Formato
PROGETTO PER LA REALIZZAZIONE
DI UN PARCO FOTOVOLTAICO PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA, DELLE OPERE CONNESSE E DELLE INFRASTRUTTURE INDISPENSABILI
Località Passaneto in Comune di Francofonte (SR)
PROGETTO DEFINITIVO
Proponente
Progettisti Ing. Francesco Rossi
Scala
Scala stampa
Revisione Descrizione Data Preparato Controllato Approvato
00 Prima emissione 17/06/2019 Ing. Francesco Rossi
Fotovoltaico Siracusa Uno s.r.l
Via E. Fermi 22/24, Palermo (PA)
Ing. Gaetano Cirone Ing. Gaetano Cirone
Ing. Gaetano Cirone
A.1
Relazione Tecnica Generale
A4 - -
PREMESSA ... 2
1. INTRODUZIONE ... 2
2. INQUADRAMENTO NORMATIVO ... 2
3. GENERALITA’ ... 3
3.1 DESCRIZIONE GENERALE DEL PROGETTO ... 4
3.2 DESCRIZIONE DEI PRINCIPALI COMPONENTI DI IMPIANTO ... 5
3.3 QUALITA’ E PROVENIENZA DEI MATERIALI ... 13
3.4 MODO DI ESECUZIONE ED ORDINE DEI LAVORI ... 14
4. DESCRIZIONE DELLE SCELTE PROGETTUALI ... 14
4.1 CLASSIFICAZIONE DEGLI AMBIENTI ... 14
4.2 DIMENSIONAMENTO DELL’IMPIANTO ... 14
4.3 PARAMETRI PROGETTUALI ... 15
5. ANALISI DI IMPATTO ELETTROMAGNETICO ... 18
5.1 INTRODUZIONE ... 18
5.2 INQUADRAMENTO NORMATIVO ... 18
5.3 INQUADRAMENTO DELL’AREA ED INDIVIDUAZIONE LUOGHI TUTELATI ... 21
5.4 COMPONENTI DEL PROGETTO IN GRADO DI GENERARE CAMPI ELETTROMAGNETICI . ……….21
PREMESSA
La presente relazione contiene la relazione tecnica relativo al progetto fotovoltaico “Francofonte”
proposto dalla società Fotovoltaico Siracusa uno srl, ed ubicato in agro del comune di Francofonte (SR), ed alle opere ad esso connesso.
Nella presente relazione si descrive l’impianto, e si forniscono i criteri progettuali e le specifiche dei componenti.
1. INTRODUZIONE
La proponente è una società attiva nello sviluppo e costruzione di impianti da fonte rinnovabile, ed in particolare fotovoltaici. L’iniziativa in questione si sviluppa in località Passaneto nel Comune di Francofonte su una superfice di circa 64 ettari e sarà connesso alla stazione di smistamento denominata “Francofonte” attraverso un cavidotto interrato e la realizzazione di una sottostazione elettrica.
2. INQUADRAMENTO NORMATIVO
DI seguito si elencano i principali riferimenti legislativi e normativi per la progettazione degli impianti fotovoltaici:
Direttiva CEE 73/23: “Attuazione della direttiva del consiglio della comunità europea relativa alle garanzie che deve possedere il materiale elettrico destinato ad essere utilizzato entro alcuni limiti di tensione”;
Decreto 22 gennaio 2008 n° 37, testo aggiornato con la modifica del DL 25 giugno 2005: “Regolamento recante il riordino delle disposizioni in materia di attività di installazione degli impianti all’interno degli edifici”
DL 9 aprile 2008 n°81 “Tutela della sicurezza nei luoghi di lavoro”
Delibera AEEG 23/07/2008 n. 161/08 e s.m.i. “Testo integrato delle condizioni tecniche ed economiche per la connessione alle reti elettriche con obbligo di connesione di terzi degli impianti di produzione di energia elettrica (Testo Integrato delle Connessioni Attive o TICA);
Circolare 26/3/2010 n. 5158 del Ministero dell’Interno “Guida per l’installazione di impianti fotovoltaici;
Norme CEI: 0-2, 0 – 16; 11-20, 11-27, 11-48, 17-5, 17-11, 23-3/1, 23-51, 64-8, 81-10, 82-1. 82-3, 82-8, 82-12, 82-15, 82-15, 82-22, 82-25, 82-27, 82-28, 82-
31;
Norme CEI UNEL : 00721, 35024/1, 35026
3. GENERALITA’
L’impianto fotovoltaico da realizzarsi in località Passaneto, Comune di Francofonte (SR) (di seguito anche indicato semplicemente come l’”Impianto”), prevede la realizzazione delle seguenti opere:
Ampliamento della stazione di smistamento a 150 kV (o anche stazione di rete o stazione RTN) denominata Francofonte, mediante l’ampliamento dele sbarre a 150 kV ed installazione di un nuovo stallo di arrivo in cavo, che costituisce impianto di connessione di rete e che pertanto entrerà nella proprietà del gestore di rete Terna Spa;
Sottostazione di trasformazione 150/30 kV e consegna dell’energia, collegata alla stazione RTN mediante cavidotto interrato;
Cavidotto 30 kV interrato lungo la strada che collega il campo fotovoltaico alla stazione di trasformazione (denominato anche “cavidotto interno”) ed all’interno del campo fotovoltaico per il collegamento delle differenti cabine di trasformazione e smistamento all’interno del campo (anche denominato “cavidotto interno”);
Cabine di smistamento, per la raccolta dei vari cavi in arrivo dai sotto-campi;
Cabine di trasformazione 30/0,4 kV, distribuite all’interno dell’impianto;
Cavidotti 0,4 kV per il collegamento degli inverter alle cabine di trasformazione;
Inverter fotovoltaici, per la conversione dell’elettricità da continua in alternata;
Cavi solari, per il collegamento dei moduli fotovoltaici agli inverter;
Moduli fotovoltaici, per la conversione della radiazione solare in energia elettrica;
Strutture di sostegno moduli con inseguitore solare ad 1 asse;
Impianti di messa a terra ed altri equipaggiamenti elettrici, per garantire la protezione ed il corretto funzionamento dell’impianto elettrico
Impianti tecnologici ed ausiliari (impianti di illuminazione, telefonici, monitoraggio e telecontrollo, allarme antintrusione, allarme antincendio, videosorveglianza, ecc…);
Opere civili connesse ed altre predisposizioni (cancelli e recinzione perimetrale, viabilità di accesso, pali di sostegno dell’impianto di illuminazione e telecomunicazione, ecc…)
3.1 DESCRIZIONE GENERALE DEL PROGETTO Di seguito si riportano i dati identificativi dell’Impianto:
Proponente Fotovoltaico Siracusa Uno s.r.l
Via E. Fermi 22/24 Palermo (PA)
Indirizzo sito di Impianto Francofonte (Siracusa), contrada Passaneto
Altitudine 280 msl.
