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Fotovoltaico e interventi di ammodernamento tecnologico, così si raggiunge il traguardo 2030

Tre domande all'esperto Alessandro Caffarelli per chiarire la differenza tra “Revamping” e “Repowering” e capire a che punto siamo in Italia circa il raggiungimento degli obiettivi governativi 2030 per lo Sviluppo Sostenibile

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Sul tema fotovoltaico abbiamo intervistato l’ingegnere aerospaziale Alessandro Caffarelli, Head of Engineering EF Solare Italia Spa, CTU presso il Tribunale Ordinario di Roma, che ha progettato e diretto lavori per oltre 700 MW di impian­ti fotovoltaici ed eolici. È stato uno dei fondatori di Intellienergia – spinoff dell’Università degli Studi di Roma Tor Vergata – ed è autore, insieme ad Angelo Pignatelli, Giulio de Simone, Konstantino Tsolakoglou, del volume Sistemi Fotovoltaici edito da Maggioli Editore. 

L’intento dell’intervista è stato quello di chiarire la differenza tra “Revamping” e “Repowering” nel caso di impianti fotovoltaici e di capire a che punto siamo in Italia circa il raggiungimento degli sfidanti obiettivi governativi per lo Sviluppo Sostenibile fissati al 2030.

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Si è parlato anche di questo il 9 giugno 2022, in presenza presso la Santa Sede e in webinar con 150 partecipanti, durante il seminario organizzato dall’Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma, in collaborazione con EF Solare Italia, moderato dall’Ing. Mauro Villarini responsabile dell’Ufficio Tecnico dell’Amministrazione del Patrimonio della Sede Apostolica. Per EF Solare Italia, l’evento ha visto come relatori il Vice Presidente Ing.Giuseppe Noviello, l’Head of Engineering Ing. Alessandro Caffarelli e l’Ing. Angelo Pignatelli Senior Consultant. Per l’APSA ha tenuto la docenza l’Ing. Domenico Sandulli.

Seminario 9 giugno 2022

Gli atti del seminario sono scaricabili dal sito istituzionale dell’Ordine:

>> clicca qui <<

Passiamo alle domande e alle relative risposte.

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1.Revamping e Repowering

Nella pratica tecnica cosa si intende per “Revamping” e “Repowering”, nel caso di impianti fotovoltaici?

Le installazioni fotovoltaiche possono riguardare siti greenfield dove l’impianto deve essere ancora realizzato, o siti brownfield rispetto ai quali si eseguono interventi di ammodernamento tecnologico (retrofit) su impianti fotovoltaici in esercizio. Nel retrofit impiantistico, gli interventi sono eseguiti su componenti di impianto come moduli, inverter, quadri, e può riguardare cabine ed anche strutture di ancoraggio trasformando gli impianti da fissi a tracker.

Possono distinguersi due macro-gruppi:

  • Repowering: potenziamento attualmente non incentivato, a parità di area totale perimetrata di impianto senza ulteriore occupazione di suolo. In questo caso l’intervento può riguardare anche le infrastrutture di connessione da modificare o nel peggiore dei casi da realizzare nuovamente;
  • Revamping: intervento a parità di potenza nominale o con overpowering non superiore all’1% della potenza nominale pre-intervento come disposto dal DTR – Documento tecnico di riferimento per gli interventi di ammodernamento tecnologico pubblicato dal GSE a febbraio 2017 – Procedure ai sensi del d.m. 23 giugno 2016.

Concentrando l’attenzione sul campo fotovoltaico, molti degli elementi progettuali greenfield sono utilizzati nella progettazione brownfield. Progettare significa risolvere un problema di ottimizzazione vincolata, nel caso brownfield aumentano le condizioni al contorno (vincoli) da rispettare rispetto al caso greenfield.

