Installare un sistema fotovoltaico fuori rete con accumulo a batterie richiede molto più che collocare un armadio batterie accanto a un inverter e collegare un campo fotovoltaico.
In un progetto in area forestale remota supportato da GeePower, il sistema finale comprendeva un sistema di accumulo a batterie da 20kW / 51.2kWh, 36 pannelli fotovoltaici, distribuzione trifase e un’infrastruttura elettrica dedicata nelle diverse aree del sito.
Il progetto è iniziato con un piccolo generatore per l’alimentazione temporanea. Con lo sviluppo del sito, l’elettricità sarebbe servita anche per un edificio, la sala pompe, i cancelli, il cortile inferiore e la futura illuminazione esterna.
Questo articolo non è un manuale di installazione completo. Esamina invece gli insegnamenti pratici emersi da questo progetto reale in materia di preparazione del sito, integrazione elettrica e messa in servizio.
L’intero percorso di installazione è stato documentato da Jack sul suo canale YouTube. Puoi guardare qui il video completo del progetto:
[Guarda il video completo del progetto forestale fuori rete →]
1. Pianificare l’infrastruttura del sito prima dell’arrivo delle apparecchiature
Una delle prime attività del progetto forestale non è stata l’installazione della batteria.
Si trattava dell’installazione dei cavidotti interrati.
I percorsi dei cavi sono stati preparati prima del getto della fondazione in calcestruzzo e prima che batteria e inverter fossero collocati in posizione.
Questa sequenza è importante nei siti remoti, perché l’elettricità può dover raggiungere diverse aree separate.
In questo progetto erano previsti cavidotti interrati verso la sala pompe, i cancelli, il cortile inferiore e altri carichi futuri. Se questi percorsi fossero stati considerati solo dopo l’installazione del sistema di batterie, il sito avrebbe potuto richiedere ulteriori scavi o modifiche all’impianto finito.
La pianificazione dei cavi va quindi considerata insieme alla posizione delle apparecchiature.
Prima dell’installazione occorre chiarire dove saranno collocati batteria e inverter, come i cavi fotovoltaici li raggiungeranno, dove si troveranno le apparecchiature di distribuzione, come saranno collegati i carichi futuri e se i tecnici avranno ancora accesso adeguato per ispezione e manutenzione.
Il progetto forestale utilizzava anche due quadri elettrici su misura, zincati e verniciati a polvere. Uno gestiva i collegamenti in ingresso; l’altro ospitava le principali apparecchiature di distribuzione.
Da quel punto, l’energia poteva essere distribuita verso diverse aree della proprietà.
L’installazione comprendeva un quadro fusibili trifase, protezione contro le sovratensioni e un MCCB da 80A tra il sistema inverter e la rete di distribuzione del sito. Per il collegamento principale è stato utilizzato un cavo trifase SWA da 25mm² .
Queste specifiche sono proprie del progetto e non devono essere considerate raccomandazioni universali.
La lezione più ampia è che posizione delle apparecchiature, percorsi dei cavi e distribuzione elettrica devono essere pianificati insieme, soprattutto quando i carichi sono distribuiti su un sito remoto esteso.
2. Definire la disposizione delle stringhe fotovoltaiche prima dell’installazione
Il progetto utilizzava 36 pannelli fotovoltaici.
Durante l’installazione, il proprietario ha presto scoperto che i pannelli non potevano essere semplicemente collegati tutti in un’unica grande stringa. La disposizione finale li ha suddivisi in tre stringhe da 12 pannelli.
Nel video del progetto, la sua descrizione è stata diretta:
«Ho imparato presto che non si collegano tutti e 36 i pannelli insieme.»
È uno degli esempi più chiari del perché l’installazione fotovoltaica richieda una progettazione elettrica prima di collegare i pannelli.
La progettazione delle stringhe deve considerare le caratteristiche elettriche dei pannelli e i limiti operativi dell’inverter.
Per questo sistema, l’inverter dispone di due canali MPPT con un intervallo di tensione MPPT di 150–850VDC.
Tuttavia, il fatto che questo progetto utilizzi tre stringhe da 12 non significa che la stessa configurazione debba essere replicata altrove.
La disposizione delle stringhe dipende da fattori quali Voc e Vmp dei pannelli, temperatura, limiti d’ingresso dell’inverter, intervallo MPPT e numero di ingressi MPPT disponibili.