Coordinate Gauss Boaga Roma 40 N 4119572, E 2506116 - Fuso Est
L’impianto sarà suddiviso su più sottocampi collegati tra loro ed al punto di consegna tramite un cavidotto interrato a 30 kV.
Ogni sotto-campo risulta composto da una propria cabina di trasformazione, che alimenta un quadro di bassa tensione a cui sono collegati gli inverter solari fotovoltaici, disposti con architettura distribuita.
I moduli fotovoltaici saranno installati “a terra” con inseguitore, e cioè posizionati su strutture di sostegno ancorate al terreno e dotate di un motorino elettrico in grado di farli oscillare in direzione est-ovest, così da massimizzare la radiazione solare captata.
Di seguito si riassumono le caratteristiche dell’Impianto:
Potenza impianto in immissione 30 MW Potenza complessiva di generazione lato
corrente continua
36 MW
Numero sotto-campi 14
Potenza unitaria sotto-campi 2,5 MW Numero di inverter per sotto-campo 50
Potenza nominale inverter 50 kW
Numero di moduli fotovoltaici per inverter 140 Potenza nominale modulo fotovoltaico 450 W
3.2 DESCRIZIONE DEI PRINCIPALI COMPONENTI DI IMPIANTO
Moduli fotovoltaici
Il modulo fotovoltaico trasforma la radiazione solare incidente sulla sua superficie in corrente continua che sarà poi convertita in corrente alternata dal gruppo di conversione. Esso risulta costituito dai seguenti componenti principali:
Celle di silicio cristallino;
diodi di by-pass e diodi di blocco;
vetri antiriflesso contenitori delle celle
cornice di supporto in alluminio anodizzato;
cavi di collegamento con connettori.
I moduli fotovoltaici garantiranno una idonea resistenza al vento, alla neve, agli sbalzi di temperatura, in modo da assicurare un tempo di vita di almeno 30 anni. Ogni modulo sarà inoltre dotato di scatola di giunzione stagna, con grado di protezione IP 65, contenente i diodi di by-pass ed i morsetti di connessione. I moduli fotovoltaici avranno una garanzia sul decadimento delle prestazioni che sarà non superiore al 10% nell‘arco di almeno 20 anni.
Struttura di sostegno dei moduli fotovoltaici e Sistema di ancoraggio
I moduli fotovoltaici verranno fissati ad una struttura di sostegno ancorata a terra, nelle zone ove il terreno lo permette mediante pali battuti ad una profondità di almeno 3 m, mentre nelle aree dove è presente roccia che impedisce la battitura si utilizzerà una zavorra di calcestruzzo realizzato in opera.
Il supporto a cui sono fissati di moduli fotovoltaici è libero di ruotare attorno al proprio asse, in direzione est – ovest, ed è dotato di un motore e di un orologio solare, tale per cui i moduli modificheranno il proprio orientamento così da seguire il sole durante la giornata, massimizzando la radiazione solare incidente sulla propria superficie.
Il sistema ha un movimento automatico mattina-sera (variazione dell‘angolo di azimut), mentre l‘inclinazione dei pannelli (angolo tilt) sarà eventualmente regolata manualmente agli equinozi in coincidenza con gli interventi di pulizia e controllo ai pannelli. L‘impostazione di progetto dell‘angolo di tilt è di 0° rispetto al piano orizzontale. La disposizione delle file e delle schiere all‘interno delle stesse è tale da mantenere sempre un interasse costante in modo da impedire l‘ombreggiamento
reciproco tra i pannelli. Di seguito si riporta uno schema esplicativo del sistema di sostegno dei pannelli e dell‘inseguitore solare, rimandando alle tavole di progetto per ulteriori dettagli.
Schema esplicativo del sistema di sostegno dei pannelli e dell‘inseguitore solare.
Inverter fotovoltaici
Il gruppo di conversione o inverter sarà idoneo al trasferimento della potenza dal generatore fotovoltaico alla rete, in conformità ai requisiti normativi tecnici e di sicurezza applicabili. I valori della tensione e della corrente di ingresso del gruppo di conversione saranno compatibili con quelli del generatore fotovoltaico, mentre i valori della tensione e della frequenza in uscita saranno compatibili con quelli del trasformatore presente nelle cabine di trasformazione MT/BT installati nelle cabine di sottocampo. L‘autoconsumo degli inverter sarà minimo, massimizzando pertanto il rendimento di conversione e sarà assorbito dalla rete elettrica nel caso in cui il generatore solare non sia in grado di fornire sufficiente energia elettrica. L‘inverter non solo regolerà la potenza in uscita del sistema fotovoltaico ma servirà anche come controllo del sistema e come mezzo di ingresso dell‘energia elettrica prodotta dal sistema FV dentro la rete in bassa tensione della centrale.
