Progettazione di dispositivi di interfaccia per la connessione di inverter fotovoltaici grid-connected

Tesi di Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica e Fotonica “PROGETTAZIONE DI DISPOSITIVI DI INTERFACCIA PER LA CONNESSIONE DI INVERTER FOTOVOLTAICI GRID -CONNECTED ” Tesi di Laurea Magistrale di Anno Accademico 2011/12 Salvatore Guaiana – 3 – Introduzione Il presente lavoro di tesi tratta lo sviluppo e la progettazione di un nuovo Dispositivo di Interfaccia (DDI) per la connessione di inverter fotovoltaici Grid-Connected. Il progetto è stato sviluppato, assieme alle attività sperimentali, presso il laboratorio di Misure Elettroniche del DIEETCAM dell’Università degli Studi di Palermo, sotto la supervisione del Prof. Ing. Antonio Cataliotti. In Italia come all’Estero si cerca, oggi più di ieri, di contenere l’impatto ambientale mediante il miglioramento dell’efficienza del sistema energetico e l’introduzione di produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili e in particolare, per il nostro Paese, dal fotovoltaico, in quanto il territorio nazionale dispone di un’ottima radiazione solare quasi tutto l’anno. È sempre più diffusa l’installazione di impianti fotovoltaici da parte dei privati, che, oltre ad essere dei semplici consumatori di energia, ma diventano dei piccoli produttori. Tutto questo porta quindi a una decentralizzazione della produzione dell’energia elettrica delineando un nuovo modello di riferimento del sistema elettrico. L’intera rete diventerà quindi una Smart Grid e sarà capace di operare in tempo reale in modo flessibile ed intelligente, così da poter tenere anche conto della presenza di altre fonti rinnovabili che per loro natura sono caratterizzate da produzioni aleatorie dipendenti da fattori ambientali e climatici. La realizzazione di Smart Grid richiede l’impiego di moderne tecnologie informatiche che possano incoraggiarne lo sviluppo e gestire le problematiche che derivano dall’installazione di un impianto di produzione di energia in grado di immettere sulla rete pubblica. A tal proposito, esistono già degli strumenti chiamati Smart Meter, ovvero degli apparecchi di misura intelligenti che forniscono in tempo reale i consumi energetici negli edifici. Per quanto riguarda gli impianti di generazione distribuita è necessario prevedere un Sistema di Protezione di Interfaccia (SPI), che separi la rete pubblica dall’impianto in caso di guasto o di funzionamento anomalo della rete. La realizzazione di un Sistema di Protezione d’Interfaccia (SPI) a partire da uno smart meter e conforme alle prescrizioni definite dalla Norma Tecnica CEI 0-21, che stabilisce i criteri tecnici per la connessione degli utenti attivi e passivi alle reti di Bassa Tensione (BT) delle