Panoramica
La transizione globale verso l’energia pulita sta ridefinendo le infrastrutture elettriche a ogni livello: dagli impianti fotovoltaici sui tetti ai parchi eolici offshore da diversi gigawatt e agli impianti di accumulo su larga scala. Con l’aumento della capacità di generazione da fonti rinnovabili, cresce anche la complessità dei sistemi elettrici necessari per raccogliere, condizionare, immagazzinare e fornire tale energia in modo affidabile alla rete.
I quadri di distribuzione a bassa tensione sono indispensabili in tutta la catena produttiva dell’energia rinnovabile. Gestiscono l’aggregazione dell’uscita degli inverter nei parchi solari, forniscono energia ausiliaria e di controllo in tutte le sottostazioni delle turbine eoliche, integrano i sistemi di accumulo energetico con batterie (BESS) con gli inverter di connessione alla rete elettrica, e offrono l’infrastruttura di comando e protezione dei motori a livello di impianto che garantisce il funzionamento continuo delle risorse di generazione. Nell’ambito delle energie rinnovabili, dove la produzione è intermittente e ogni ora di fermo non programmato comporta perdite di ricavi e rischi per la stabilità della rete, l'affidabilità degli apparecchi di manovra a bassa tensione non è un fattore secondario: costituisce un requisito fondamentale del progetto. I nostri quadri di distribuzione sono progettati per soddisfare questo standard: resistenti alle intemperie, conformi alla norma IEC 61439 ed ingegnerizzati per gli ambienti esterni e semi-esterni particolarmente impegnativi in cui opera l’infrastruttura per le energie rinnovabili.
Impianti fotovoltaici -Aggregazione dell’uscita degli inverter e alimentazione ausiliaria dell’impianto
In un impianto fotovoltaico solare su scala industriale, stringhe di pannelli alimentano potenza in corrente continua (DC) negli inverter di stringa o centrali, che la convertono in corrente alternata (AC) a 400 V. Le uscite di più inverter vengono quindi aggregate nei quadri elettrici combinatori a bassa tensione (LV) prima di essere innalzate mediante trasformatori a media tensione (MV) per l’immissione nella rete elettrica. Questa fase di aggregazione degli inverter rappresenta uno dei punti di distribuzione più critici dell’impianto: gestisce correnti continue elevate, cicli frequenti dovuti alla variabilità della generazione causata dalla copertura nuvolosa e forme d’onda ricche di armoniche prodotte dagli inverter.
I nostri quadri di distribuzione a bassa tensione e i sistemi di sbarre collettore, con portata fino a 4000 A e progettati per ambienti con armoniche elevate, forniscono l’aggregazione della corrente e la coordinazione della protezione richieste dagli ingegneri elettrici degli impianti fotovoltaici. A valle, appositi quadri di distribuzione ausiliari alimentano i carichi operativi dell’impianto: ventilatori di raffreddamento degli inverter, motori di azionamento dei tracker, apparecchiature di comunicazione, sistemi di sicurezza e illuminazione dell’area. Questi carichi ausiliari devono rimanere alimentati anche quando l’impianto è disalimentato per manutenzione, il che richiede una separazione accurata dal circuito di generazione e un’alimentazione affidabile e indipendente dalla rete elettrica o da un gruppo elettrogeno sito.
Parchi Eolici -Stazione di trasformazione della turbina e alimentazione ausiliaria della rete di raccolta
Ogni turbina eolica contiene il proprio sistema elettrico a bassa tensione interno, che alimenta i sistemi di controllo del pitch e del yaw, l’impianto di climatizzazione della navicella (HVAC), il riscaldamento delle pale (nelle installazioni in climi freddi), l’illuminazione di sicurezza e le apparecchiature di monitoraggio delle condizioni. Alla base di ciascuna turbina o in un apposito edificio di cabina elettrica, un compatto quadro elettrico a bassa tensione gestisce questo carico ausiliario, operando in ambienti soggetti a escursioni termiche estreme, elevata umidità, aria ricca di sali nelle applicazioni costiere e offshore, e vibrazioni meccaniche continue provenienti dalla struttura della turbina.
A livello di stazione di raccolta, dove l’energia proveniente da molte turbine viene aggregata prima della connessione alla rete, quadri elettrici a bassa tensione di maggiori dimensioni alimentano i carichi ausiliari della stazione stessa: raffreddamento del trasformatore, quadri di protezione con relè, illuminazione e riscaldamento della stazione. I nostri componenti per quadri di comando — con grado di protezione dell’involucro compatibile con IP54/IP65, finiture resistenti alla corrosione e supporti per sbarre collettore in resina epossidica ad alta isolazione, con tensione di tenuta fino a 4500 V — sono progettati specificamente per resistere alle condizioni ambientali severe delle sale elettriche degli impianti eolici, sia onshore che su piattaforme di stazioni di interconnessione offshore.