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Spostando l’attenzione al punto di consegna dell’energia prodotta, alcuni degli elementi progettuali greenfield afferenti la connessione dei siti fotovoltaici alla rete elettrica di distribuzione e trasmissione, possono riguardare anche la progettazione brownfield. Si pensi ad esempio al caso di potenziamenti fotovoltaici che richiedono opere di rete complesse dove è prevista la realizzazione di nuovi elettrodotti, o ampliamenti (nuove) stazioni di smistamento e/o trasformazione interconnesse alla rete elettrica di trasmissione nazionale.

ll goal del retrofit impiantistico è correggere l’underperforming nel caso di revamping, ed aumentare la produzione non incentivata nel caso di repowering. Nel caso di revamping moduli (ed inverters) con installazione di trackers monossiali in luogo dei sistemi fissi, si corregge l’underperforming e si aumenta la produzione incentivata.

Alcune delle cause che hanno effetto in termini prestazionali su di un impianto fotovoltaico, dunque in termini di Performance Ratio, sono:

  • effetto termico sui moduli → perdite per effetto temperatura (non evitabili);
  • ombreggiamenti sistematici (auto-ombreggiamento tra file ed ombreggiamenti clinometrici);
  • ombreggiamenti localizzati (ombre taglianti il generatore);
  • ombreggiamenti occasionali (erba che copre i moduli);
  • stringhe fuori servizio (se non conteggiate nella disponibilità);
  • stringhe sottoperformanti (ombreggiate o con mismatching importante);
  • sporcamento (soiling);
  • moduli sottoperformanti (PID, cracks, backsheet powdering o cracking, encapsulant browning, altre forme di degrado elettrochimico);
  • scarsa efficienza di conversione degli inverters (inverters vecchi o con condensatori esauriti);
  • perdite per trasmissione nei cablaggi, dovuti ad invecchiamento degli stessi o errato dimensionamento o difetti di posa.

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2.Retrofit impiantistico in Italia al 2030

Qual è il potenziale energetico derivante dal retrofit impiantistico in Italia al 2030?

Con oltre di 1 milione di impianti fotovoltaici in esercizio a fine 2021, per una potenza pari a circa 22,5 GW, il segmento “terziario” dell’Operation & Maintenance, e “primario” circoscritto agli interventi di ammodernamento tecnologico del parco fotovoltaico italiano in produzione, rappresentano settori di primo piano anche in ragione degli ambiziosi obiettivi governativi che nel PNIEC fissano a 73 TWh la produzione da fonte fotovoltaica nel mix di generazione elettrica al 2030; obiettivi oggi in fase di revisione al rialzo a seguito dell’innalzamento dei target europei di decarbonizzazione.

Focalizzando l’attenzione sul retrofit impiantistico, nell’ipotesi di mantenere dunque in produzione nominale l’attuale parco fotovoltaico italiano (22.5 GW) e nell’ipotesi di realizzare 6 GW di potenziamenti non incentivati sempre senza ulteriore occupazione di suolo, si arriverebbero a produrre non più di 36-40 TWh/anno al 2030, pari al 54% dell’obiettivo di produzione nazionale nel mix di generazione elettrica al 2030 (circa 73 TWh).

Il resto dovrà essere prodotto dai nuovi impianti utility scale in market-parity, e dai nuovi impianti a generazione distribuita incentivata ed in grid-parity.

Leggi anche: Corsa al fotovoltaico: GSE registra un aumento degli impianti nel 2021

3.Come raggiungere gli obiettivi 2030

Quanto e come contribuisce EF Solare Italia al raggiungimento degli sfidanti obiettivi governativi al 2030?

La nostra azienda contribuisce attualmente per 1/19-esimo alla produzione fotovoltaica totale nazionale e per questo avvertiamo la responsabilità di mantenere in produzione efficiente il nostro parco fotovoltaico anche nell’ottica prospettica degli sfidanti obiettivi governativi sopracitati da traguardare entro il 2030.

Come responsabile dell’Ingegneria di EF Solare Italia, ho la fortuna di lavorare per il primo produttore nazionale di energia elettrica da fotovoltaico. Questo mi permette di affrontare, in anticipo, tematiche alla ricerca di soluzioni che tra qualche anno rappresenteranno lo standard di riferimento per il ns settore.

