Progettazione di un impianto fotovoltaico e simulazione del suo funzionamento in relazione ai prodotti disponibili sul mercato

1 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PARMA – FACOLTÀ DI INGEGNERIA Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Meccanica ANNO ACCADEMICO 2007/2008 PROGETTAZIONE DI UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO E SIMULAZIONE DEL SUO FUNZIONAMENTO IN RELAZIONE AI PRODOTTI DISPONIBILI SUL MERCATO Relatore: Chiar. mo Prof. Giorgio Pagliarini Correlatore: Ill. mo Dott. Ing. Carlo Corradi Tesi di Laurea di: Duccio Guarnieri La produzione energetica da fonti rinnovabili sta rapidamente crescendo di interesse negli ultimi anni, visto il continuo aumento del costo dei combustibili fossili, e la crescita delle emissioni inquinanti. Il settore fotovoltaico è attualmente in forte espansione, anche grazie a incentivi economici proporzionali alla produzione, e si può quindi valutare la possibilità dell’installazione di un impianto fotovoltaico su un edificio, in questo caso particolare sulla copertura piana della Palazzina 7 del dipartimento di Ingegneria Industriale, Università degli Studi di Parma. La prima fase del lavoro consiste nella realizzazione di un modello dell’impianto, tramite il codice di calcolo TRNSYS, attraverso il quale è possibile la simulazione del suo funzionamento. Sono poi stati selezionati un certo numero di moduli, tra quelli attualmente più diffusi sul mercato, costituiti da silicio monocristallino (mc), policristallino (pc) e amorfo (a), ed è stata valutata la quantità di energia prodotta nel periodo di un anno, utilizzando il modello TRNSYS nel quale sono inseriti i dati di irraggiamento solare di Parma, per l’anno 2006. Al fine di confrontare tra loro le prestazioni dei diversi moduli, viene calcolata l’energia prodotta specifica, cioè quella prodotta in un anno per unità di superficie del modulo, che è la grandezza riportata in figura assieme all’efficienza dei moduli. 218,14 16,56 210,41 15,01 190,30 14,09 183,61 13,59 182,41 13,85 179,51 13,63 178,44 13,55 177,91 13,17 177,70 13,49 174,14 13,05 172,95 12,64 167,36 12,7 105,83 9,3 0 50 100 150 200 250 E n e r g i a [ k W h / m ^ 2 a n n o ] E f f i c i e n z a [ % ] Sa ny o HI P- 2 15 NH E5 (m c) BP So l ar BP 7 19 5 (p c) T ri n a So la r T SM -1 8 5 D ( mc ) Su n t ec h ST P1 80 S- 24 (m c ) Ky o ce ra K C 2 00 GH T- 2 (p c) FV G 1 85 M- MC (m c) Vi es sm a nn n Vi t o vo l t 20 0S D (m c) T ri na S o la r T SM -P 05 - 22 0 (p c) Sh ar p N T -1 7 5E 1 (m c ) Sc ho tt So l ar AS E- 17 0 (p c) So la r wo r ld SW 17 5 ( mc ) Sh el l So l ar U lt r a 17 5- P C (m c) Sh a rp N A- 9 01 W P (a ) Energia prodotta specifica ed efficienza dei moduli fotovoltaici analizzati Energia prodotta specifica Efficienza modulo