Home

Layman`s Report

1. 7 6 5 Difficolt incontrate Non si sono riscontrate difficolt 7 6 6 Documenti prodotti e o allegati Allegato 1 Elenco Target Group Allegato 2 Elenco Gruppo d interesse Allegato 3 Newsletter in formato elettronico e aggiornamento trimestrale visibile sul sito www trenitalia com disponibile dal 30 aprile 2003 Allegato 4 Fascicolo di Comunicati Stampa inviati alle Agenzie On line Allegato 5 Filmato dello Spot in formato elettronico Allegato 6 Itinerario Treno Verde 2003 Allegato 7 Fotografie del Treno Verde e della Conferenza Allegato 8 Immagine web del sito mobilityconference it Allegato 9 Premio Nazionale per I Ambiente Allegato 10 Articolo per il Convegno CIFI Allegato 11 Fotografie dei pannelli esposti nelle Officine di Foligno e Firenze LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 54 Allegato 12 Articolo pubblicato sulla rivista Tutto Treno n 162 di Marzo Allegato 13 Brochure in lingua italiana inglese Allegato 14 Brochure di invito al Convegno e filmato Allegato 15 Filmato del Convegno Il settore fotovoltaico e le applicazioni ferroviarie a Milano Allegato 16 Filmato della carrozza bagagliaio presentato al Convegno Il settore fotovoltaico e le applicazioni ferroviarie a Milano Allegato 17 Itinerario del Treno Verde 2004 Allegato 18 Fotografie del Treno Verde 2004 Allegato 19 Cd con software installato sul Treno Verde
2. Indicatore Obiettivo Tipo controllo Frequenza misurazioni ARI lt 3 Misurazione rumore Solo per la carrozza bagagliaio I sistemi utilizzati per le misurazioni elettriche sono di due tipi sistema field point che permette di registrare 1 dati in modo continuo per pi di venti giorni consecutivi evitando la necessit di presenza costante di personale terminato il tempo massimo di registrazione dati sar necessario scaricarli su un PC portatile sistema di misura real time che permette di visualizzare in tempo reale sul computer mediante il collegamento ad una pagina web 1 valori di tensione generata dal pannello fotovoltaico della tensione di carica batterie e della corrente di ricarica LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 28 Il sistema field point stato utilizzato per la campagna di misure sulla carrozza bagagliaio assegnata alla Sperimentazione della Direzione Ingegneria Sicurezza e Qualit di Sistema di Trenitalia La campagna di misurazioni iniziata nel luglio 2003 ed terminata ad ottobre Sistema CF Controllo Fotovoltaico Basa to su M3C Found Mitron Satellite per Localizzazione GPS a Base Operativa di Terra Pannello Solare Corner bikore MSC Pound Sistema CFV Controllo Fotovoltaico Fig 10 Il sistema real time stato installato sui seguenti rotabili Locomotiva Elettrica E 636 Locomotiva Diesel Aln 668 Carri Merci tipo Habillss e Carrozze passeggeri Questo sistema consen
3. Sul Locomotore E636 sono stati installati 6 moduli UNI Solar US 116 di dimensioni 766 2 x 2437 3 mm disposti nel seguente modo n 2 moduli sul lato corridoio di cui 2 disposti sull imperiale con inclinazione di 30 ed il terzo lateralmente in prossimit di un finestrino n 2 moduli sull imperiale della carrozza tilt 0 n 2 moduli disposti nello stesso modo sull altro lato della locomotiva Le caratteristiche elettriche dei moduli individuati tenendo conto dei collegamenti serie parallelo sono riportate nella seguente tabella N Potenza Tensione Tensione Tensione Corrente Range di pannello moduli in nominale alla max max a min di generata tensione serie Wp potenza circuito lavoro max operativo parallelo aperto a A 20 60 C LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 17 rarei gad sp anto GU yi Fornelli posti nb wre perra NT n enne mu cia tdci 3 ra A Fi la Tu Per calcolare lo sforzo aerodinamico del pannello si sono assunte le seguenti condizioni Velocit massima del treno 120 km h Velocit massima del vento laterale 150 km h Il pannello US 116 una volta montato sull imperiale si pu assimilare ad una lastra piana avente un coefficiente di portanza pari a 0 8 larghezza di 80 mm e lunghezza di 2500 mm per una superficie portante di 2 m Lo sforzo risulta di 355 kgforza 3483 N Di conseguenza sulle viti di bloccaggio del vassoio risulta
4. Queste emissioni sono di due tipi quelle dirette causate dall esercizio dei treni a gasolio lungo le linee non elettrificate e quelle indirette derivanti dalla produzione dell energia elettrica utilizzata LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 31 Nel primo caso la quantificazione degli inquinanti prodotti si basa su fattori di emissione medi rappresentativi del parco rotabile diesel circolante nel secondo si fa riferimento ai valori di emissione espressi in g kWh relativi all energia elettrica prodotta in Italia Per effetto dell aumento dell efficienza energetica e di un migliore impiego di combustibili nella produzione tutti 1 principali inquinanti legati all esercizio dei treni SO2 NOx e PM 10 hanno subito forti riduzioni ed in particolare le emissioni totali di gas serra provenienti cio del trasporto merci e passeggeri nel sel anni considerati sono diminuite quasi del 14 Nella tabella che segue sono riportati 1 dati estratti dal Rapporto ambientale 2001 Trenitalia riguardanti le emissioni complessive Trazione elettrica trazione diesel rilasciate in atmosfera Anno nee Ossidi di azoto Polveri da A cu solforosa equiv a CO2 t t t t 1996 15 895 15 098 2 302 3 425 1997 13 218 13 538 1 209 3 293 1998 13 062 11 933 1 105 3 223 1999 10 424 10 622 3 005 8 910 1 1996 2000 Il grafico sotto riportato relativo alle emissioni specifiche di CO2eq tiene conto dei gas con effetti equivalen
