sistema automatico di pulizia per superfici fotovoltaiche

agua
DomoticSystem
sistema automatico di pulizia per superfici fotovoltaiche
Il miglior modo di prevedere il futuro
è quello di costruirlo.
Willy Brandt
PREMESSA .
PREMESSA .
IL SISTEMA DI PULIZIA AUTOMATICO AGUA
Specifiche del prodotto
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Il vetro che protegge le celle dei moduli, come ogni superficie esposta agli agenti
atmosferici e all'inquinamento, accumula strati di sporco che bloccano in una certa
misura il passaggio dei fotoni verso le celle; se questo vetro non viene tenuto pulito, la
resa energetica del sistema ne risentirà.
Solitamente si esegue una pulizia ogni 6 mesi; nel periodo da 0 a 6 mesi, la superficie dei
moduli accumulerà strati di sporco, abbassando gradualmente la resa energetica del
sistema.
Si avranno quindi dei picchi di efficienza due volte l'anno e quindi una diminuizione
costante dell'efficienza del sistema durante l'arco di sei mesi.
Un sistema di pulizia automatico permette invece di manutenere costantemente la
superficie, pemettendo di mantenere costantemente ai massimi livelli l'efficienza del
sistema fotovoltaico.
Agua è un sistema tecnologicamente avanzato per la pulizia automatica di superfici
fotovoltaiche.
La sua diversità rispetto agli altri sistemi di pulizia automatica o semi automatica è
nell'intelligenza del concetto di lavaggio.
Per idearlo ci siamo ispirati ai cicli di lavaggio delle lavatrici; di cosa abbiamo bisogno per
effettuare un corretto lavaggio? Innanzitutto dei componenti quali acqua e detergente e
poi di poterne controllare temperatura e forza di lavaggio.
Ogni tipo di sporco necessita di differenti composizioni degli elementi citati sopra al fine
di pulire adeguatamente. E questo è il concetto chiave di agua.
PREMESSA .
IL SISTEMA DI PULIZIA AUTOMATICO AGUA
Il sistema è gestito da un sofisticato computer dotato di diverse sonde che captano dati
quali rifrazione della luce, umidità, temperatura, pioggia, vento sulla superficie, li elabora
e determina il corretto lavaggio da eseguire nel corretto momento della giornata e per il
tempo necessario a raggiungere lo stato di superficie pulita.
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Logic relay
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Output 8 x relay / 8A
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DomoticSystem
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Input 12 x AC
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Come detergente viene utilizzata unicamente acqua dell'acquedotto che viene dapprima
filtrata fino a renderla distillata al 99,9%, successivamente acidificata o alcalinizzata a
seconda del tipo di sporco che è necessario trattare ed infine portata alla giusta pressione
in base alla forza richiesta dal ciclo di lavaggio. Infine l'acqua sarà riscaldata sulla
superficie se richiesto dal tipo di sporco da trattare.
Q2
Q3
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Q8
L'acqua viene spruzzata sulle superfici attraverso due sistemi: uno ad alta pressione ed
uno a bassa pressione.
Il sistema ad alta pressione eroga l'acqua a 4-7 bar di pressione in base al tipo di sporco da
trattare, attraverso irrigatori dinamici appositamente costruiti, che permettono un
lavaggio efficace attraverso una caduta del liquido dall'alto in maniera uniforme su tutta
la superficie; Questo, a differenza dei sistemi a lancia o ad abrasione attraverso spazzole,
permette di non rovinare le superfici ma allo stesso modo pulire le superfici fotovoltaiche
con la necessaria forza.
Il sistema a bassa pressione nebulizza l'acqua in modo da creare sulla superficie
fotovoltaica un film umido; questo per alcuni lavaggi è considerato il pretrattamento ed è
necessario al fine di ottenere un risultato ottimale. Inoltre permette di rinfrescare la
superficie fotovoltaica, asportando per scambio termico il calore dai moduli all'acqua, in
modo da aumentare l'efficienza dell'energia trasformata quando necessario.
