progettazione di un sono modulari, possono impianto. sempre essere ampliati qua- AC/DC Ibrido lora i fabbisogni energetici Per la maggior parte degli È possibile utilizzare carichi Il generatore complementare fornisce sia AC che DC eventualmente energia supplementare aumentassero. impianti fotovoltaici è neces- Benché l’energia solare sario rivolgersi alla venga spesso utilizzata in consulenza esperta di un modo indipendente, può rivenditore autorizzato essere usata anche in combi- Siemens Solar. Per farsi nazione con altre fonti di un’idea preliminare degli ele- alimentazione complementa- menti necessari all’impianto ri per fornire soluzioni di che si desidera realizzare, si energia complete. consiglia di esaminare con Questo tipo di flessibilità, attenzione alcune delle confi- insieme alla comprovata affi- gurazioni di base qui riportate dabilità, ha fatto sì che e di fare riferimento alla l’energia solare venga utiliz- sezione “Dimensionamento zata per qualsiasi uso degli impianti fotovoltaici” concepibile dell’elettricità, del presente catalogo. dall’alimentazione di piccoli apparecchi a quella di piccole La maggior parte dei sistemi città, fino ai siti di telecomu- fotovoltaici utilizzano gli stessi nicazione. elementi di base. Variando le quantità e le dimensioni, è Modulo Batteria Regolatore Inverter Generatore di Carichi Le caratteristiche esclusive possibile adattare gli impianti fotovoltaico di carica emergenza DC/AC dell’energia solare, il fatto a praticamente qualsiasi cioè che non richieda combu- fabbisogno energetico. 13
Dimensionamento dell’impianto Questa cartina divide il mondo in cin- que regioni in base alla loro efficienza solare su una media annua di fattori quali ore giornaliere di sole e tempera- tura ambiente. Per ogni specifica località, chiaramente, le condizioni possono essere diverse. Inoltre, le con- dizioni atmosferiche locali e i “Dimensionare” un impianto cambiamenti stagionali possono significa determinare la influenzare in modo significativo la quantità di energia richiesta quantità di luce solare disponibile. e il numero di moduli fotovol- taici necessari a generarla. Un impianto fotovoltaico de- ve fornire energia sufficiente da sostituire quella consu- mata durante il giorno dai vari carichi (illuminazione, ap- guida. Seguendo le istruzioni per tre ore al giorno, piutto- Le batterie devono essere in parecchi, macchinari), più si ricaverà una stima ragione- sto che una ad grado di immagazzinare altra energia per compensa- vole del numero di moduli incandescenza a 75 W offrirà energia sufficiente per le re quella assorbita fotovoltaici e di batterie ne- la stessa quantità di luce e operazioni giornaliere. Se si dall’impianto stesso. cessario. farà risparmiare oltre 60.000 desidera disporre di capacità Le cose fondamentali da sa- Si ricorda che ogni installazio- Wh di energia in un solo an- supplementare per utilizzare pere sul dimensionamento ne fotovoltaica è unica ed è no. Questo significa i carichi durante i periodi nu- di un impianto sono due: influenzata da molti fattori, generare capacità che non volosi e senza sole, si tra cui: dovrà essere acquistata o consiglia di prendere in con- 1. La quantità di energia energia che può essere im- siderazione una riserva. che verrà utilizzata Condizioni meteorologiche piegata per altri scopi. Questa capacità di riserva È necessario calcolare que- locali viene definito come ”auto- sta quantità per ogni carico e Queste possono variare Accumulo dell’energia nomia” dell’impianto e viene quindi sommare tra loro i ri- enormemente anche all’in- I sistemi fotovoltaici produ- calcolata in giorni. L’entità di sultati. L’utilizzo elettrico terno di un’area geografica cono energia ogni qualvolta questa autonomia è variabi- viene espresso in “wattora”, ridotta. sono esposti alla luce solare. le. Per carichi fondamentali cioè la potenza nominale Un modulo da 50 W può pro- come ad esempio le teleco- dell’apparecchio moltiplicata Installazione durre 1.500 Wh di energia municazioni, sono indicati 10 per il tempo medio (ore) di Anche un breve annuvola- alla settimana. Per alimenta- o più giorni di autonomia, per funzionamento giornaliero. mento può influenzare la re una casa che si utilizza una residenza solo 5 e solo Oltre all’elettricità utilizzata resa giornaliera di un modulo soltanto durante i week-end, un giorno o due per una se- dagli apparecchi, anche l’im- e i moduli che non sono cor- una coppia di moduli può of- conda casa. pianto stesso consuma rettamente rivolti verso il frire 3000 Wh di elettricità, energia. Ad esempio, non è sole produrranno meno sufficiente per l’utilizzo che Ovviamente, progettare un possibile recuperare tutta energia. viene fatto dell’abitazione. impianto solare può essere l’energia contenuta in una Questo quantitativo di ener- molto semplice: è sufficien- batteria; un inverter utilizza Cambiamenti stagionali gia può essere ampiamente te rivolgersi ad un rivenditore parte dell’energia per con- Questa stima è basata su sufficiente per soddisfare i autorizzato Siemens Solar. vertire la corrente da DC in una media annua. L’energia vostri fabbisogni, con un im- AC; inoltre, si