5. Allegato 20 Filmato della 2nd UIC Railway Energy Efficiency Conference a Parigi Allegato 21 Articolo sul Treno Verde sulla rivista Riflessi distribuita sul Treno Eurostar Allegato 22 Presentazioni conferenza di Parigi il 27 Ottobre 2004 in formato elettronico Allegato 23 Brochure aggiornata Allegato 25 Itinerario del Treno Verde 2005 Gli allegati sopra citati sono gi stati consegnati nel Rapporto Intermedio del 29 02 04 Allegato 26 Articolo pubblicato su L Amministrazione Ferroviaria Allegato 27 Articolo pubblicato su The Parliament Allegato 28 Articolo pubblicato su Fermerci Allegato 29 Manuale Tecnico Metodologico in lingua italiana e in lingua inglese Allegato 30 Programma del convegno presentazioni degli interventi dei relatori rassegna stampa ed elenco partecipanti circa 200 persone compresa la stampa Allegato 31 Articoli relativi al convegno pubblicati sulla stampa e servizi televisivi Gli allegati sopra citati sono gi stati consegnati nel Rapporto Finale del 31 01 06 LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 55 8 ATTIVITA DI DISSEMINAZIONE E PRODOTTI DEL PROGETTO Il piano di comunicazione del progetto in termini di attivit svolte e di risultati ottenuti stato gi ampiamente illustrato nella Task 6 punto 7 6 prevista proprio in relazione alla disseminazione del progetto a suo tempo pianificata come specifica attivit 9 V
6. Milioni di Eu VAN 0 32 Mil TIR 18 53 PBP 7 Anni Anni s Cach fow dopo imposte d Cashflow con ric 10 Cash flow con costi 10 Cash flow con 10 invest Tale risultato dimostra come sia conveniente alimentare elettroserrature ed apparati di comunicazione mediante accumulatori ricaricabili alimentati da pannelli fotovoltaici rispetto agli accumulatori non ricaricabili e quindi da sostituire tenendo anche conto le eventuali difficolt gestionali a cui si andrebbe incontro in tal caso L evoluzione quindi del sistema fotovoltaico sui carri merci risulta d interesse sebbene resta subordinato a decisioni appartenenti sia alla sfera della politica del Gruppo Fs che alla prassi amministrativa in uso Infatti ogni step del procedimento necessita sempre di apposita delibera autorizzativa e la decisione finale a procedere compete ai Comitati d Investimenti di Trenitalia e del Gruppo FS Il tema delle carrozze passeggeri passa per un analisi di sostenibilit economica che possa garantire a regime le economie gestionali legate alla riduzione del numero delle attuali Officine di Ricarica Accumulatori OCA nonch per lo studio di un convertitore customizzato adibito all alimentazione dei servizi ausiliari in grado di prelevare l energia sia da campo FV che dall alimentazione a 3 kV ottimizzando il prelievo per quanto possibile dal sistema FV Altro fattore da evidenziare la perdita economica che
7. azionamento della locomotiva le correnti in gioco sono estremamente variabili da circa 500 1500 A Infatti durante 11 normale il funzionamento si verificano continuamente distacchi del pantografo dalla linea a 3kV Questi distacchi possono essere del tipo Breve inferiori al msec Lunghi dell ordine di 100 msec Nel primo caso non abbiamo alcuna variazione della corrente ma si verifica produzione di un arco elettrico di breve intensit che non dovrebbe avere alcuna influenza sul sistema FV Mentre il secondo caso provoca archi di intensit maggiori con possibili variazioni istantanee della corrente e conseguente produzione di un campo elettromagnetico con condizioni simili per certi aspetti all azione del fulmine Al fine di valutare gli effetti sul FV sono previste delle misurazioni mediante il sistema di acquisizione dati per valutare gli effetti prodotti dall arco durante normale captazione dell energia dalla linea di contatto intervento delle protezioni della locomotiva apertura extrarapida dell interruttore di protezione distacco del pantografo per tempi lunghi Si misura l influenza del rumore aerodinamico infatti l inserimento dei pannelli modifica la morfologia della superficie dell imperiale o della fiancata della locomotiva pertanto il rumore aerodinamico si modifica Definiamo Rap il rumore della carrozza con i pannelli FV misurato all interno R il rumore della carrozza senza 1 pannelli
8. eventualmente di sostituzione in caso di avaria La necessit di ottenere una potenza di picco e una tensione nominale idonea alle necessit applicative ha determinato la scelta di realizzare matrici di 5 strisce di tegole fotovoltaiche collegate in serie tra loro Ciascuna di queste matrici stata applicata su una struttura di lamiera di acciaio inossidabile di dimensioni 2 324 x 1 000 mm e di spessore 1 5 mm in modo da costituire un LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 14 Vassoio le strisce di tegole sono state incollate e rivettate al vassoio sovrapponendo le parti non attive 175 mm ottenendo cos 650 mm di zona attiva e 350 mm di zona non attiva che ripartita alle due estremit del vassoio verr utilizzata per il fissaggio del vassoio stesso all imperiale della carrozza Sull imperiale delle carrozze saranno applicati n 16 vassoi che saranno fissati su profili preventivamente saldati sul tetto delle carrozze stesse I vassoi sono curvati con lo stesso raggio di curvatura della parte centrale dell imperiale 2 5 m per tutte le tipologie di carrozze scelte Ogni vassoio viene fissato sull imperiale mediante bulloni sui due profili saldati posizionati in corrispondenza dei fori presenti sul vassoio Al fine di garantire il fissaggio delle tegole anche in condizioni di alta velocit e di condizioni d esercizio sfavorevoli ingresso in galleria incrocio con altri treni ecc si previsto di affiancar