Il gruppo di conversione sarà basato su inverter a commutazione forzata, con tecnica PWM (Pulse Width Modulation), privi di clock e/o riferimenti interni, in grado di operare in modo completamente automatico e di inseguire il punto di massima potenza (MPPT: maximum power point tracker) del generatore fotovoltaico. L‘inverter sarà in ogni caso in grado di sostenere un sovraccarico di almeno 10% rispetto alla potenza nominale (di picco) del generatore fotovoltaico. L‘inverter avrà i seguenti requisiti:
funzionamento completamento automatico;
facilità di gestione, di verifica e di visualizzazione dei guasti;
elevata affidabilità di servizio anche con temperatura ambiente elevate;
raffreddamento a ventola.
Il gruppo di conversione sarà provvisto di tutte le protezioni previste dalla normativa vigente e di tutte le funzioni di misura, automazione, controllo, diagnostica e del sistema di tele-gestione. Difatti l‘inverter avrà un sistema d‘acquisizione dati e visualizzazione di produzione e dati d‘esercizio oltre che a messaggi di errore. In alternativa consentirà il collegamento e/o l‘interfaccia con un computer per registrare dati sull‘energia istantanea e media prodotta dal sistema fotovoltaico, sarà quindi fornito software adatto ad acquisire, immagazzinare ed analizzare i dati in uscita dall‘inverter. Per maggiori dettagli su questo aspetto fare riferimento al paragrafo 4.1.2.
Il gruppo di conversione sarà comunque conforme a quanto stabilito dalla Direttiva Europea 89/336 sulla compatibilità elettromagnetica, ed in particolare dovrà soddisfare i requisiti stabiliti dalle norme CEI 110-1, 110-7, 110-8, 110-31.
Cavi elettrici di bassa tensione
I cavi di connessione dei pannelli fotovoltaici avranno le seguenti caratteristiche:
parametri elettrici e fisici da sostenere la corrente di corto circuito fra le fasi e terra;
alta resistenza ai raggi ultravioletti (UV), alle intemperie ed alle temperature nell‘intervallo œ40 °C ’ +120 °C;
tensione massima superiore a 2 kV;
isolamento per tensioni di esercizio fino a 450/750 V;
leggeri, flessibili e maneggevoli;
resistenti al fuoco, con bassa tossicità in caso di incendio e comunque privi di alogenati;
sezione idonea per minimizzare le perdite che non dovranno essere in ogni caso superiori al 1% (In ogni caso prevedere una sezione di almeno 2,5 mm2 per moduli FV con corrente di corto circuito fino a 4 A, 4 mm2 per correnti superiori);
pre-cablati con connettori completamente isolati e protetti dall‘inversione di polarità;
doppio isolamento e unipolare.
I cavi saranno tutti contrassegnati e chiaramente identificabili quelli del sistema a corrente continua e del sistema a corrente alternata. Per i cavi in corrente continua sarà osservata l‘assegnazione dei
colori di polarità: polo positivo il color rosso; polo negativo il color nero. Per collegare le stringhe del generatore all‘inverter, i cavi saranno i affrancare alla struttura di sostegno con collari che garantiscano la durata nel tempo, mentre gli attraversamenti e il percorso lungo i camminamenti e le strade per la manutenzione avverrà in idonee tubazioni di protezione.(tubo per cavidotto corrugato a doppia parete, resistenza meccanica 450 kN/m).
Quadri elettrici di bassa tensione
L’Impianto sarà dotato dei quadri elettrici necessari al suo funzionamento ed alla protezione dei propri circuiti. Tali quadri saranno in lamiera metallica e conterranno tutti i dispositivi di manovra e protezione necessari, tra cui:
interruttori automatici magnetotermici, fusibili e sezionatori elettrici;
teleruttori;
sistemi di misura;
analizzatore di rete (misura di tensione, corrente, frequenza e potenza);
scaricatori di sovratensione per la protezione dalle scariche atmosferiche.
Quadri elettrici di media tensione Ci saranno tre tipologie di quadri di media tensione:
- cabine di trasformazione 30/0,4kV: sarà dotato di cella di risalita e scomparto di sezionamento e messa a terra;
- cabine di smistamento: sarà dotato di una risalita con sezionamento e di una partenza con sezionamento per ogni sottocampo alimentato;
- stazione di trasformazione 150/30 kV e consegna: sarà dotato di tre scomparti con sezionamento (uno per i servizi ausiliari di centrale e due per la partenza del cavo all’impianto di generazione) ed una cella di misura per i contatori fiscali.
Trasformatori di potenza
In ogni sottocampo sarà installato un trasformatore elevatore di potenza, del tipo ad olio con raffreddamento naturale in aria, ed avranno le seguenti specifiche:
Potenza nominale 2.500kVA
Tensione lato primario 30.000V
Tensione lato secondario 400V
Caduta di tensione in corto circuito 6%,
La stazione elettrica di trasformazione 150/30 e consegna in alta tensione sarà invece dotata di trasformatori di potenza aventi le seguenti caratteristiche
Potenza nominale 30.000kVA
Tensione lato primario 150.000V
Tensione lato secondario 30.000V
Caduta di tensione in corto circuito 6%,
Impianto di messa a terra
L’impianto di messa a terra consisterà di dispersori verticali in acciaio zincato, ove possibile collegati tra di loro tramite un dispersore orizzontale in corda di rame. All’interno dei locali tecnici verrà installato un nodo di terra, anch’esso collegato tramite cavo di rame al più vicino dispersore verticale.
