La necessità di misurare le grandezze ambientali che influenzano il comportamento degli impianti fotovoltaici (FV) oltre che le grandezze elettriche a valle dei moduli FV (grandezze in corrente continua) e a valle degli inverter (grandezze in corrente alternata), unita alla necessità di disporre di misure riferibili e per le quali sia possibile quantificare l’incertezza, ha portato a sviluppare un sistema di acquisizione dati multicanale distribuito lungo l’intero impianto.
Per quanto riguarda le grandezze elettriche, le 10 tensioni continue all’uscita delle stringhe di moduli FV, le 3 tensioni continue relative ai tre sistemi di accumulo e le 6 tensioni alternate presenti sui carichi dei 3 inverter e sugli ingressi di ciascun inverter collegato alla microrete sono misurate direttamente tramite collegamento ad una delle schede multicanale di un multimetro commerciale di elevata accuratezza. Le 10 correnti continue all’uscita di ciascuna stringa FV e le 3 correnti continue scambiate tra ciascun inverter ed il corrispondente sistema di accumulo sono rilevate tramite sensori di corrente del tipo “through-hole” e convertite in segnali di tensione, che sono misurati da una seconda scheda multicanale dello stesso multimetro commerciale. Sei pinze di corrente permettono infine di misurare le 3 correnti alternate presenti sui carichi degli inverter e le 3 correnti alternate presenti sugli ingressi di ciascun inverter collegato alla micro-rete. I segnali di uscita in tensione alternata delle pinze di corrente sono misurati dal multimetro commerciale multicanale.
Le grandezze ambientali in misura sono: temperatura (°C), umidità relativa (%UR), pressione atmosferica (Pa), velocità (m/s) e direzione del vento, irradianza solare sul piano orizzontale e sul piano dei moduli FV (W/m2), presenza/assenza di precipitazioni. Sono inoltre misurate le temperature di tre moduli FV disposti in punti rappresentativi dell’impianto, tramite termoresistori Pt1000 accoppiati termicamente alla superficie posteriore dei moduli stessi. I segnali di uscita dei sensori delle grandezze ambientali e dei termoresistori sono collegate ad una terza scheda multicanale del multimetro installato all’interno del locale in cui si trovano gli inverter, la cui temperatura è misurata tramite un termoresistore Pt100 in aria.
Tutte le catene di misura utilizzate sono costituite da componenti dotati di certificato di taratura o che sono stati preventivamente caratterizzati all’interno del laboratorio di taratura del Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni (DET), in modo da garantire la riferibilità metrologica delle misure fornite dal sistema di monitoraggio. Inoltre, è stata eseguita la valutazione dell’incertezza di ciascuna catena di misura, per cui i risultati del monitoraggio sono espressi in termini di intervalli di fiducia ad un livello del 95%.
Risulta inoltre importante sottolineare che il sistema di monitoraggio distribuito è stato predisposto per essere facilmente sottoposto a verifica di taratura periodica e ad eventuale messa a punto, ossia ad una regolazione delle costanti di taratura, permettendo così la corretta gestione metrologica dell’intero sistema di misura.
Per maggiori informazioni relative alle misure contattare il Prof. Alessio Carullo tramite la mail alessio.carullo@polito.it.
Andamento delle grandezze elettriche e principali indicatori energetici
Questa sezione mostra in tempo reale alcuni dei dati misurati nelle unità che compongono il laboratorio PVZEN. I dati vengono forniti dai convertitori che compongono le unità energetiche. Tuttavia, si tiene presente che, al contrario del sistema di misura tarato descritto nei paragrafi precedenti, nel caso dei dati riportati di seguito, queste misure non sono qualificabili da un punto di vista metrologico (incertezza, riferibilità, …). Inoltre, non si hanno informazioni riguardo all’affidabilità dei dati a medio e lungo termine.
Nei primi due grafici, è possibile osservare l’andamento della potenza fotovoltaica e l’andamento dello stato di carica (SOC, State of Charge) dei diversi sistemi di accumulo. Nel terzo grafico è visibile l’andamento della produzione fotovoltaica, confrontato con il carico elettrico, con gli scambi con la microrete e il contributo della batteria. Nell’ultimo grafico (in basso a destra per ciascuna unità) si trovano i valori di energia giornaliera (kWh/giorno).
Monitoraggio delle principali grandezze
In questa sezione si presentano gli andamenti, in tempo reale, delle principali grandezze ambientali ed elettriche in corso di misurazione.
Per gli andamenti completi di tutte le grandezze elettriche si rimanda al seguente link.