9. ha comportato una limitazione nell applicazione dei pannelli fotovoltaici in termini di numero e di posizionamento dei pannelli stessi obbligando l installazione anche sul lato in tal caso 1 pannelli fotovoltaici captano la luce riflessa che comporta una ridotta produzione di energia elettrica inoltre 1 frequenti fermo macchina necessari per la manutenzione richiedono il ricovero del rotabile all interno delle officine di manutenzione per cui il periodo di esposizione alla luce solare viene fortemente ridotto Le prove e misure effettuate sull Automotrice diesel Aln 668 332 riportano i seguenti valori di energia elettrica prodotta e anidride carbonica non immessa in atmosfera Periodo di misura Agosto 2004 Ottobre 2005 Energia Prodotta 540 68 kWh Riduzione di Anidride Carbonica 405 51 Kg LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 46 Energia utilizzata automotrice Aln 668 3231 90 00 C TCCECCC CCE ded 80 00 70 00 60 00 50 00 40 00 30 00 20 00 10 00 0 00 Energia kWh ago set ott nov dic gen feb mar apr mag giu lug ago set ott 04 04 04 04 04 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05 Mesi I risultati ottenuti nel corso delle sperimentazioni hanno confermato la caratteristica della superficie del pannello fotovoltaico di essere autopulente Lo sporco derivante dai fumi del motore diesel non hanno degradato le prestazioni dei pannelli Dall analisi degli ind
10. rif Zona Wp W Firenze Wh m Carrozze bagagliaio Sperimentazione 61839590100 1 N 16 vassoi 1360 3288 DISQS 51839590104 5 Tipologia rotabile Rotabile Carrozze media distanza 50831178184 5 N 16 vassoi 1360 3288 50838978002 6 50832239503 1 1360 3288 Locomotiva LE 636 385 US 116 n 6 696 1682 Aln 668 3231 US 116 n 9 1044 2542 31 83 285 2 616 1 348 841 Carri Habillss tipo H32 31 83 285 2440 06 US 116 n 3 31 83 285 2 340 08 la carrozza utilizzata in composizione al treno verde EI valori sono stati calcolati supponendo rendimento dell impianto FV comprensivo dei moduli e batterie del 75 radiazione media per la zona di Firenze pari a 4 03 fornita da apposite tabelle sperimentali rendimento del convertitore pari al 80 Mezzi trainati carrozze La prima applicazione stata studiata per le carrozze il cui tetto denominato imperiale ha la forma mostrata in figura 4 Fig 4 La sagoma dell imperiale delle carrozze obbliga la scelta della forma e delle dimensioni del pannello fotovoltaico che deve essere quindi tale da coprire per quanto possibile la zona centrale pressoch piana in modo da facilitarne l applicazione e nello stesso tempo applicare 1 pannelli in posizione prossima a quella orizzontale per catturare quanta pi energia possibile Il pannello fotovoltaico inoltre deve essere modulare e facilmente maneggevole per garantire la facilit d installazione ed
11. servizi ausiliari A tal proposito si allega il grafico dell energia utilizzata LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 40 u 305 2003 1208 2005 oxrufr2005 22r07r2005 rudzus 3100 2005 0003920059 oro 2005 3010 2005 Nori dood 7 2 4 Commenti L estensione dell applicazione del sistema FV sui rotabili richiederebbe la ricerca di un adifferente tecnologia del sistema fotovoltaico in quanto risulta ancora difficile garantire la stabilit per lungo periodo dei pannelli sull imperiale Infatti le ripetute sollecitazioni meccaniche aerodinamiche e gli agenti corrosivi mettono a dura prova gli ancoraggi meccanici del sistema Risulta quindi necessario individuare una tecnologia innovativa per l estensione dell applicazione come per esempio la diffusione della materia attiva FV sotto forma di multistrato sulla lamiera costituente l imperiale Nel periodo di osservazione non si rilevato alcun inconveniente per gli accumulatori applicati sulle carrozze 7 2 5 Difficolt incontrate Le difficolt riscontrate sono legate all applicazione sui rotabili e sono le seguenti individuazione della tecnologia e tipologia di pannello pi idonea Infatti il mercato orientato per applicazioni civili ed industriali e non per applicazioni che sottopongono gli apparati ad elevate vibrazioni ed urti l applicazione dei pannelli sull imperiale dei rotabili richiede la garanzia di stabilit per lunghi periodi oltr