verifica una prodotta in inverno sarà infe- pianto da appena 100 W. perdita di tensione quando riore alla media, mentre l’elettricità viaggia sui fili. Il quella prodotta in estate sarà Batterie foglio di dimensionamento superiore. Le batterie rientrano tra i include un fattore di calcolo Il numero di moduli necessa- componenti fondamentali di questi fabbisogni. ri varierà in funzione di questi degli impianti fotovoltaici. fattori. In alcuni casi i clienti Sono disponibili numerosi ti- 2. Quantità di elettricità richiedono capacità di batte- pi e capacità diverse. La prodotta da un modulo fo- ria supplementare o batteria più adatta all’impian- tovoltaico desiderano anticipare i fabbi- to che si intende realizzare Questo valore si calcola mol- sogni futuri procurandosi dipende da molti fattori e tiplicando la potenza energia solare addizionale spesso richiede un lavoro di nominale di un modulo sin dall’inizio. analisi e di consulenza da (Watt) per il “fattore area” ri- parte di un professionista del cavato dalla cartina sopra Conservazione settore. Molti sistemi di di- riportata. Si ottiene così il va- dell’energia mensioni medio-piccole lore tipico di Wattora Prendendo in considerazione possono utilizzare batterie I moduli fotovoltaici devono essere installati nell’angolazione prodotto giornalmente da un i fabbisogni energetici, si ri- fotovoltaiche o marine. corretta per offrire le prestazioni modulo fotovoltaico in corda l’importanza di Queste batterie sono conce- migliori durante tutto il corso un’ubicazione media all’inter- utilizzare attrezzature ed ap- pite per essere caricate e dell’anno. Generalmente, no dell’area. parecchi ad elevata scaricate molte volte e di quest’angolo corrisponde alla latitudine del sito; i moduli sono Per calcolare queste cifre, si efficienza energetica. Ad norma non richiedono manu- rivolti a sud alle latitudini setten- consiglia di utilizzare il foglio esempio, utilizzare una lam- tenzione. Sono disponibili in trionali e a nord alle latitudini di dimensionamento come pada a fluorescenza da 20 W tutte le capacità. meridionali. 14
Foglio di calcolo per il dimensionamento dell’impianto Fabbisogni giornalieri in DC Apparecchio W x h = Wh Tipica potenza assorbita Elencare tutti i carichi in DC da un apparecchio (Watt). Lampada fluorescente 13 3 39 (controllare l’effettiva potenza TV 45 3 135 Moltiplicare per l’uso medio gior- assorbita dai vari apparecchi) Ventilatore 20 4 80 naliero (ore). DC (W) Aggiungere il 30%* del totale. = consumo medio giornaliero di energia in DC 254 + Tolleranza perdite batteria e impianto (30%) 76 Ventilatore a soffitto 20 La somma rappresenta il Fabbisogno di energia in DC = Fabbisogno medio giornaliero di energia in DC 330 Frigorifero 50-70 medio giornaliero. Televisione (25 cm, a colori) 45 Lampada a fluorescenza 5-13 Fabbisogni giornalieri in AC + Stereo/registratore 100 Elencare tutti i carichi in AC (Watt). Apparecchio W x h = Wh AC (W) Moltiplicare per l’uso medio gior- Utensile elettrico 500 0,25 125 naliero (ore). Lampada fluorescente 26 Computer 40 3,5 140 Aggiungere per trovare il carico Televisione (48 cm, a colori) 60-85 medio giornaliero in DC Stereo 35 2,0 70 Stereo 40 Aggiungere il 40%* del totale. = consumo medio giornaliero di energia in AC 335 Forno a microonde 450-750 + Tolleranza perdite batteria e impianto (40%) 134 Frigorifero (400 l) 90-150 La somma rappresenta il Fabbisogno di energia in AC 469 Tostapane 900-1100 = Fabbisogno medio giornaliero di energia in AC medio giornaliero. Trapano elettrico 450-1000 Condizionatore 200-300 Fabbisogni energetici = Dimensionamento giornalieri batteria Sommare i fabbisogni energetici medi giornalieri in AC e DC. 799 1) Fabbisogno di Regolazione del generatore di 799 potenza giornaliero emergenza Sottrarre l’energia media giorna- liera prodotta da ogni generatore - di emergenza. X Fabbisogno totale di energia solare n/a 2) Autonomia 5 di batteria Moltiplicare (1) per il = = numero di giorni in cui le batterie devono ali- mentare i carichi anche 799 3995 in assenza di sole (vedere paragrafo “Batterie” alla pag. Potenza nominale ÷ = 4 + precedente) del modulo Fattore area Vedere pagg. 7-10 X (indicato nella cartina nella = 220 1199 3) Fattore pagina precedente) di sicurezza Riserva di capacità Esempio del 30% Il modulo SM55 presenta Produzione gior- naliera di Wh per Numero di moduli = una potenza nominale di 55 modulo fotovoltaici W. Con un fattore area pari Selezionare la occorrenti 4) Capacità richiesta a 4, la potenza resa è di potenza nominale Fabbisogno 5194 della batteria di un modulo. totale di ener- (in Wh. Per convertire 220 Wh al giorno. gia solare in Ah, dividere per la Moltiplicarlo necessaria. tensione [V]) per il Fattore Area del sito Diviso per di installazione. la produzione giornaliera Il risultato è di Wh per la produzione modulo. *Questo fattore compensa la bat- giornaliera di Wh teria e/o l’inverter (che utilizzano per modulo. Arrotondato una parte dell’energia per esegui- per eccesso al re le proprie funzioni) e altre numero intero perdite dell’impianto. successivo. 15
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