Risparmiare energia - Istituto Tecnico Ettore Conti di Milano

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FFoottoovvoollttaaiiccoo
Lab.SolarRoof
Home&BuildingAutomation Elettrotecnica e Automazione
RISPARMIARE ENERGIA
COME NASCE L’IDEA?

Dopo una valutazione dell’energia persa all’interno della
scuola, si è progettato e realizzato un automatismo (prototipo)
capace di disattivare i corpi illuminanti e di farli funzionare solo
in caso di effettiva necessità:
•scarsa intensità luminosa,
•presenza di persone all’interno delle aule.
Si è voluto fare un calcolo approssimativo della quantità di
energia consumata per mancato spegnimento delle lampade
fluorescenti presenti in ogni aula.
Elettrotecnica e Automazione
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Home&BuildingAutomation

FFoottoovvoollttaaiiccoo Elettrotecnica e Automazione
In ogni aula sono presenti 4 corpi illuminanti
• Ogni corpo illuminante ha 2 lampade fluorescenti da
60 W l’una
• Il consumo totale, in un aula, per ora di illuminazione artificiale non
necessaria, è di 480Wh
• Le aule del nostro Istituto rimangono vuote per 1/3 dell’orario
giornaliero con un totale consumo/spreco di 960 Wh al giorno.
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Se questo dato lo moltiplichiamo per il numero di
aule e per il numero di giorni di attività scolastica
avremo….
uno spreco annuale di 6000 kWh.
Aggiungendo l’energia artificiale utilizzata (lampade accese) nelle
giornate ad alta intensità luminosa naturale calcolata in 2000 kWh…
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L’energia usata senza necessità (sprecata) è circa il
30% dell’energia prodotta dalla centrale solare
installata sul tetto dell’ ITIS “Ettore Conti”.
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• UN ALIMENTATORE PER IL BUS
• 2 RILEVATORI DI INTENSITA’ LUMINOSA PER OGNI PIANO
AULE
• UN RILEVATORE DI PRESENZA PER OGNI AULA ASSIEME
AD UN ATTUATORE
• UN COMANDO REMOTO PER L’ABILITAZIONE /
DISABILITAZIONE DELL’IMPIANTO ATTRAVERSO I
COMANDI LOCALI
L’IMPIANTO PROGETTATO ALL’ITIS “E. CONTI”
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Il sensore di intensità luminosa rileva la quantità di luce naturale
IL FUNZIONAMENTO
disponibile
nelle aule:
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Se l’intensità luminosa media naturale scende al di sotto di 300 LUX
…
il contatto si chiude e abilita il sensore di presenza che
interfacciato al BUS si attiva in funzione della presenza in aula.
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Quando il sensore rileva la presenza di persone e il contatto del
sensore luminoso è chiuso, le lampade dell’ambiente si accendono.
Nell’ambiente “aula” è stato installato un sensore di
presenza, il quale rileva la presenza di persone/allievi
all’interno dell’aula.
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Se il sensore di presenza è disattivato (aula
vuota)
le lampade sono spente, e non solo …….
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Se l’intensità luminosa naturale supera i 300 LUX
la lampade rimangono spente anche in presenza di persone
all’interno dell’aula.
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Se l’intensità luminosa naturale è inferiore a 300
LUX…
le lampade
rimangono
spente
in assenza
di persone
all’interno
dell’aula.
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Se l’intensità luminosa naturale è inferiore a 300
LUX…
le lampade si accendono in presenza di persone all’interno dell’aula.
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Un operatore (ingresso dell’Istituto) può bloccare o sbloccare
il sistema con una leggera pressione su un pulsante.
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Dal Sole alle due ruoteDal Sole alle due ruote
alimentare i veicoli elettrici a due ruotealimentare i veicoli elettrici a due ruote
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L' I.T.I.S. "Ettore Conti", impegnato da anni nel campo delle
energie rinnovabili, realizza, con il coordinamento di alcuni
Docenti e con il diretto coinvolgimento della classe 5° EA
della specializzazione di Elettrotecnica e Automazione, un
impianto sperimentale per la ricarica di veicoli elettrici a due
ruote, utilizzando l'energia prodotta da pannelli fotovoltaici.
La realizzazione dell'impianto rappresenta una delle
iniziative volte a far acquisire, ai futuri Periti, competenze e
conoscenze che permettono di operare con una tecnologia
in rapida evoluzione.
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L’effetto fotoelettricoL’effetto fotoelettrico
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Impianto Fotovoltaico ad isolaImpianto Fotovoltaico ad isola
Questo impianto fotovoltaico funziona, indipendentemente dalla rete elettrica pubblica.
Per poter disporre di energia elettrica anche durante le ore notturne l’energia fornita