12. tecniche adottate I prototipi costituiscono la parte realizzativa del progetto che permettere di sperimentare la tecnologia studiata per le tipologie di mezzi scelti I prototipi costituiscono la parte realizzativa del progetto che permettere di sperimentare la tecnologia studiata per le tipologie di mezzi scelti I prototipi costituiscono la parte realizzativa del progetto che permettere di sperimentare la tecnologia studiata per le tipologie di mezzi scelti Lo studio della realizzazione di un sistema fotovoltaico per un treno Eurotar con relazione sullo studio degli effetti aerodinamici sul tetto del mezzo e realizzazione di un modello in scala della realizzazione del progetto Materiali per la divulgazione del progetto e della tecnologia utilizzata di GESTIONE DEL PROGETTO Il progetto nasce con l obiettivo di individuare una soluzione alternativa al problema del consumo energetico nel rispetto dell ambiente utilizzando fonti energetiche rinnovabili ovvero pannelli fotovoltaici Il progetto stato pianificato nell arco di 24 mesi pi 12 mesi successivi concessi a seguito della richiesta di proroga e articolato in 6 Tasks nelle quali sono stati individuati 1 seguenti compiti Task 1 Scenario Energetico Ambientale monitoraggio della situazione esistente in relazione al consumi energetici e conseguente analisi di emissioni inquinanti nel campo della trazione ferroviaria analisi del mercato nazionale europeo d
13. FV e batterie pari al 15 Il convertitore viene posizionato nel sottocassa della carrozza Lo studio del modello matematico per la distribuzione delle pressioni avvenuto individuando un modello di dimensioni ridotte con cui stato possibile passare ad elaborazioni di tipo instazionario che richiedono risorse computazionali notevoli il caso ad esempio di incrocio con altri treni ingresso gallerie passaggio ponti e situazioni orografiche particolari I risultati di tale elaborazioni hanno mostrato che le maggiori pressioni sono concentrate sul locomotore e sulla prima carrozza Sono state fatte delle prime analisi sul modello alle velocit di 30 50 e 70 metri al secondo 1 cui risultati grafici sono rappresentati di seguito La figura 11 rappresenta le pressioni statiche opportunamente scalate per evidenziare le zone di distacco la figura 12 invece le linee di corrente sempre con scala opportuna Fig 11 Fig 12 Dalla figura 12 s1 pu notare come la zona pi critica si trovi sulla motrice di testa nella zona con pi forte variazione di curvatura La repentina variazione di velocit potrebbe dar vita a vibrazioni ed a fenomeni acustici anomali Come previsto stato realizzato un modellino della carrozza dell ETR500 con l applicazione dei pannelli fotovoltaici sull imperiale e di un locomotore E 404 sempre dell ETR 500 7 5 4 Commenti L applicazione di un sistema fotovoltaico di un treno Eurostar mostr
14. La Divisione Logistica nell anno 2003 ha contato circa 12 000 trasporti di cui 11 50 dall estero I carri pi performanti sono quelli di tipo H32 gli stessi utilizzati per la sperimentazione fotovoltaica che potrebbero essere attrezzati con le elettroserrature Attualmente le elettroserrature sono installate su 20 carri di cui 3 utilizzati per il progetto PVTRAIN ma l ipotesi quella di montare le elettroserrature sui tutti 1 200 carri H 32 La valutazione economico finanziaria relativa alla convenienza economica dell applicazione dei pannelli fotovoltaici sui carri attrezzati con elettroserrature piuttosto che con alimentazione con batterie non ricaricabili e quindi da sostituire stata realizzata sul trasporto della protezione delle merci di valore sopra descritte L analisi economico finanziaria quindi stata realizzata ponendo a confronto 1 due seguenti scenari Scenario 1 alimentazione degli apparati di comunicazione ed elettroserraturre con accumulatori ricaricati mediante Pannelli Fotovoltaici installati sul tetto del carri merci Scenario 2 alimentazione degli apparati di comunicazione ed elettroserraturre con accumulatori non ricaricabili con gestione del ciclo di sostituzione ricarica in parte terzializzato Si riportano gli Economics dello studio per 1 due scenari Scenario 1 Il costo di attrezzaggio per carro merci CAPEX di seguito riportato nel dettaglio costo pannelli solari 2 pannelli da 60 W ci
15. alimentazione delle utenze a bassa tensione 24 Vcc installate a bordo degli stessi I convertitori sono destinati all alimentazione delle batterie dei veicoli per il servizio nazionale e devono funzionare con alimentazione di pannelli fotovoltaici I pannelli sono costituiti da moduli collegati in serie Viene realizzato il parallelo di ciascuna serie con diodi di interblocco Nella seguente figura viene riportato schematicamente il collegamento Pannello Fotovoltaico Pannello Li Le Convertitore Fotovoltaico Pannello Fotovoltaico La tensione di alimentazione compresa nei seguenti range 60 140 Vcc utilizzando come pannelli FV la tegola fotovoltaica carrozze La tensione di riferimento o di generazione max potenza 86 Vcc La corrente generata nel punto di massima potenza I 16 A 55 165 Vcc utilizzando 1 pannelli US 116 carri e locomotive La tensione di riferimento o di generazione max potenza 90 Vcc La corrente generata nel punto di massima potenza I 16 A Il convertitore deve essere contenuto in un unica cassa idonea all applicazione sotto al telaio dei rotabili FS con le seguenti dimensioni 55cm 110cm Vano sezionatore i LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 24 Le caratteristiche del convertitore Potenza nominale La potenza nominale espressa in kW di 1 3 KW Rendimento e perdite Il rendimento dei convertitori caricabatterie alle tensioni di alime