Impianti ausiliari
A servizio dell’impianto di produzione verranno installati gli impianti tecnologici necessari al suo funzionamento, tra cui:
- impianto di illuminazione;
- impianto telefonico;
- impianto di monitoraggio e telecontrollo;
- sistema di allarme antintrusione e videosorveglianza;
- sistema di allarme antincendio;
L’impianto di illuminazione sarà costituito, all’interno dei locali, da plafoniere dotate di lampade a led 2x36W. Il comando del punto luce verrà posizionato a lato della porta di ingresso. Per l’illuminazione esterna invece verranno predisposte delle torri faro lungo il perimetro dell’impianto e della sottostazione elettrica.
L’impianto di allarme antintrusione e videosorveglianza consisterà di barriere perimetrali e sensori di movimento installati lungo la recinzione. Inoltre, verranno installate telecamere di videosorveglianza lungo il perimetro dell’impianto ed all’interno dei locali.
L’impianto di allarme antincendio consisterà di sensori ottici per la rilevazione fumi ed installati all’interno dei locali,
Tutti questi impianti verranno realizzati, se all’interno ei fabbricati generalmente con tubazioni posate a vista sulle strutture, mentre se all’esterno verranno per quanto possibile interrati. Pertanto i materiali avranno le seguenti caratteristiche:
Tubazioni in PVC rigido colore grigio RAL 7035 tipo pesante con Marchio Italiano di Qualità, autoestinguente e con livello di isolamento come previsto dalle Norme CEI 23-8 e 23-25;
dimensioni come da tabella UNEL 37118; posato a vista sulle strutture, compreso accessori di fissaggio e giunzione, con particolare riferimento ai manicotti e ai raccordi e ghiere per ottenere un grado di protezione minimo IP40 oppure IP44.
Cassette di derivazione da esterno in resina autoestinguente colore grigio, con coperchio fissato con viti e grado di protezione minimo IP557, fissate alle strutture con viti.
Guaina flessibile in PVC autoestinguente con spirale rigida in PVC, superficie interna liscia, completa di appositi raccordi fissati alla guaina mediante dadi a pressione ed alle cassette o apparecchiature con dadi filettati.
Cavi tipo FG7(O)R, uni/multipolari flessibili in rame con isolamento in gomma HPR e guaina in resina PVC di colore grigio tipo antifiamma (non propagante l'incendio);
Cavi tipo FROR, multipolari flessibili in rame con isolamento in PVC e guaina in resina PVC di colore grigio chiaro tipo antifiamma (non propagante l'incendio), a Norme CEI 20-20 e CEI 20-22.
Frutti di comando del tipo protetto IP40, fissati alle strutture, tipo modulare componibile in cassette portafrutto di resina autoestinguente.
Prese CEE 17, interbloccate e con valvole fusibili, installate singolarmente o in composizione con altre, grado di protezione minimo IP44, corpo in materiale isolante autoestinguente, fissaggio a parete su apposite basi componibili in materiale isolante autoestinguente.
Sezionatori e/o salvamotori ed altre apparecchiature simili in esecuzione protetta minimo IP44, altre caratteristiche come le prese CEE.
Cavi elettrici di media tensione
I cavi elettrici di media tensione collegheranno la sottostazioni di trasformazione 150/30 kV alle cabine di smistamento e queste alle cabine di trasformazione 30/0,4kV.
Le principali caratteristiche del cavo elettrico sono riassunte nella tabella seguente.
Sigla di identificazione ARG7H1(AR)E (x)
Conduttori Alluminio
Isolamento Mescola di polietilene reticolato
Schermo filo di rame
Guaina esterna Air Bag
Sezione conduttore Variabile tra 70 e 630 mmq Messa a terra delle guaina Sì
Tipo di posa Direttamente interrato
Protezione meccanica Assente
Il cavidotto verrà realizzato interrato, con le caratteristiche rappresentate in figura seguente (tipico su strada asfaltata, per maggiori dettagli si rimanda alla tavola allegata particolari tipici dei cavidotti).
Sottostazione di smistamento RTN
Lo schema di allacciamento alla RTN prevede che la centrale venga collegata in antenna a 150 kV con la stazione di smistamento esistente a 150 kV denominata “Francofonte” inserita in entra–esce sulla linea RTN a 150 kV “Scordia –Francofonte CP” previa realizzazione dei seguenti interventi (impianto di rete per la connessione):
- Ampliamento delle sbarre a 150 kV ed aggiunta di uno stallo di risalita in cavo.
Sottostazione di trasformazione 150/30 kV e consegna
Tale sottostazione ha il doppio compito di raccogliere l’energia elettrica prodotta innalzandola al livello di tensione di rete, ed ospitare le apparecchiature di regolazione e controllo che permettono la connessione dell’impianto alla rete. Nel progetto presentato sono proposte due soluzioni impiantistiche, stallo in aria e stallo compatto. Le dimensioni in pianta delle due soluzioni sono le medesime.
Le principali apparecchiature installate sono:
Cavo a 150 kV di collegamento con l’impianto di rete per la connessione;
Compass (contenenti trasformatori di corrente e tensione per il funzionamento delle protezioni, interruttore e sezionatore di linea, sezionatore di messa a terra);
scaricatore di sovratensione a 150 kV
trasformatore 150/30 kV
quadro di parallelo di media tensione;
impianti ausiliari
La stazione è dotata di manufatti atti ad ospitare le apparecchiature elettriche di bassa tensione, pali di illuminazione e telefonici, recinzione perimetrale
Opere civili connesse ed altre predisposizioni
All’interno della sottostazione verrà installato un palo per l’installazione delle apparecchiature di telecomunicazione. Tale palo avrà le caratteristiche rappresentate in figura seguente:
Lungo il perimetro di impianto verrà installata una recinzione perimetrale avente un’altezza di circa 2 m.