La lezione pratica è semplice: il numero di pannelli indica quanti moduli saranno installati, ma non come debbano essere collegati elettricamente.
3. La gestione dei cavi va oltre l’aspetto estetico
Il video del progetto mostra una notevole attenzione ai percorsi dei cavi.
I cavi fotovoltaici tra i pannelli sono stati inseriti in canaline protettive, collegate poi a canaline zincate dirette verso il sistema di accumulo. Per il collegamento CA principale è stato utilizzato un cavo armato.
Un’installazione ordinata è più facile da ispezionare, ma la gestione dei cavi non è soltanto una questione visiva.
In un progetto all’aperto o in una zona remota, i cavi possono essere esposti agli agenti atmosferici, a urti accidentali e a future attività di costruzione.
Un percorso ben studiato e una protezione fisica adeguata facilitano anche la ricerca guasti, perché i tecnici possono identificare più chiaramente il tracciato dei singoli circuiti.
Questo è particolarmente importante nei siti che continuano a svilupparsi dopo l’installazione del sistema energetico.
4. Protezioni e messa a terra fanno parte del sistema energetico
Quando si parla di un sistema fuori rete, pannelli fotovoltaici, batterie e inverter ricevono di solito la maggior parte dell’attenzione.
Le apparecchiature di protezione sono meno visibili, ma fanno comunque parte dell’installazione completa.
Nel progetto forestale sono stati installati due dispersori di terra da 2 metri . L’infrastruttura elettrica comprendeva anche protezione contro le sovratensioni, interruttori automatici, un quadro di protezione fotovoltaico e il MCCB usato per isolare l’inverter dal sistema di distribuzione.
Questi componenti hanno funzioni diverse, ma insieme mostrano un punto importante: un’installazione di accumulo energetico non può essere valutata soltanto dalla capacità della batteria e dalla potenza dell’inverter.
Sezionamento, messa a terra, protezione contro le sovratensioni e protezioni della distribuzione devono essere considerati nell’architettura elettrica.
I requisiti precisi variano in base al progetto del sistema, alle condizioni di installazione e alle normative elettriche locali.
Per questo, la configurazione delle protezioni deve essere definita per il progetto specifico, anziché copiata da un’altra installazione.
5. Prepararsi a individuare problemi durante la messa in servizio e rendere disponibile il supporto tecnico
Forse l’aspetto più utile di questo progetto è che il primo avvio non è andato esattamente come previsto.
Dopo il collegamento delle apparecchiature, il sistema inizialmente non ha funzionato correttamente.
Il video non presenta l’installazione come se tutto avesse funzionato subito: mostra il proprietario che utilizza un computer portatile per diagnosticare il problema. È stato usato temporaneamente anche un generatore per ricaricare il sistema prima di rimetterlo in funzione.
Risolto il problema e raggiunta una carica sufficiente della batteria, il sistema ha iniziato a funzionare normalmente.
Questo offre un quadro più realistico della messa in servizio rispetto alla semplice accensione delle apparecchiature presumendo che il progetto sia completo.
La messa in servizio rende visibili i problemi di integrazione. A seconda del sistema, gli installatori potrebbero dover verificare comunicazione, configurazione dell’inverter, ingresso fotovoltaico e comportamento in carica o scarica prima di considerare l’impianto operativo.
Un problema rilevato durante la messa in servizio non indica necessariamente un difetto dell’hardware. Configurazione, stato di carica, comunicazione e condizioni di installazione possono influire sull’avvio.
Durante questo progetto, GeePower ha fornito indicazioni tecniche da remoto tramite telefono, email e WhatsApp mentre il cliente affrontava sul posto le questioni relative all’installazione e alla messa in servizio.
Questo tipo di supporto può essere particolarmente utile nei progetti internazionali o geograficamente isolati, dove i tecnici del produttore non sono presenti di persona.
6. Il funzionamento reale può differire dalle condizioni della messa in servizio
Quando il progetto forestale è stato documentato, il sistema di batterie era già in funzione da diversi mesi.
Il proprietario ha riferito:
«Funziona benissimo ormai da qualche mese.»
È interessante notare che l’edificio era ancora in costruzione, quindi il sito non consumava ancora abbastanza elettricità da sottoporre regolarmente a cicli la batteria da 51.2kWh.
Per questo, il proprietario ha occasionalmente spento il campo fotovoltaico per circa due giorni, lasciando che i carichi esistenti scaricassero la batteria prima di ricollegare il sistema fotovoltaico.