16. dei prototipi che stato successivamente recuperato non influenzando quindi la data di fine progetto LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 41 7 2 6 Documenti prodotti e o allegati Risultati del test sulla carrozza bagagliaio Gli allegati sono gi stati consegnati con il Rapporto Intermedio del 31 01 05 7 3 Fotovoltaico per mezzi trainati carri merci DATE PREVISTE DAL 01 11 2003 AL 31 10 2005 DATE EFFETTIVE DAL 01 11 2003 AL 31 10 2005 7 3 1 Cosa era previsto L attivit consiste nella progettazione realizzazione prove sul campo di tre carri prototipo e Feedback Obiettivo dell attivit di individuare un sistema di ricarica o mantenimento in carica delle batterie per l alimentazione delle elettroserrature installate sui carri merci per protezione di merci di valore comandate mediante sistema GPS Global Positioning System utilizzando come energia alternativa pannelli fotovoltaici con conseguente riduzione dei costi di sostituzione delle batterie e quindi dell inquinamento ambientale dovuto allo smaltimento delle stesse Infatti il sistema fotovoltaico individuato consente di effettuare una ricarica costante delle batterie garantendo l alimentazione buono stato di carica degli accumulatori con un migliore sistema di ricarica tale da consentire l allungamento della vita utile delle batterie stesse La progettazione del sistema fotovoltaico per 1 carri merci prevede di individuare una tipologi
17. indagine di Mercato analisi del mercato fotovoltaico Obiettivo dell attivit prevista nella task di quantificare 1 consumi e 1 livelli attuali di inquinamento nonch di effettuare l analisi di mercato con l individuazione dei moduli fotovoltaici pi idonei per l applicazione ferroviaria Per poter valutare la performance del sistema fotovoltaico progettato s1 prevede la definizione di indicatori di prestazione 1 cui valori saranno riportati a seguito delle prove effettuate nella Relazione sugli indicatori di prestazione Le scelte tecniche e le modalit applicative individuate saranno riportate nel dettaglio nella Relazione tecnica e modello di analisi I prodotti previsti dalla task sono le seguenti relazioni Relazione su indagine di Mercato Scenario Ambientale Relazione su indagine di Mercato analisi del mercato fotovoltaico Relazione sugli indicatori di prestazione Relazione tecnica e modello di analisi 7 1 2 Cosa stato fatto Le attivit previste nella task ovvero quantificazione dei consumi e dei livelli di inquinamento l analisi di mercato con successiva individuazione di pannelli fotovoltaici idonei alla sperimentazione l identificazione di indicatori di prestazione e la descrizione delle scelte tecniche individuate sono state effettuate come previsto con la stesura delle relazioni indicate 7 1 3 Risultati ottenuti L attivit ha realizzato la tre
18. vita dell impianto e all uso di tali risorse energetiche analisi del ciclo di vita LCA L energia necessaria per la produzione della cella include non solo l energia consumata durante la produzione ma anche l energia posseduta dalle materie prime utilizzate L energia di produzione delle celle nel caso di film sottili di silicio amorfo inferiore a 40 MJ m2 per la tecnologia attuale Tuttavia se gli strati depositati dovessero raggiungere spessori inferiori a 10 um in questo caso il grado di purezza del materiale di partenza dovrebbe essere pi elevato e di conseguenza l energia necessaria a produrlo maggiore L energia necessaria alla produzione dei materiali incapsulanti include tutti 1 materiali diversi dallo strato di cella attivo ed 1 contatti ed esclude ovviamente la cornice del modulo che conteggiata a parte In genere per questi materiali necessaria fino al 50 dell energia totale richiesta A seguito di tale ricerca di mercato sono state prese in considerazione le caratteristiche tecniche necessarie per la sperimentazione in oggetto ovvero la flessibilit dei pannelli lo spessore notevolmente sottili e l alta efficienza Il modello dei moduli fotovoltaici individuato per l applicazione delle carrozze la Tegola Fotovoltaica con il sistema a Tripla Giunzione che permette una deposizione di tre strati di lega di silicio su un supporto di acciaio flessibile molto sottile LIFE02 ENV
19. 000064 Rapporto Finale 31 05 06 61 10 ALLEGATI Gli allegati sono stati consegnati come indicato nelle singole Task di progetto con 1 precedenti Rapporti Semestrale Intermedio e Finale del 31 01 06 LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 62
20. 0064 Rapporto Finale 31 05 06 26 3 Influenza dell inquinamento ambientale 4 Influenza dell interferenze elettromagnetiche 5 Influenza del rumore aerodinamico dovuto all inserzione dei pannelli Il primo indicatore individuato valido per tutti 1 prototipi realizzati l adesione dei pannelli sull imperiale dei rotabili che cos determinato Indicatore Obiettivo Tipo controllo Frequenza misurazioni n distacchi Zero distacchi Ispezione Visiva n carrozze Altro parametro il degrado prestazionale del pannello che pu essere raggruppato in cinque categorie degradazione di materiali dovuto all impacchettamento quando 1 materiali sono danneggiati o si degradano durante il normale servizio perdita di adesione del pannello definita come 11 guasto delle obbligazioni tra strati del materiale che costituiscono un modulo degradazione di cella o delle interconnessioni dei moduli le sollecitazioni termo meccaniche dovute al ciclismo quotidiano provocano la degradazione degli strati di film sottile nei luoghi della saldatore giuntura degradazione causata da intrusione di particelle di liquido pu essere collegata anche a perdita di forza adesionale all interno del modulo degradazione del dispositivo a semiconduttore la corrosione elettrochimica dell ossido trasparente conduttivo consente la migrazione del sodio la presenza di interna di particelle d acqua appare accelerare inizio e proseguiment