Lungo il perimetro della stazione di trasformazione e consegna, ed all’interno dell’Impianto, verranno poi realizzate strade di accesso aventi caratteristiche come quelle evidenziate negli elaborati allegati.
3.3 QUALITA’ E PROVENIENZA DEI MATERIALI
Tutti i materiali e le apparecchiature impiegati per la realizzazione degli impianti saranno della migliore qualità commerciale, nuovi, ben lavorati e assemblati; essi tutti risponderanno perfettamente allo scopo ed al servizio cui sono destinati.
3.4 MODO DI ESECUZIONE ED ORDINE DEI LAVORI
Tutti i lavori saranno eseguiti secondo le migliori regole dell'arte e le prescrizioni della Direzione Lavori, in modo che gli impianti rispondano perfettamente a tutte le condizioni stabilite dalle Norme e dalla Leggi vigenti. L'esecuzione dei lavori sarà coordinata secondo le prescrizioni della Direzione Lavori e con le esigenze che potranno sorgere dalla contemporanea attività lavorativa della altre Ditte interessate all'esecuzione dei lavori.
4. DESCRIZIONE DELLE SCELTE PROGETTUALI 4.1 CLASSIFICAZIONE DEGLI AMBIENTI
Per la classificazione degli ambienti relativamente al rischio di incendio, necessaria alla determinazione del tipo di impianto elettrico da installare, si è fatto riferimento alle Norme CEI 31- 30, CEI 64-2, CEI 64-2/A e CEI 64-8.
In base alle caratteristiche costruttive ed alla destinazione d'uso, all’interno dell’Impianto sono state individuate le seguenti casistiche
a) cabina di trasformazione Media/Bassa Tensione in locale apposito al piano primo di un prefabbricato
b) cabine inverter, adiacenti al locale cabina di trasformazione
c) Locale utente presso sottostazione di trasformazione –SSE Area utente d) Altri locali tecnologici.
I locali sopra elencati non rientrano in nessuno degli ambienti particolari previsti dalle suddette Norme CEI, e si possono pertanto definire come “ambienti a rischio ordinario” ai sensi delle Norme CEI
4.2 DIMENSIONAMENTO DELL’IMPIANTO
L’impianto è stato dimensionato considerando le seguenti variabili:
- superficie di terreno disponibile al netto dei vincoli;
- tecnologie disponibili per inseguitori e moduli fotovoltaici;
- livello di tensione delle reti elettriche disponibili per la connessione nella zona, e limiti di potenza ad esso connessi;
- limiti normativi ed urbanistici.
4.3 PARAMETRI PROGETTUALI
Protezione dai contatti diretti e indiretti.
Per il sistema elettrico adottato, le misure di protezione contro i contatti indiretti, prevedono l’impiego di apparecchiature e sistemi di classe II o l’impiego di interruttori automatici differenziali coordinati con l’impianto di terra secondo la relazione:
Rt < Utf/If
Dove: Rt = resistenza di terra in OHM;
Utp = massima tensione di contatto ammissibile; In = corrente di guasto a terra.
Dovranno essere collegati a terra tutti gli utilizzatori e tutte le masse metalliche comprese quelle estranee che possono convogliare tensioni dall’esterno.
Dovrà altresì essere verificato il coordinamento fra il valore dell’impianto di terra e tutti gli interruttori differenziali.
Un’efficiente protezione meccanica con isolamenti di buona qualità dovrà garantire la protezione dai contatti diretti.
Il grado minimo IP2X sarà adottato in tutte quelle parti d’impianto dove non sono stati previsti gradi più gravosi.
Le misure di protezione contro i contatti diretti, prevedono l’impiego di involucri idonei all’impedimento di contatti diretti.
L’impiego di differenziali ad alta sensibilità costituisce una misura addizionale, ma non sufficiente, alla protezione contro i contatti diretti.
Cadute di tensione, sezioni e portate dei conduttori.
Alla potenza nominale, la caduta massima di tensione deve essere contenuta entro il 4% rispetto alla tensione a vuoto ed in particolare occorre rispettare la seguente condizione:
Vf = Ib*L*R*cos(ϕ) V% = Vf/2.3 Dove:
Vf = caduta di tensione in Volt proiettata sul vettore di fase.
Ib = corrente d’impiego della linea
cos(ϕ) = angolo di sfasamento tra la corrente Ib e la tensione di fase R = resistenza unitaria (ohm/m)
L = lunghezza dei conduttori (m)
La dimensione dei conduttori attivi deve essere come minimo della sezione di 1,5 mm², mentre per i circuiti di comando si potranno usare delle sezioni inferiori facendo attenzione ad usare dei conduttori aventi gli stessi livelli di tensione d’isolamento dei conduttori d’energia.
Per il conduttore di neutro c’è l’obbligo di mantenere la sezione dei conduttori di fase essendo l’impianto formato da diversi circuiti monofase e da conduttori per utenza trifase con sezione inferiore a 16 mm².
La sezione del neutro deve rispettare la formula, in caso di corto circuito:
K² S² > I²t
Pertanto il conduttore di neutro deve essere efficientemente protetto, escludendo l’impiego di fusibili a meno che l’intervento dello stesso non intervenga anche sul dispositivo d’interruzione ed agisca anche sulle fasi.
Le linee alimentate dai quadri elettrici sono tutte protette singolarmente dal sovraccarico per mezzo di interruttori magneto termici adatti a soddisfare le condizioni richieste secondo la relazione:
Ib<In<Iz<If
Dove Ib = corrente d’impiego dell’utilizzatore; In = corrente nominale della protezione;
Iz = corrente massima portata dal conduttore.