La forza commerciale del sistema AGUA è nella sua totale automazione che rende libero il
produttore di energia dall'incombenza di mantenere pulite le superfici fotovoltaiche;
nell'efficienza di lavaggio che permette di mantenere perfettamente pulite le superfici
trattate e quindi aumentare notevolmente l'efficienza del sistema fotovoltaico e nella
mancanza di manutenzione dei propri componenti che lo rendeno un investimento senza
rischio e senza pensieri.
PREMESSA .
Utilizzo del prodotto
Pulizia delle superfici dei
moduli fotovoltaici
Agua rimuove efficacemente lo sporco come polvere, guano, residui vegetali, sia proteici che grassi grazie all’azione
combinata di acqua demineralizzata a ph basico e alla pressione di esercizio di 6 atmosfere
Pulizia dei residui delle
piogge acide
Al giorno d’oggi la pioggia non pulisce, anzi, sporca. Spesso dopo un acquazzone, specialmente nei periodo estivi, il residuo
secco lasciato dalla pioggia rende la superficie più sporca di prima dello stesso; infatti la pioggia porta con se fuligini, particelle
minerali e di polvere che si depositano sulle superfici
Rimozione della neve e della
brina
Agua, grazie al suo sistema di sonde, rileva le nevicate; interviene quindi tempestivamente sulle superfici, evitando il
deposito di neve sui moduli fotovoltaici. E’ noto che una nevicata su un modulo freddo non permette più l’azionardi del sistema
equindi essa non si scioglierà grazie al calore dei moduli. Con Agua il fermo impianto non è più un problema.
Abbassamento della
temperatura dei moduli
fotovoltaici
Resistente al gelo
5°-90°
Adatto asistemi con
pendenze dai 5° ai 90°
Il sitema si aziona quando la sonda temperatura rileva un grado di surriscaldamento dei moduli fotovoltaici.
E’ noto come l’alta temperatura sia uno dei principali fattori di calo di efficienza delle celle fotovoltaiche
In caso di temperatura al di sotto dei parametri di congelamento, il cuore elettronico di Agua attiva una procedura di
emergenza che scarica automaticamente tutta l’acqua presente nel sistema, evitando così qualunque problema di mal
funzionamento per congelamento.
Agua è un sistema modulare, che si adatta facilmente a svariati sistemi fotovoltaici su tetto ma anche a terra. Trattando
unicamente acqua l’unica richiesta è che le superfici abbiano un’inclinazione minima tale che permetta lo scolo dell’acqua verso
il canale di gronda o a terra.
PREMESSA .
PERCHE’ IL SISTEMA AGUA CONVIENE?
Maggiore efficienza significa maggiore entrate di incentivi
La regolare pulizia della superficie dei moduli fotovoltaici è il primo fattore di incidenza sull’efficienza del sistema; maggiore efficienza vuole dire maggiore produzione di energia e quindi
maggiore ritorno economico dell’investimento fotovoltaico.
I casi di studio e le statistiche individuano come in un anno, la perdita di efficienza data dalla sporcizia dei moduli fotovoltaici produce perdite di produzione fino al 30%; è normale comunque
registrare un calo del 15% .
Nei paesi soggetti a nevicate, la copertura dei moduli subita a causa della neve può causare fermi di produzione che durano anche tre mesi se non si interviene rimuovendo l’ostacolo.
Cash flow accumulato
750.000 €
600.000 €
Il grafico mostra la differenza di flussi di cassa fra un impianto fotovoltaico mantenuto pulito ed uno non
mantenuto.
450.000 €
300.000 €
L’esempio è effettuato su impianto semi integrato su tetto, di potenza 100 kWp, con produzione pari a 1250
kWh/m2 annui, con perdita di efficienza del 15%, in regime di vendita di energia con incentivi del IV conto
energia, primo trimestre 2011
150.000 €
0
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impianto in buone condizioni di manutenzione
impianto in cattive condizioni di manutenzione
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18 19
20
L’impianto mantenuto in buone condizioni genera circa 125.000 kWh annui; l’incentivo complessivo è di c€
0,343; quindi la rendita lorda annua dell’impianto è di € 43.000.
Una perdita del 15% di resa genera un calo delle entrate dagli incentivi di € 6.500 annui; ovvero ben 130.000
€ in 20 anni!