21. 1 PDO Documenti Prodo CIO CO RR dais 51 7 6 TASK 6 DIVULGAZIONE E GESTIONE DEL PROGETTO iii SI 404 COSTA PEV SIO ears Gc incase Red has a a RO E 51 F022 CACO IT EA AA AAN AA as 32 505 Ioia 54 LOA CON 54 702 DICO ANCONU GICs neo 54 TOO Document Prodo e o aldea iii dias 54 8 ATTIVITA DI DISSEMINAZIONE E PRODOTTI DEL PROGETTO ccccccccccccccccccccssssssssssscecs 56 9 VALUPAZIONE CONCLUSIONE ladina da 56 10 ALLEGATE ssi iii illo iii ai iii iii ee 62 LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 4 1 2 RIQUADRO CON PAROLE CHIAVI ED ABBREVIAZIONI PAROLE CHIAVE Segnare l area tematica alla quale il Progetto fa riferimento Aria Tecnologie Pulite Acqua Buone prassi Suolo Tecniche di trattamento a valle Rumore Gestione ambientale Rifiuti Sviluppo Sostenibile Risorse Naturali EXECUTIVE SUMMARY 2 1 Gli obiettivi del progetto Gli obiettivi del progetto sono 2 2 verifica tecnica di utilizzo di pannelli fotovoltaici di nuova generazione al silicio amorfo in ambito ferroviario per il mantenimento in carica degli accumulatori a bordo rotabile validazione delle tecnologie di recupero energetico tramite pannelli fotovoltaici progettati ed assemblati per materiale rotabile in uso e di nuova generazione alta capacit velocit mediante impianti pilota esportazione dei dati conseguiti e delle risulta
22. 4 nov 04 dic 04 feb 04 mar 04 apr 04 mag 04 gen 05 feb 05 mar 05 apr 05 mag 05 giu 05 lug 05 ago 05 set 05 ott 05 Mesi Periodo di misura Luglio 2003 Ottobre 2005 Energia Prodotta 1378 42 kWh Riduzione di Anidride Carbonica 1033 82 Kg LIFE02 EN V IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 39 Dall analisi del grafico sopra riportato si evidenzia quanto segue l energia prodotta nel periodo Luglio Settembre 2004 ben superiore all energia prodotta nello stesso periodo dell anno 2003 Tale maggiore resa energetica dovuta alla messa a punto del convertitore avvenuta nel mese di Maggio 2004 del meccanismo di aggancio alla massima potenza l energia prodotta dai pannelli fotovoltaici nei mesi di Luglio 2004 e Luglio 2005 la stessa a conferma della caratteristica del pannello fotovoltaico al silicio amorfo di superficie autopulente infatti in tale anno non si verificato alcun degrado prestazionale a causa allo sporco inquinamento atmosferico sporco ferroviario Nel corso dell anno concesso di proroga sono state implementate le misure sulle altre carrozze prototipo bagagliaio carrozza misure treno verde carrozza passeggeri Media Distanza carrozza passeggeri Piano Ribassato Complessivamente nel corso dei 2 anni e mezzo considerando 1 successivi tempi necessari per la realizzazione dei prototipi a partire dal primo concluso nel Giugno 2003 l energia prodotta dal
23. ALUTAZIONE E CONCLUSIONI La Direzione Ingegneria Sicurezza e Qualit di Sistema ex UTMR Unit Tecnologie Materiale Rotabile dedicata all ingegneria e alla tecnologia del treno ha guardato con interesse al fotovoltaico con la sperimentazione diretta per verificarne le possibilit di applicazione in ambito ferroviario sviluppando 11 progetto PVTRAIN L obiettivo quello di analizzare e sperimentare l applicazione sui treni della tecnologia fotovoltaica una delle pi avanzate e mature tra le tecnologie che sfruttano le fonti rinnovabili che permette di risolvere efficacemente il problema del risparmio energetico nel rispetto dell ambiente Il progetto di durata 3 anni ha visto l installazione di pannelli fotovoltaici sulle superfici curve di 10 mezzi ferroviari individuati 5 carrozze 3 carri merci e 2 locomotori per il mantenimento in carica delle batterie a bordo dei treni per l alimentazione dei servizi ausiliari durante la marcia in alternativa all alimentazione tradizionale dalla linea di contatto e soprattutto durante le soste Data la specificit della sperimentazione stato effettuato un benchmarking sui pannelli fotovoltaici disponibili sul mercato con le caratteristiche specifiche necessarie alle esigenze applicative del progetto ovvero flessibilit le superfici delle carrozze sono curve e alta efficienza di captazione della luce diffusa 1 mezzi si muovo sul territorio nazionale alternando luce ed omb