If = 1,45 Iz corrente convenzionale che assicura l’effettivo funzionamento del dispositivo di protezione.
Avendo scelto degli interruttori con corrente nominale inferiore a Iz non necessita la verifica di If.
Misure di protezione
La protezione delle linee contro le sovracorrenti e contro il cortocircuito verrà realizzata tramite interruttori di tipo automatico magnetotermico, in modo che lo stesso dispositivo assicuri sia la sia la protezione contro il sovraccarico che contro il corto circuito (Norma CEI 64-8/4, sez.433).
Quando un unico dispositivo è utilizzato sia per la protezione contro sovraccarico che contro cortocircuito, non è necessario effettuare la verifica della lunghezza massima protetta (o della corrente di corto circuito minima, che si ha in fondo alla linea) come previsto dalla Norma CEI 64-
8/4, sez. 433,434 e 435, purché il potere d’interruzione dei dispositivo non sia inferiore al valore della corrente di corto circuito presunta nel punto d’installazione, determinato in relazione alla corrente di corto circuito presunta all’origine degli impianti ed all’impedenza della linea di alimentazione dei quadri stessi. Negli schemi dei quadri sono indicati i valori del potere d’interruzione di targa del dispositivo; talora tale valore risulta inferiore al valore della corrente di corto circuito presunta in corrispondenza del quadro stesso, in quanto, applicando il criterio della filiazione (protezione di back-up), occorre fare riferimento al potere d’interruzione “rinforzato”
assunto dagli stessi dispositivi e riportato nelle tabelle del costruttore. Si precisa che tale criterio è applicabile qualora si impieghino dispositivi di protezione contro sovracorrenti della medesima casa costruttrice, secondo quanto in merito indicato dalla stessa in catalogo.
La protezione contro i contatti indiretti verrà realizzata mediante interruzione automatica dell’alimentazione, utilizzando componenti in classe II per i quali si adotta la protezione con doppio isolamento o con isolamento rinforzato (Norma CEI 64-8, art. 413.2).
La protezione contro i contatti diretti verrà realizzata, per tutti i componenti elettrici, prevedendo almeno un grado di protezione IP20.
Isolamento e colori distintivi dei conduttori
I conduttori impiegati dovranno avere le colorazioni previste dalle norme e compresi nelle tabelle di unificazione CEI-UNEL.
Per i conduttori, i colori ammessi dalla norma sono: marrone/nero/grigio per le fasi, blu per il neutro, giallo- verde per il conduttore di protezione.
E’ opportuno mantenere per tutto l’impianto la stessa colorazione per avere, in ogni presa, lo stesso senso ciclico delle fasi.
La normativa ammette l’uso di conduttori aventi un’unica colorazione, nel qual caso occorre impiegare appositi segnabili colorati impiegando i colori indicati.
5. ANALISI DI IMPATTO ELETTROMAGNETICO 5.1 INTRODUZIONE
Ogni apparecchiatura che produce o che viene attraversata da una corrente elettrica è caratterizzata da un campo elettromagnetico. Il campo elettromagnetico presente in un dato punto dello spazio è definito da due vettori: il campo elettrico e l’induzione magnetica. Il primo, misurato in V/m, dipende dall’intensità e voltaggio della corrente, mentre l’induzione magnetica, che si misura in µT, dipende dalla permeabilità magnetica del mezzo. Il rapporto tra l’induzione magnetica e la permeabilità del mezzo individua il campo magnetico. Le grandezze caratterizzanti il campo elettrico ed il campo magnetico sono in generale correlate, fatta eccezione per i campi a frequenze molto basse, per le quali il campo elettrico ed il campo magnetico possono essere considerati indipendenti.
In generale le correlazioni tra campo elettrico e campo magnetico sono assai complesse, dipendono dalle caratteristiche della sorgente, dal mezzo di propagazione, dalla presenza di ostacoli nella propagazione, dalle caratteristiche del suolo e dalle frequenze in gioco.
La diffusione del campo elettromagnetico nello spazio avviene nello stesso modo in tutte le direzioni; la diffusione può essere comunque alterata dalla presenza di ostacoli che, a seconda della loro natura, inducono sul campo elettromagnetico riflessioni, rifrazioni, diffusioni, assorbimento, ecc. La diffusione del campo elettromagnetico può comunque essere alterata anche dalla presenza di un altro campo elettromagnetico.
Nel presente documento si esaminano le apparecchiature e le infrastrutture necessarie alla realizzazione del progetto proposto, con particolare riguardo alla generazione di campi elettromagnetici a bassa frequenza. Tutte le componenti del progetto operano, infatti, alla frequenza di 50 Hz, coincidente con la frequenza di esercizio della rete di distribuzione elettrica nazionale.
5.2 INQUADRAMENTO NORMATIVO
Per la valutazione della compatibilità elettromagnetica delle opere, sono stati utilizzati i seguenti riferimenti normativi:
DPCM 8/7/2003 “ Fissazione dei limiti di esposizione, dei valori di attenzione e degli obiettivi di qualità per la protezione della popolazione dalle esposizioni ai campi elettrici e magnetici alla frequenza di rete (50 Hz) generati dagli elettrodotti”;
Legge n. 36 del 22/02/2001 “Legge quadro sulla protezione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici”;
DPCM 23/04/1992 “Limiti massimi di esposizione ai campi elettrico e magnetico generati alla frequenza industriale nominale (50 Hz) negli ambienti abitativi e nell'ambiente esterno.
Norma CEI 211-4 “Guida ai metodi di calcolo dei campi elettrici e magnetici generati da linee elettriche”;
Decreto del Ministero dell’Ambiente del 29 Maggio 2008.