Impianti iscritti al 2° o 3° conto energia o che godono di maggiorazioni per integrazione architettonica o
smaltimento del cemento amianto traggono ancora maggiore beneficio economico dal sistema.
LA TECNOLOGIA.
TECNOLOGIA .
I COMPONENTI DEL SISTEMA DI PULIZIA AGUA
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Input 12 x AC
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0
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0
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0
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Input 12 x AC
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Output 8 x relay / 8A
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0
OK
Logic relay
0
1
agua
DomoticSystem
3
2
1
Ingresso acqua dall’acquedotto
5
Irrigatore dinamico
2
Filtro assoluto
6
Nebulizzatore
3
Acidificatore / Alcalinizzatore
7
Computer
4
Pompa
8
Quadro elettrico
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TECNOLOGIA .
I COMPONENTI: IL SISTEMA FILTRANTE
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00
0
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0
10
Il sitema di filtraggio di Agua è autopulente e non richiedi quindi manutenzioni
ordinarie, come i sistemi a sale, sabbia o osmosi inversa.
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N
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I2
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100...240VAC
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Input 12 x AC
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Logic relay
0
Output 8 x relay / 8A
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0
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0
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0
L’acqua di fonte o di acquedotto non è pura, ma contiene sali minerali ed avvolte
impurità che rappresentano il suo residuo fisso; ovvero una volta evaporata l’acqua,
le sostanze che rimangono.
Un sistema di lavaggio efficace deve utilizzare acqua con residuo fisso il più vicino
possibile a zero; l’acqua distillata rappresenta questo livello massimo.
I sistemi filtranti utilizzati da Agua filtrano l’acqua in entrata e ne riducono il
residuo fisso del 99,9%;
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q8
TECNOLOGIA .
I COMPONENTI: IL FABBRICATORE DI DETERGENTE
L’acqua pulita attraverso il filtro assoluto passa al sistema di trattamento del PH
dell’acqua; l’acqua acidificata è un ottimo anticalcare e demineralizzante, mentre
l’acqua alcalina si comporta come un detergente per superfici grasse.
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Input 12 x AC
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Output 8 x relay / 8A
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0
Sulla base del ciclo di lavaggio scelto, il sistema di trattamento PH renderà l’acqua
acida o alcalina, al fine di pulire efficacemente le superfici.
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TECNOLOGIA.
I COMPONENTI: LA POMPA IDRAULICA
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Output 8 x relay / 8A
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0
Per pulire una superficie la sola acqua non è sufficiente. Vi sono due sistemi per poter
incidere sullo sporco: grattare o staccare; i sistemi abrasivi come le spazzole
rimuovono i residui dalla superficie attraverso un processo meccanico.
Invece Agua utilizza la sola forza dell’acqua alla pressione di 4/7 atmosfere per
distaccare lo sporco dalle superfici. Questo sistema rimuove efficacemente polvere e
residui incrostati senza danneggiare i materiali di cui sono composti i moduli quali
vetro e alluminio.
Infatti i sistemi a spazzola, attraverso l’abrasione creano dei microsolchi che a lungo
andare rendono la superficie sempre più opaca e meno capace di assorbire la luce
solare.
Q2
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TECNOLOGIA .
I COMPONENTI: GLI IRRIGATORI DINAMICI
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0
10
In fase di installazione viene calibrata in maniera dettagliata l’apertura dell’ugello ed
il percorso del getto in modo che la superficie venga raggiunta in maniera ottimale
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I1
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I3
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100...240VAC
I5
I6
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I8
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Input 12 x AC
DEL
SEL
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ESC
OK
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Logic relay
0
Output 8 x relay / 8A
Q1
1
300 400
500
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bar
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agua
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0
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2000
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300 400
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0
400
100
0
L’efficacia pulente del sistema Agua è garantita da speciali irrigatori dinamici a
pressione, che si attivano al solo utilizzo del sistema e gettano l’acqua
uniformemente in ogni punto della superficie.
Gli speciali ugelli d’uscita infatti sono studiati in modo da creare un getto a lancia
piatta con caduta dall’alto che, come una lama taglia la superficie distaccandone lo
sporco senza rovinare le superfici.
Q2
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TECNOLOGIA .