24. ARIO ENERGETICO AMBIENTALE veci 30 Palio COSTE DICV ISTO icici nde coats E tance den suda vet oblen onatanes svala ten canbe wenneh a E venice ten epeumeneneees 30 Tele COSTE SAO JAMO iii 30 LL RESTO CO ENS AI sie RO 30 7 1 4 COMM liacle rat 37 Td CIARA CE EI 37 TOS Documenti Prodotti OMC A A 37 12 TASK 2 FOTOVOLTAICO PER MEZZI TRAINATI CARROZZE r eea E ALALU EEOAE 38 Az MCOSA CHO PICVISIO RARO I AIR 38 Ruz CONICO irish 38 Ir INI ni 39 7 2 4 COME 4 1259 DINCOLEMOM Idolo soa 4 2 230 DOCUMENT POOLE allegria A AAA NA ir 42 7 3 FOTOVOLTAICO PER MEZZI TRAINATI CARRI MERCI rc 42 4 CONICO liceali 42 LI COAC O AO A A AAN d 42 II Risalah OenUll lt A AAA AAA AAA AAA AAA EA eee 43 7 3 4 COROT rra eee 44 Too DICOM une 44 100 DOCUMENT Prodotti e o GOG siii 44 7 4 TASK 4 FOTOVOLTAICO PER MEZZI TRAINANTI LOCOMOTORI ssccccseceeceseceeesccceaeeccecseeceeeeeeceeaeeceeaaeecees 45 144 COMINO 45 TAZ COS JAMO dida ld 45 LAS ISU iii attira 45 7 4 4 COMM eolie 47 RI PUCONCI CORO E saci eases ca es iaia 48 FAO Document Prodotti e o dedi silla 48 7 5 TASK 5 PROGETTO NUOVA CARROZZA EUROSTAR soisin reniei A AE N NE A aa 48 ADE COTA PLEN S O li 48 LIFE02 EN V IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 3 LIZ CONICO slice 48 ko IA stucco andes este T shew ba awd mde aaa es wee edn a aa 50 04 A OMNE EE AEE 50 109 DUNCA ONIT ALC AEri EE EE A O A E A sia 5
25. Energia carro merci 440 06 20 00 15 00 10 00 Energia kWh 5 00 0 00 a SF S O XL SS S S S amp F FFF EES SK FG SD D Q x amp S Mesi Analizzando il grafico si osserva che nei mesi di Marzo Aprile 2005 l energia rilevata nulla per avaria al sistema di trasmissione dati per cui i risultati di tali mesi non sono disponibili Nel corso dell anno concesso di proroga sono stati montati 1 sistemi di misura anche sugli altri 2 carri merci Complessivamente l energia prodotta dai pannelli fotovoltaici in funzione del consumo delle batterie che alimentano 1 servi ausiliari e la rispondente riduzione di Anidride Carbonica non immessa in atmosfera sono Periodo di misura Agosto 2004 Ottobre 2005 Energia Prodotta dalla tipologia carri merci 275 79 kWh Riduzione di Anidride Carbonica 206 84 Kg Dall analisi degli indicatori di prestazione si evidenzia che non si avuto nessun distacco distacchi 0 con target 0 dei pannelli fotovoltaici per nessuno dei carri merci realizzati non LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 43 risultano malfunzionamenti dovuti alla presenza della linea di alimentazione ad alta tensione 3 kV vicino ai pannelli malfunzionamenti 0 con target 0 Nella tabella seguente si riporta per il carro merci il raffronto fra l energia attesa teorica e l energia effettivamente utilizzata Energia teorica attesa Energia utilizzata zona di r
26. IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 34 Tale modulo in silicio amorfo a tripla giunzione cos detto in quanto ogni cella del modulo composta dalla giunzione di tre semiconduttori disposti uno sull altro ha la seguente funzionalit la cella inferiore assorbe la luce rossa la cella nel mezzo la luce gialla e l ultima assorbe la luce blu La capacit di dividere lo spettro della luce la chiave dell alta efficienza specialmente ai bassi livelli di irraggiamento e sotto luce diffusa Il silicio amorfo inoltre depositato su un sottilissimo supporto d acciaio risulta essere flessibile e quindi applicabile con pi facilit rispetto al silicio cristallino anche su superfici non piane Le motivazioni che hanno condotto alla scelta di tale tipologia di pannello sono una migliore efficienza dovuta alla possibilit di utilizzare con migliore efficacia la luce diffusa e una migliore capacit di adattamento alla superficie di applicazione sottostante imperiale delle carrozze avente superficie curva Per l applicazione su locomotori e carri merci sono stati scelti 1 moduli US 116 sempre in silicio amorfo in tripla giunzione che incapsulato in un polimero con cornice in alluminio anodizzato e applicato su una lastra di acciaio Relazione sugli indicatori di prestazione Tale relazione riporta gli indicatori significativi per la verifica prestazionale dell installazione dei pannelli fotovoltaici sulle tre diverse tipologie di
27. Il 4 5 Febbraio 2004 a Parigi presso la sede principale dell UIC si svolta la Conferenza sull Efficienza Energetica 2nd UIC Railway Energy Efficiency Conference nell ambito della quale stata fatta la presentazione del progetto PVTRAIN con relativo allestimento di uno spazio dedicato al progetto e distribuzione della brochure L 8 Giugno 2004 stato organizzato dal CIFI il Convegno PVTRAIN Photovoltaic Train con conferenza stampa presso la stazione centrale dove sono stati portati 3 mezzi prototipi composti un locomotore E636 una carrozza del treno verde e un carro merci a seguito della quale sono stati pubblicati articoli su quotidiani locali Il 27 Ottobre 2004 stata organizzata a Parigi presso la sede dell UIC la Conferenza internazionale PVTRAIN come previsto nel piano divulgativo In tale occasione stato fatto l aggiornamento della brochure in lingua italiana e inglese e l aggiornamento della Newsletter con la pubblicazione in forma scaricabile delle presentazioni effettuate durante la Conferenza La possibilit di divulgare ulteriormente il progetto avvenuta anche in occasione dell allestimento del Treno Verde 2005 con una carrozza PVTRAIN che ha circolato su rete ferroviaria nazionale Una tappa effettuata dal Treno Verde 2005 stata presso la stazione di Pisa in tale occasione avvenuta il 12 Febbraio 2005 all interno della carrozza del treno verde la Conferenza sul tema della