Per la determinazione delle fasce di rispetto si è fatto riferimento al documento, reso disponibile liberamente in rete, prodotto da Enel Distribuzione ed intitolato “Linee guida per l’applicazione dell’Allegato al D.M. 29.05.08”, in cui si riportano le fasce di rispetto per i più diffusi tipi di cavidotti interrati ed aerei.
La legge del 22 febbraio 2001, n. 36 fornisce le principali definizioni tecniche:
- L’art. 3, comma 1, lettera b) definisce il limite di esposizione come “è il valore di campo elettrico, magnetico ed elettromagnetico, considerato come valore di immissione, definito ai fini della tutela della salute da effetti acuti, che non deve essere superato in alcuna condizione di esposizione della popolazione e dei lavoratori per le finalità' di cui all'articolo 1, comma 1, lettera a)”, mentre alla lettera c) il valore di attenzione come “è il valore di campo elettrico, magnetico ed elettromagnetico, considerato come valore di immissione, che non deve essere, superato negli ambienti abitativi, scolastici e nei luoghi adibiti a permanenze prolungate per le finalità' di cui all'articolo 1, comma 1, lettere b) e c). Esso costituisce misura di cautela ai fini della protezione da possibili effetti a lungo termine e deve essere raggiunto nei tempi e nei modi previsti dalla legge”.
Nel caso di esposizione a campi elettrici e magnetici alla frequenza di 50 Hz generati da elettrodotti, non deve essere superato il limite di esposizione di 100 µT per l’induzione magnetica e 5 hV/m per il campo elettrico, intesi come valori efficaci.
A titolo di misura di cautela per la protezione da possibili effetti a lungo termine, eventualmente connessi con l’esposizione ai campi magnetici generati alla frequenza di rete (50 Hz), nelle aree gioco per l’infanzia, in ambienti abitativi, in ambienti scolastici e nei luoghi adibiti a permanenze non inferiori a quattro ore giornaliere, si assume per l’induzione magnetica il valore di attenzione di 10 µT, da intendersi come mediana dei valori nell’arco delle 24 ore nelle normali condizioni di esercizio.
- l'art. 4, comma 2, lettera a) prevede che con decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri, su proposta del Ministro dell'ambiente di concerto con il Ministro della sanità, siano fissati i limiti di esposizione, i valori di attenzione e gli obiettivi di qualità per la protezione dalla esposizione della popolazione, nonché le tecniche di misurazione e di rilevamento dei livelli di emissioni elettromagnetiche.
Il DPCM del 23 aprile 1992 disciplina i limiti massimi di esposizione ai campi elettrico e magnetico alla frequenza industriale nominale negli ambienti abitativi e nell’ambiente esterno.
Il successivo DPCM dell’8 Luglio 2003 stabilisce anche un obiettivo di qualità per il campo magnetico, ai fini della progressiva minimizzazione delle esposizioni.
In estrema sintesi l’atto normativo DPCM del 23 Aprile 1992 individua i seguenti limiti massimi di esposizione:
5kV/m e 100µT, rispettivamente per l’intensità di campo elettrico e di induzione magnetica, in aree o ambienti in cui gli individui trascorrono una parte significativa della loro giornata;
10kV/m e 1000µT, rispettivamente per l’intensità di campo elettrico e di induzione magnetica, nel caso in cui l’esposizione sia ragionevolmente limitata a poche ore al giorno.
Il decreto definisce anche le distanze di rispetto dagli elettrodotti aerei da 132kV, 220kV e 380kV, rispetto ai fabbricati adibiti ad abitazione o ad altra attività che comporta tempi di permanenza prolungati.
Nel caso di esposizione a sorgenti operanti alla frequenza nominale di 50 Hz, il limite di esposizione all’induzione magnetica è pari a 100 µT, mentre il limite di esposizione al campo elettrico è pari a 5 kV/m.
Frequenza 50 Hz Intensità di campo elettrico E
(kV/m)
Induzione Magnetica B
(µT)
Limite di esposizione 5 100
Valore di attenzione - 10
Obiettivo di qualità - 3
Limiti sull'esposizione a campi elettromagnetici a 50 Hz indicati dal DPCM dell'8 Luglio 2003
5.3 INQUADRAMENTO DELL’AREA ED INDIVIDUAZIONE LUOGHI TUTELATI L’impianto in oggetto si trova nel Comune di Francofonte (SR).
Il campo fotovoltaico con le relative opere annesse verranno installati in località “Passaneto”, in area destinata ad uso agricolo e priva di centri abitati. Nelle immediate vicinanze dell’area di impianto sorgono alcuni fabbricati ad uso agricolo, utilizzati come ricovero durante il periodo del raccolto. I fabbricati con permanenza continua di persone più vicini sono rappresentati da alcune case sparse site a circa 200 m dal perimetro dell’impianto, mentre il nucleo abitato più vicino, l’abitato di Francofonte, è a circa 2,2 km di distanza.
Nel suo tragitto tra l’impianto ed il punto di consegna dell’energia il cavidotto, completamente interrato, non transita vicino a fabbricati residenziali.
5.4 COMPONENTI DEL PROGETTO IN GRADO DI GENERARE CAMPI ELETTROMAGNETICI Identificazione delle componenti
Il progetto proposto prevede la realizzazione di un impianto per la produzione ed il trasporto di energia elettrica tramite lo sfruttamento della radiazione solare. Gli elementi principali di un impianto che possono dar luogo a campi elettromagnetici sono:
- Componenti fotovoltaici, quali moduli ed inverter fotovoltaici, che captano la radiazione solare e la trasformano in energia elettrica;
- Cabina di trasformazione bt/MT, nella quale si eleva la tensione mediante trasformatore da 400V a 30 kV per la trasmissione fino al punto di consegna;
- Sottostazione Elettrica, nella quale si eleva la tensione mediante trasformatore da 30 a 150 kV per l’immissione alla RTN dell’energia prodotta;
- Cavidotti per il collegamento delle cabine di macchina alla stazione elettrica di utenza (cavi a 30 kV);
- Impianti di rete per la connessione, e cioè le modifiche ed ampliamenti da apportare agli impianti di rete al fine di rendergli idonei a connettere l’impianto fotovoltaico.