Sistemi di Accumulo Energetico Batteria (BESS) -Integrazione di sistemi di accumulo su scala di rete
L'accumulo di energia tramite batterie è il segmento a più rapida crescita del settore delle energie rinnovabili, fornendo le funzionalità di bilanciamento della rete, regolazione della frequenza e riduzione dei picchi di carico necessarie per compensare l’intermittenza della generazione solare ed eolica. Un impianto BESS su scala utility è tipicamente composto da moduli batteria, sistemi di conversione di potenza bidirezionali (PCS) e infrastrutture di distribuzione a bassa tensione (LV) che gestiscono il flusso di potenza tra il bus in corrente continua (DC) della batteria, gli inverter PCS e il punto di connessione alla rete in corrente alternata (AC).
I quadri di distribuzione a bassa tensione (LV) in un impianto BESS devono gestire il flusso di potenza bidirezionale, coordinare la protezione tra più unità PCS che operano in parallelo e garantire la disponibilità continua, poiché un impianto BESS è spesso impegnato a fornire servizi di risposta alla frequenza con tempi di reazione misurati in millisecondi. I nostri connettori per sbarre collettore ad alta capacità, gli isolatori estraibili a innesto e gli insiemi di interruttori di messa a terra meccanicamente interbloccati offrono la precisione di commutazione e l'affidabilità nell'isolamento dei guasti richieste dagli ingegneri elettrici specializzati in BESS. I quadri di distribuzione ausiliari all'interno degli involucri BESS alimentano i sistemi di gestione delle batterie (BMS), le unità di gestione termica, i sistemi di soppressione degli incendi e le infrastrutture di monitoraggio del sito: tutti questi componenti devono rimanere operativi indipendentemente dallo stato di carica o scarica dell'accumulatore.
Impianti ibridi di generazione energetica e microreti -Generazione e accumulo integrati
Sempre più spesso, i progetti di energia rinnovabile integrano fotovoltaico (PV), generazione eolica, sistemi di accumulo batteria (BESS) e generazione di riserva a diesel o a gas in un unico impianto ibrido integrato o in una microgrid – in particolare per le operazioni minerarie remote, le reti isolane e le strutture industriali fuori dalla rete. Queste installazioni richiedono un’architettura di distribuzione a bassa tensione (LV) sofisticata, in grado di gestire più fonti di alimentazione simultanee, eseguire commutazioni fluide tra le fonti tramite interruttori automatici di trasferimento (ATS) e mantenere tensione e frequenza stabili per carichi sensibili, indipendentemente dalla fonte di generazione attiva.
I nostri pannelli di distribuzione a bassa tensione, i meccanismi di comando compatibili con gli ATS e i sistemi di interblocco per il collegamento delle sbarre consentono la complessa logica di commutazione delle architetture degli impianti ibridi. Gli accessori per pannelli di parallelo generatori e i sistemi di sbarre ad alta corrente forniscono la base meccanica ed elettrica affinché i sistemi di controllo gestiscano la ripartizione del carico, la priorità delle fonti e le sequenze di avvio da blackout — ossia la capacità di ripristinare l’alimentazione dell’intero impianto da uno stato di assenza di tensione utilizzando esclusivamente le risorse di generazione presenti in loco.
Infrastruttura per operazioni e manutenzione -Alimentazione ausiliaria su scala di sito
Ogni impianto di energia rinnovabile – indipendentemente dalla tecnologia di generazione utilizzata – richiede un’alimentazione ausiliaria affidabile per l’intero sito, necessaria per i sistemi che garantiscono il funzionamento dell’impianto: reti SCADA e di comunicazione, sistemi di sicurezza perimetrale e telecamere CCTV, illuminazione delle strade interne e degli accessi, officine per la manutenzione e strutture per il benessere del personale. In grandi parchi solari o eolici estesi su centinaia di ettari, questa rete di alimentazione ausiliaria rappresenta essa stessa una sfida significativa in termini di distribuzione, richiedendo quadri elettrici posizionati strategicamente, protezione robusta dei cavi e quadri di comando e controllo che gli operatori sul campo possano gestire e mantenere in sicurezza con una formazione specialistica minima.
I nostri accessori per quadri di distribuzione compatti, maniglie per interruttori di isolamento pronte per lucchetto e meccanismi di comando chiaramente etichettati sono progettati tenendo conto della manutenibilità in campo: consentono al team operativo del sito di isolare, testare e ripristinare in sicurezza singoli circuiti senza ricorrere a contraenti specializzati, riducendo sia i costi di manutenzione sia i tempi di intervento in caso di guasti.
Perché i nostri prodotti si adattano alle energie rinnovabili
I progetti di energia rinnovabile vengono sviluppati secondo modelli finanziari stringenti, nei quali ogni scelta relativa ai componenti influisce sia sul CAPEX sia sull’OPEX a lungo termine dell’impianto durante la sua vita operativa di 25–35 anni.
Dai parchi solari su larga scala nel Medio Oriente alle sotto-stazioni offshore per energia eolica nel Nord Europa, fino agli impianti BESS su scala di rete in Nord America, i nostri componenti per distribuzione BT direttamente dalla fabbrica offrono durabilità, certificazioni ed esperienza applicativa richieste dalle infrastrutture per energie rinnovabili.
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