Il contributo di Phoenix Contact in favore del fotovoltaico

Lukas Tormöhlen, responsabile Technical Engineering nel Corporate Facility Management a Blomberg, e Stefan Gottschalk, Energy Manager del sito, conoscono perfettamente gli edifici esistenti. “Non tutti gli edifici sono in grado di sopportare il carico degli impianti fotovoltaici tradizionali che pesano tra i 15 e 20 chilogrammi al metro quadro”, spiega Tormöhlen (figura 1). “Negli edifici più vecchi sono stati considerati a suo tempo soltanto carichi di neve.” In tale ottica, sull’Edificio 36 sono stati installati nel frattempo moduli ultraleggeri. I pannelli pieghevoli, di pochi millimetri di spessore e rivestiti con uno strato in plastica resistente agli agenti atmosferici, hanno un peso di soli tre chilogrammi al metro quadro. Non vengono orientati a un angolo speciale, ma fissati direttamente sulle superfici del tetto (figura 2). L’Energy Manager Gottschalk aggiunge: “A causa della loro speciale superficie, i pannelli hanno una texture che consente alla luce una rifrazione ottimale. Rispetto ai moduli standard, il rendimento di potenza di picco è pressoché identico. In caso di radiazione solare debole, si hanno addirittura valori migliori grazie alla rifrazione ottimale della luce”. Non bisogna poi dimenticare che, con pannelli più sottili, si risparmia materiale per il montaggio.    

Combinazione di moduli tradizionali e flessibili

Nel corso del primo semestre del 2022, anche sull’Edificio 34 dovranno essere montati moduli “light”. La loro potenza elettrica è di 750 kilowatt di picco (kWp), pertanto, nel migliore dei casi, è possibile produrre circa 700.000 kWh di energia all’anno. La quantità sarebbe sufficiente per fornire energia, nel periodo indicato, a circa 175 abitazioni unifamiliari. L’obiettivo di Phoenix Contact è installare impianti fotovoltaici sui tetti di tutti i siti produttivi entro il 2030. In questo contesto si tratta di una combinazione di moduli tradizionali e flessibili. L’Edificio 60, attualmente in costruzione, sarà dotato solo di moduli tradizionali che forniscono una potenza di oltre 1000 kilowatt di picco (kWp). Al termine dei lavori, completati presumibilmente nel 2023, gli impianti fotovoltaici installati su questo edificio potrebbero generare circa 870.000 kWh all’anno.  

Anche la filiale di Phoenix Contact Power Supplies GmbH, con sede a Paderborn, sta installando impianti fotovoltaici sui suoi tetti. Sull’Edificio 1, nel primo semestre del 2022, è stato posizionato un impianto tradizionale con una potenza di 50 kilowatt di picco, corrispondente a una quantità di energia all’anno pari a 43.000 kWh. Per l’Edificio 2 si sta pianificando un impianto fotovoltaico di dimensioni considerevolmente maggiori. Nella sede per l'elettronica di Bad Pyrmont, nella prima metà del 2022, sull’Edificio 3 sono stati montati moduli ultraleggeri. La sua potenza è di circa 500 kilowatt di picco, che sfocerà in una quantità di energia generata annualmente pari a circa 425.000 kWh. L’edificio più recente, il numero 4, dispone già di un impianto fotovoltaico tradizionale. La dotazione degli edifici rimanenti, ovvero 1 e 2, è attualmente in fase di pianificazione. Anche in Phoenix Feinbau GmbH & Co. KG, con sede a Lüdenscheid, che si occupa della lavorazione del metallo, un tetto sarà dotato di collettori solari di potenza pari a circa 100 kilowatt di picco. A livello internazionale, la filiale USA ha realizzato impianti fotovoltaici che generano 960 kWh di energia. Nella filiale cinese si stanno progettando collettori solari con 800 kilowatt di picco. Anche altre filiali all’estero, ad esempio in Austria e in India, si stanno adoperando per sviluppare impianti fotovoltaici.    

Stazione meteo per determinare il Performance Ratio

Oltre all’utilizzo di impianti solari, Phoenix Contact fornisce una vasta gamma di componenti e soluzioni che garantiscono un funzionamento efficiente degli impianti fotovoltaici. Gli stessi prodotti sono impiegati anche per gli impianti fotovoltaici installati sui tetti dell’azienda. I quadri di stringa raccolgono e distribuiscono ad esempio le correnti DC prodotte dai generatori fotovoltaici e le inoltrano agli inverter. Allo stesso tempo, i quadri di stringa, che hanno una custodia resistente ad acqua e polvere, proteggono in modo ottimale gli impianti fotovoltaici da fulmini e sovratensioni. Consentono inoltre, se necessario, un arresto di emergenza per i vigili del fuoco. Le stringhe fotovoltaiche possono essere collegate in modo semplice, rapido e senza alcuna attività di manutenzione grazie alla tecnologia Sunclix o Push-in. Il sistema integrato di controllo delle stringhe fornisce inoltre costantemente informazioni sullo stato corrente dell’impianto. Se sono richiesti ulteriori quadri di stringa, è possibile creare in breve tempo soluzioni personalizzate.