I COMPONENTI: IL NEBULIZZATORE
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300 400
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00
00
0
bar
psi
10
0
0
10
L
N
I1
I2
I3
I4
100...240VAC
I5
I6
I7
I8
I9
IA
IB
IC
Input 12 x AC
DEL
SEL
DomoticSystem
ESC
OK
3 rd
Logic relay
0
Output 8 x relay / 8A
Q1
1
300 400
500
600
700
10
00
0
bar
psi
agua
DomoticSystem
600
0
0
400
300 400
500
8000
200
600
100
700
0
0
bar
psi
0
0
10
00
2000
200
100
0
2000
2000
8000
600
bar
psi
8000
500
700
0
0
400
0
300 400
200
600
0
600
0
400
100
0
0
2000
500
200
100
0
8000
8000
600
bar
psi
0
400
500
700
0
600
0
0
300 400
200
10
00
0
400
100
0
Per cicli di pulizia ove è richiesto un pretrattamento della superficie al fine di
ammorbidire lo sporco o nel ciclo di raffrescamento della superficie fotovoltaica,
viene attivato un sistema di nebulizzazione dell’acqua, che crea uno strato di
atmosfera sopra la superficie fotovoltaica con il 100% di umidità; questa permette nel
caso del pretrattamento di ammorbidire lo sporco; nel caso del ciclo di
raffrescamento della superficie di assorbire il calore in eccesso.
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q8
TECNOLOGIA.
I COMPONENTI: IL COMPUTER DI CONTROLLO
600
300 400
2000
600
700
00
00
0
bar
psi
10
0
0
10
inoltre vi è un programma di raffrescamento che si attiva in caso di rilevamento del
surriscaldamento delle celle fotovoltaiche del sistema.
L
N
I1
I2
I3
I4
100...240VAC
I5
I6
I7
I8
I9
IA
IB
IC
Input 12 x AC
DEL
SEL
DomoticSystem
ESC
OK
3 rd
Logic relay
0
Output 8 x relay / 8A
Q1
1
300 400
500
600
700
10
00
0
bar
psi
agua
DomoticSystem
600
0
0
400
300 400
500
8000
200
600
100
700
0
0
bar
psi
0
0
10
00
2000
200
100
0
2000
2000
8000
600
bar
psi
8000
500
700
0
0
400
0
300 400
200
600
0
600
0
400
100
0
0
2000
500
200
100
0
8000
8000
600
bar
psi
0
400
500
700
0
600
0
0
300 400
200
10
00
0
400
100
0
Il sistema Agua è completamente automatizzato grazie ad un efficace computer che
controlla un calendario astronomico ed i parametri rilevati da una serie di sonde.
I programmi statici a calendario permettono la pulizia regolare della superficie sulla
base delle caratteristiche geografiche e fisiche dell’impianto.
I programmi dinamici invece si attivano in determinate condizioni, quali:
Ÿ rilevamento di maggiore sporcizia rispetto a quanto statisticamente calcolato
Ÿ rilevamento di neve
Ÿ rilevamento di residui di pioggia acida
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q8
UTILIZZO.
UTLIZZO.
auga
ESEMPIO DI SISTEMA DI PULIZIA PER IMPIANTO SU TETTO MONOFALDA
agua
agua
Il sistema
Nel caso di impianti fotovoltaici a
forma rettangolare installati su
tetti monofalda, il sistema si
compone di moduli di irrigatori
dinamici che coprono le are
centrali attraverso aperture a 180°
e le aree periferiche attraverso
aperture a 90°.
UTLIZZO.
ESEMPIO DI SISTEMA DI PULIZIA PER IMPIANTO SU TETTO BIFALDA
Il sistema
Nel caso di impianti fotovoltaici a
forma rettangolare installati su
tetti bifalda, il sistema si compone
di moduli di irrigatori dinamici che
coprono le are centrali attraverso
a p e r t u r e a 3 6 0° e l e a r e e
periferiche attraverso aperture a
180°.
agua
agua
agua
agua
agua
Spazio all’innovazione
Nemuri
innovation in photovoltaic
via Siemens, 19
39100 - Bolzano
Italia
T +39 (0)471 1886878
F +39 (0)471 1886879
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