Il retrofit impiantistico è dunque uno degli strumenti che abbiamo a disposizione per raggiungere tali obiettivi, ed ogni giorno sotto la direzione del dipartimento Operations mettiamo in atto un gioco di squadra che vede coinvolti diversi dipartimenti aziendali e consulenti esterni strategici: colleghi di primo ordine, appassionati del mondo fotovoltaico.

Per approfondire, consigliamo

Sistemi Fotovoltaici

Sistemi Fotovoltaici

Il volume è una guida completa i) alla progettazione degli impianti fotovoltaici grid-connected, anche dotati di sistemi di accumulo, ii) alla presentazione degli interventi di manutenzione per ottimizzarne le prestazioni, iii) alla trattazione delle tematiche inerenti agli ammodernamenti tecnologici eseguiti su impianti in esercizio (revamping e repowering), iv) alla generazione distribuita residenziale ed industriale e ai sistemi di potenza multimegawatt ed utility-scale. 

Il testo mostra l’architettura di un sistema fotovoltaico, fornendone gli elementi necessari per il corretto dimensionamento impiantistico, descrivendone approfonditamente l’ingegneria di sistema: dal gruppo di generazione fino al punto di connessione alla rete elettrica.

Il volume è aggiornato alla normativa elettrica vigente, anche con particolare attenzione alle recenti disposizioni normative in tema di implementazione dei sistemi di accumulo all’interno del sistemo elettrico.

Una parte del volume è dedicata all’esercizio in parallelo con la rete elettrica dei sistemi fotovoltaici, descrivendone le tipologie di connessione in bassa, media ed alta tensione, gli aspetti progettuali e l’iter TICA – dalla richiesta di connessione inoltrata al gestore di rete, fino alla realizzazione delle opere di rete. 

Il testo mostra le operazioni di manutenzione ordinaria standard, fino ad arrivare all’analisi termografica realizzata con droni. 

Sono illustrati casi di impianti fotovoltaici “under performing”, e mostrati nel dettaglio esempi di malfunzionamenti o guasti di moduli fotovoltaici ed altri componenti di impianto che comportano riduzione del performance ratio.

Il testo mostra tutti gli adempimenti burocratici a cui occorre ottemperare al fine di evitare sanzioni economiche e garantire il mantenimento del diritto all’incentivo e alle convenzioni GSE per impianti incentivati e impianti fotovoltaici eserciti in grid/market parity.

Di prezioso ausilio pratico risultano essere le 15 relazioni tecniche di impianti fotovoltaici, complete di schemi elettrici e calcoli progettuali – rilasciati nello spazio web a disposizione del lettore.

 

Alessandro Caffarelli
Ingegnere aerospaziale, è CTU presso il Tribunale Ordinario di Roma. Ha progettato e diretto lavori per oltre 700 MW di impianti fotovoltaici ed eolici. È socio fondatore di Intellienergia ed attualmente Business Development Manager per EF Solare Italia.
Giulio de Simone
Ingegnere meccanico, Ph.D. in Ingegneria dell’Energia e Ambiente. È socio fondatore e CEO di Intellienergia. Ha progettato e diretto lavori per oltre 500 MW di impianti di produzione di energia rinnovabile.
Angelo Pignatelli
Ingegnere elettronico, Ph.D. in Ingegneria dei Sistemi, PMP presso il Project Management. Ha progettato e diretto lavori per oltre 200 MW di impianti di produzione di energia rinnovabile. 
Kostantino Tsolakoglou
Ingegnere aerospaziale, MSc, si occupa di sviluppo, progettazione, asset management e O&M di impianti utility scale. È Head of Engineering presso una delle maggiori realtà europee in ambito fotovoltaico. Gli autori sono docenti per conto dell’Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma.

Alessandro Caffarelli, Angelo Pignatelli, Giulio de Simone, Konstantino Tsolakoglou, 2021, Maggioli Editore
69.00 € 65.55 €

Foto:iStock.com/vm


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