Per poter valutare la performance degli impianti fotovoltaici, sui tetti delle singole sedi vengono utilizzate stazioni meteo (figura 4). Il Performance Ratio è il rapporto tra rendimento effettivo e target, dove il rendimento effettivo viene determinato sulla base dei dispositivi per la misurazione dell’energia installati. Il piranometro e le celle di riferimento, installati sia orizzontalmente che inclinati a livello di modulo, forniscono informazioni sul rendimento target. Se il Performance Ratio determinato è troppo basso, il team di Stefan Gottschalk può intervenire rapidamente ed effettuare gli adeguamenti richiesti.   

Stabilità della rete grazie ai regolatori per gli impianti certificati di produzione di energia

A prescindere dalla produzione di energia elettrica, negli impianti fotovoltaici viene generato un elevato volume di dati che devono essere acquisiti, rielaborati e analizzati in modo da poter valutare con quanta e quale redditività i collettori solari siano in grado di produrre elettricità. Vengono inoltre utilizzati i data logger interni che operano in modalità di riconoscimento automatica. In questo modo, tutti i sistemi installati negli impianti fotovoltaici, quali inverter, stazione meteo e sistema di monitoraggio, possono essere facilmente collegati con il data logger tramite Plug&Play. Poiché non è necessaria alcuna configurazione, il tempo di messa in servizio si riduce sensibilmente. Il data logger consente inoltre di salvare i dati in una memoria temporanea nel caso in cui il sistema di gestione dei dati centralizzato non sia raggiungibile.

Gli impianti fotovoltaici di recente installazione nei siti fungono da generatori di energia decentralizzati e devono pertanto contribuire alla stabilità della rete. A tale scopo, i gestori di rete di competenza indicano gli intervalli da rispettare per la frequenza e la tensione di rete nonché la potenza reattiva nelle condizioni di connessione alla rete per impianti fotovoltaici. Ai fini del controllo, il regolatore per gli impianti di produzione di energia dell’azienda registra l’energia e la potenza reattiva presenti nei punti di connessione alla rete. Su questa base, il dispositivo calcola quindi i relativi valori di controllo e li inoltra agli inverter che possono eventualmente essere regolati. Il regolatore per gli impianti di produzione di energia garantisce in tal modo un’alimentazione conforme alla rete nel caso in cui venga generato un volume di energia solare eccessivo rispetto a quanto consumato da Phoenix Contact nei propri edifici e siti di produzione. In Germania dal 2018, negli impianti fotovoltaici con potenza superiore a 135 kilowatt è necessario impiegare un regolatore di alimentazione certificato affinché questi possano connettersi alla rete. 

Ammortamento dopo un terzo di vita utile

“In totale, la potenza degli impianti fotovoltaici in esercizio nelle singole sedi di Phoenix Contact sarà di circa 6 megawatt”, prevede Stefan Gottschalk. A suo parere, un importante passo in avanti. Prima dell’offensiva fotovoltaica che ha coinvolto i diversi siti di Phoenix Contact, tra cui anche l’India, l’energia solare soddisfaceva solo lo 0,3% del fabbisogno globale di corrente. In futuro questa percentuale salirà al 5,5%. La produzione di energia solare è più conveniente rispetto al suo acquisto: il prezzo pagato per la produzione è circa un terzo del prezzo di acquisto. Le attività fotovoltaiche rientrano perfettamente nella strategia di neutralità climatica di Phoenix Contact fondata su 4 pillar: incremento dell’efficienza energetica, acquisto di energia verde, alimentazione con energie rinnovabili, compensazione delle emissioni CO2.  

“Per Phoenix Contact è importante che aumenti l’approvvigionamento di energia basata su fonti rinnovabili. Ciò comporta un incremento dell’acquisto di energia verde e contemporaneamente dei certificati di compensazione”, conclude Stefan Gottschalk. L’azienda si impegna a limitare il riscaldamento globale e a proseguire quindi con la vision orientata alla All Electric Society. L’offensiva fotovoltaica è un investimento di parecchi milioni di euro. Si stima che gli impianti saranno operativi almeno 25 anni e il loro ammortamento avverrà a circa un terzo della loro vita utile.