durante il giorno dai moduli FV viene immagazzinata da accumulatori.
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Dimensionamento dell’impiantoDimensionamento dell’impianto
La sezione dei cavi in un circuito a corrente continua (cc) è un fattore fondamentale per
l'ottenimento delle performance desiderate.
Negli impianti di generazione di corrente fotovoltaici è sempre presente un circuito in
cc.
È fondamentale considerare la lunghezza della linea di alimentazione tra i vari elementi
e calcolare una sezione adeguata per limitare il più possibile la caduta di tensione che la
resistenza del cavo causerà. La norma CEI 648 (Impianti elettrici utilizzatori di bassa
tensione, fino a 1000 V in c.a. e a 1500 V in c.c.) consiglia che la caduta di tensione si
attesti su valori inferiori al 4% della tensione nominale dell'impianto (eccezion fatta per
gli impianti di illuminazione esterna per i quali il limite massimo è portato al 5%).
Più lungo e più sottile sarà il cavo più resistenza opporrà alla corrente elettrica con il
risultato di abbattere in maniera spesso significativa la tensione della corrente.
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Modulo Fotovoltaico dell’Ettore CONTIModulo Fotovoltaico dell’Ettore CONTI
Cella solare: per la trasformazione di energia solare in energia elettrica.
Per ricavare più potenza vengono collegate tra loro diverse celle.
Pannelli
Solarday:
Mod. PX 60
Pmax: 220 W
Vmpp: 28,5 V
Immp: 7,72 A
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Quadro di protezioneQuadro di protezione
Sezionatori di manovraSezionatori di manovra
Boccole di collegamentoBoccole di collegamento
Serie – ParalleloSerie – Parallelo
UscitaUscita
direttadiretta
24 Vcc24 Vcc
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Quadro di misuraQuadro di misura
Sezione manovra e protezioneSezione manovra e protezione
Sezione MisureSezione Misure
Sonda di irraggiamentoSonda di irraggiamento
e di temperaturae di temperatura
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Interfaccia della Scheda acquisizione datiInterfaccia della Scheda acquisizione dati
Interfaccia realizzataInterfaccia realizzata
dalla specializzazionedalla specializzazione
Elettronica eElettronica e
TelecomunicazioniTelecomunicazioni
Collegata direttamenteCollegata direttamente
al Quadro di Misura eal Quadro di Misura e
alla schedaalla scheda
acquisizione dati del PCacquisizione dati del PC
dedicato.dedicato.
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Il regolatore di carica intelligente GENIUS K C, progettato e realizzato per gestire
l’accumulo dell’energia prodotta dai moduli fotovoltaici in batterie ermetiche da 12 o 24 V.
Il regolatore di carica è realizzato con tecnologia allo stato solido (MOSFET), con l'ausilio di
un microprocessore interno, questo dispositivo effettua il controllo dello stato di
carica/scarica delle batterie e, tramite un diodo di blocco incorporato, evita che si verifichi
un eventuale ritorno e quindi una perdita verso l’esterno di energia prodotta.
Regolatore Cicli BatterieRegolatore Cicli Batterie
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Gli Accumulatori collegati in serieGli Accumulatori collegati in serie
2 Batterie al2 Batterie al
gelgel
per ambientiper ambienti
ChiusiChiusi
collegamentocollegamento
serieserie
65 Ah - 24V65 Ah - 24V
sono i magazzini di energia di un impianto fotovoltaico, forniscono l’energia elettrica
quando i moduli non sono in grado di produrne, per mancanza di irradiamento solare.
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Si tratta di un convertitore che
preleva la corrente continua di
batteria a 12 oppure 24 VDC e
la trasforma in corrente
alternata 230 VAC, con la quale
si può alimentare qualsiasi tipo
di elettrodomestico di potenza
fino a 500 W.
L’InverterL’Inverter
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Quadro di protezione FinaleQuadro di protezione Finale
Comando di
attivazione, con
Teleruttori, per
singola presa
Protezione differenziale del distributore
Lab.SolarRoof

Il nostro distributore con lampade diIl nostro distributore con lampade di
segnalazionesegnalazione
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Inseguitore Solare (Girasole)

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Distributore per veicoli a due ruote

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L’attivazione dell’impianto

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La prova

Tutto questo e molto altro è stato realizzato:
dagli allievi della classe 5° EAdagli allievi della classe 5° EA
Anno Scolastico 2009 - 2010Anno Scolastico 2009 - 2010
Laboratorio Fotovoltaico Didattico
Sistemi e TDP
Elettrotecnica
IIS “Ettore CONTI”
Via A. De Vincenti, 11 - 20148 Milano
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