Si è trattato di una scelta operativa specifica per il progetto, effettuata durante una fase temporanea di basso carico. Non va considerata una procedura standard di prova della batteria o di messa in servizio.
La lezione più utile è che una messa in servizio riuscita con un carico parziale non mostra necessariamente come si comporterà il sistema una volta collegato l’intero profilo di carico del sito.
Durante le riprese, sono stati osservati circa 13–18kW di produzione fotovoltaica con condizioni di irraggiamento variabili.
Con lo sviluppo del progetto, si prevede che ulteriori pompe, illuminazione, carichi degli edifici e altre apparecchiature aumentino il consumo elettrico. Anche le variazioni stagionali della produzione fotovoltaica possono influire sui cicli della batteria.
Per un sito in fase di sviluppo, le prestazioni del sistema devono quindi essere valutate nel tempo, al variare delle condizioni operative reali.
Perché questo progetto forestale non può essere usato come modello da replicare
Questo progetto offre un’esperienza utile, ma la sua configurazione hardware non va copiata direttamente in un altro sito.
La configurazione da 20kW / 51.2kWh , le tre stringhe da 12 pannelli, il cavo SWA da 25mm² e il MCCB da 80A sono stati scelti per questo specifico sistema e progetto.
Un’altra installazione può avere carichi, lunghezze dei cavi, moduli fotovoltaici, condizioni ambientali, norme elettriche e requisiti di backup diversi.
La lezione applicabile ad altri progetti non riguarda la configurazione precisa delle apparecchiature. Riguarda la necessità di considerare preparazione del sito, integrazione elettrica e messa in servizio come parti collegate dello stesso progetto.
La qualità dell’installazione riguarda l’intero sistema
La riuscita di un’installazione fuori rete dipende dal coordinamento dell’intero sistema, non da un singolo componente.
In questo progetto forestale, il sistema fotovoltaico con accumulo è già operativo mentre la proprietà circostante continua a svilupparsi. È un esempio utile di come le scelte effettuate nelle prime fasi dell’installazione influiscano sul funzionamento successivo.
Per un esame dettagliato del progetto, compresi la configurazione del sistema e il suo stato operativo attuale, consulta il caso di studio dell’accumulo energetico fuori rete in area forestale.
Stai progettando un impianto fuori rete?
GeePower supporta la configurazione del sistema, la fornitura delle apparecchiature fotovoltaiche e delle batterie e offre indicazioni tecniche da remoto durante installazione e messa in servizio.
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NOTA：Questo articolo si basa sul percorso di installazione reale documentato da Jack attraverso il suo canale YouTube. Ringraziamo Jack per aver condiviso il suo progetto fuori rete in area forestale e per aver consentito a GeePower di utilizzare alcuni dettagli e materiali visivi del progetto per illustrare gli aspetti pratici di questa installazione. Il processo di installazione, le osservazioni sul progetto e l’esperienza operativa descritti in questo articolo si basano sulla documentazione prodotta da Jack e sull’uso reale del sistema.
Domande frequenti
La preparazione del sito comprende di norma la scelta della posizione delle apparecchiature, la pianificazione di fondazioni o supporti, la definizione dei percorsi dei cavi e della distribuzione e la verifica dei collegamenti tra batteria, inverter, campo fotovoltaico e carichi. Prima dell’installazione vanno considerati anche protezioni, accesso per la manutenzione e carichi futuri.
Non necessariamente. Alcuni sistemi fuori rete funzionano principalmente con fotovoltaico e accumulo a batterie; altri mantengono un generatore per il backup, per periodi prolungati con scarsa produzione solare o per particolari esigenze operative. In questo progetto forestale, un generatore è stato usato temporaneamente durante la messa in servizio per contribuire a ripristinare la carica del sistema.
I pannelli fotovoltaici devono essere collegati in modo che tensione e corrente delle stringhe restino entro i limiti elettrici e operativi MPPT dell’inverter. La configurazione corretta dipende dai pannelli scelti, dalle specifiche dell’inverter e dalle condizioni ambientali; perciò la disposizione delle stringhe va calcolata per ogni progetto.
Il supporto utile può comprendere indicazioni sulla configurazione del sistema, documentazione, conferma dei parametri, assistenza nella ricerca di problemi di comunicazione e supporto durante la messa in servizio. Per questo progetto, GeePower ha offerto supporto da remoto tramite telefono, email e WhatsApp durante l’installazione e l’avvio.