Componenti fotovoltaici
I moduli fotovoltaici convertono la radiazione solare in corrente continua che, opportunamente convogliata tramite cavi, viene poi convertita dagli inverter in corrente alternata.
La direttiva 2004/108/CE sulla Compatibilità Elettromagnetica classifica i materiali elettrici in due categorie, e cioè ad uso abitativo ed industriale: per i macchinari del primo gruppo sono richiesti standard molto più elevati, e pertanto danno luogo a radiazioni molto più contenute.
I componenti di un impianto fotovoltaico non cambiano tra impianti di piccole e grandi dimensioni, solo negli ultimi se ne aumenta il numero così da aumentare la produzione di elettricità. Pertanto, moduli ed inverter fotovoltaici rientrano nella categoria dei componenti ad uso residenziale, con una generazione di radiazioni elettromagnetiche trascurabile in quanto componenti installabili all’interno di abitazioni con permanenza continua di persone.
Cabina di consegna bt/MT
Il trasformatore innalza la tensione dai 400 V prodotti dagli inverter fotovoltaici a 30kV, al fine di ridurre le perdite di trasmissione. I trasformatori previsti da progetto hanno una potenza di 2,5MVA.
I valori specifici di induzione elettrica e magnetica dipendono dalle modalità di realizzazione della cabina stessa, dal tipo di trasformatore installato e dalle proprietà schermanti della struttura che ospita il trasformatore.
Per il calcolo della fascia di rispetto si è fatto riferimento al metodo di calcolo proposto da APAT (Agenzia per la Protezione Ambiente e Servizi Tecnici) come previsto dal DPCM 8 luglio 2003, utilizzando le seguenti grandezze in ingresso:
Corrente nominale di bassa tensione del trasformatore 2.995 A Diametro dei cavi in uscita dal trasformatore 0,001 m
Per il calcolo della Distanza di Prima Approssimazione (o Dpa, e cioè distanza, in pianta sul livello del suolo, da tenere dalla proiezione del centro linea per essere esterni alla fascia di rispetto) si è fatto riferimento all’equazione ed alla tabella seguenti
Rappresentazione dell’andamento del rapporto tra Dpa e radice della corrente nominale al variare del diametro dei cavi
La DPA calcolata per il trasformatore bt/MT di ciascun aerogeneratore vale 2 metri. Il trasformatore è posto all’interno di una cabina avente larghezza di circa 2,5m e lunga circa oltre 5. Poiché la DPA risulta appena superiore alla larghezza della cabina, i limiti di esposizione sono sicuramente verificati.
Sottostazione Elettrica
Nella sottostazione elettrica di trasformazione in consegna, la tensione viene innalzata da 30 a 150 kV per l’immissione sulla rete in alta tensione. La principale fonte di inquinamento elettromagnetico è il trasformatore 30/150 kV, a cui si aggiungono attrezzaggi in media ed alta tensione.
Per la determinazione della DPA si può fare riferimento alla citata guida prodotta da Enel, la quale fornisce un valore precalcolato per una stazione con trasformatore da 63MVA. Come si vede dall’estratto riportato a seguire, la DPA risulta essere di 14 metri dagli impianti in alta tensione e di 7 metri da quelli in media tensione. Poiché la recinzione al servizio della stazione ha dimensioni circa 45 x 41 e gli impianti in alta tensione sono collocati circa al centro, risulta che la DPA risulta quasi completamente interna al perimetro della stazione, e comunque molto distante dai primi fabbricati abitati posti come detto a diverse centinaia di metri
Estratto della guida di Enel sul calcolo della DPA: sottostazioni di trasformazione in alta tensione
Cavi interrati
L’impianto presenta diversi cavidotti interrati, aventi tensione 30 kV, che collegano le cabine di trasformazione Bt/MT distribuite all’interno dell’impianto alla stazione elettrica di trasformazione e consegna. La DPA è stata determinata facendo riferimento alla citata guida prodotta da Enel.
Nel caso dei cavi in media tensione, presentano le seguenti caratteristiche:
Tipo di linea Interrata
Numero conduttori attivi 3
Tipo di cavo cavo cordato ad elica
Sezione conduttori 70-630 mmq
Tensione nominale 30 kV
Profondità interramento 1,2 m
Le linee in cavo interrato disposto a trifoglio come quella in esame hanno ampiezza molto ridotta e pari a circa 0,7 m, quindi inferiore alla profondità di interramento del cavo che è di 1,2 m, e pertanto questa tipologia di elettrodotto rispetta i limiti di inquinamento previsti dalla normativa.
Estratto della guida di Enel sul calcolo della DPA: cavi in media tensione interrati
Impianti di rete per la connessione
Il collegamento del nuovo impianto fotovoltaico avverrà tramite stazione esistente di smistamento. Il collegamento alla rete della stazione avverrà tramite inserimento nella linea esistente Mineo CP – Mineo All: per detto inserimento si prevede di realizzare il prolungamento delle sbarre esistente con l’inserimento di un nuovo stallo.
Si è utilizzato come riferimento il solito documento di Enel già citato, il quale, nell’estratto riportato di seguito, determina la DPA pari a 19 metri. Nelle tavole a corredo si evince che non vi sono luoghi tutelati al suo interno.