28. KK k sek fi ky x LIFEO2 ENV IT 000064 RAPPORTO TECNICO FINALE Relativo alle attivita svolte dal 01 11 02 al 31 10 05 Data di Emissione 31 05 06 PVTRAIN Tecnologie Innovative per applicazioni fotovoltaiche in ambito ferroviario Localita Data di inizio progetto Data di fine progetto Durata del progetto mesi Costo Totale Costo Ammissibile Contributo EC del contributo sulle spese totali del contributo sulle spese ammissibili Rapporto Intermedio Rapporti Tempestivi se richiesti Rapporti semestrali inviati Beneficiario Indirizzo della sede del beneficiario Indirizzo Indirizzi dove si svolge il progetto Persona di Contatto Telefono della persona di Contatto LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 Roma Italia 01 11 02 31 10 04 Proroga 31 10 05 24 Totale con Proroga 36 1 252 972 1 232 222 616 111 50 50 29 02 04 31 01 05 10 06 04 aggiornamento del RI 29 02 04 30 04 03 TRENITALIA S P A Piazza della Croce Rossa 1 00161 ROMA Roma P zza della Croce Rossa n 1 00161 Firenze V le Spartaco Lavagnini 58 50100 Firenze V le Fratelli Rosselli 1 50123 Verona V le staz ne P ta Vescovo 3 37100 Foggia V le Fortore 131 71100 Ing Alessandro Basili Referente di progetto 39 06 4410 6630 Fax della persona di Contatto 39 06 4410 3208 E mail della persona di Contatto a basili trenitalia it Website
29. Pascal con numerazione crescente dal bordo d attacco verso la zona posteriore 1400 1200 1000 800 600 200 o gt 200 400 600 Fig 7 Andamento grafico delle pressioni sperimentali sul vassoio Dall analisi del diagramma delle pressioni fig 7 viene confermata la valenza del calcolo teorico indicando che la parte anteriore del pannello sottoposta alla quasi totalit dello sforzo dinamico Per la prima fase della sperimentazione di PVTRAIN stata scelta una carrozza misura e non una comune vettura passeggeri perch su di essa s1 pu esercitare un maggiore controllo sul sistema fotovoltaico e di misura inoltre questo tipo di carrozza svolge un intenso servizio commerciale ci che determina le condizioni ideali per poter apprezzare in pieno 1 benefici della tecnologia fotovoltaica per il mantenimento in efficienza delle batterie degli accumulatori Infine anche l impiego misto per velocit e linee di prova a cui destinata la carrozza misure consente di avere un quadro pi preciso circa 1 limiti e le potenzialit del progetto PVTRAIN LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 23 6 5 Il convertitore Questi il dispositivo elettronico d interfacciamento fra 1 pannello FV e gli esistenti circuiti del rotabile Di seguito riportato un sunto delle caratteristiche tecniche dello stesso Installato nel sottocassa dei rotabili FS destinato alla ricarica delle batterie ed all
30. Risorse energetiche ed 11 rinnovo delle fonti organizzata dall Assessorato all Ambiente di Pisa nell ambito della quale stato presentato il progetto PVTRAIN La pubblicazione di articoli avvenuta su riviste tecniche quali L Amministrazione Ferroviaria La tecnica professionale Fermerci e sul magazine europeo The Parliament mese di Ottobre 2005 In occasione della chiusura del progetto stata organizzata la Conferenza finale del Progetto PVTRAIN Il Convegno Finale dal titolo Trenitalia e la sostenibilit nei trasporti una realt chiara come il sole PVTRAIN il 1 treno europeo che utilizza energia solare avvenuto 20 Ottobre 2005 a Roma presso la Cappa Mazzoniana Stazione Termini alla presenza del Ministro dell Ambiente e della Tutela del Territorio On Altero Matteoli e dell Amministratore Delegato di Trenitalia Ing Roberto Testore In tale Conferenza stato presentato 11 progetto negli aspetti tecnici e di risvolto ambientale nonch nei risultati ottenuti e nel potenziale utilizzo della tecnologia progettata e sperimentata In tale occasione si provveduto alla realizzazione e distribuzione a tutti 1 partecipanti del Manuale Tecnico Metodologico nonch alla consegna di gadget rappresentativi del progetto La partecipazione al Convegno stata ampia con circa 180 partecipanti e 30 rappresentanti della stampa a seguito della quale ci sono stati pubblicazioni di
31. a di pannello fotovoltaico differente da quello utilizzato sulle carrozze allo scopo di acquisire quanti pi elementi possibili per il giudizio tecnico definitivo I prodotti deliverables previsti da tale attivit sono tre carri merci attrezzati con il sistema fotovoltaico costituito da pannelli fotovoltaici ubicati sul tetto ed un convertitore regolatore posizionato all interno del carro necessario per trasformare l energia fornita dai pannelli da 60 a 140 V in energia idonea alla ricarica di due batterie da 12 V e 26 Ah 13 87 V con limitazione corrente di 5 A I risultati previsti dell attivit sono di verificare oltre alla produzione di energia elettrica idonea per la ricarica degli accumulatori che non vi sia alcun distacco dei pannelli dal tetto dei carri target 0 distacchi e che non si verifichi un eventuale degrado del pannello dovuto all invecchiamento misurando la potenza di picco generata o all influenza dell inquinamento ambientale target inferiore al 5 dovuto alla sporcizia polvere ed altro 7 3 2 Cosa stato fatto L attivit ha realizzato la progettazione dei prototipi di 3 carri merci tipo H 32 completamente attrezzati con il sistema fotovoltaico pannelli e convertitore idonei alla ricarica degli accumulatori da 12 V 26 Ah come descritto nel dettaglio nel punto 6 Tecnica Si evidenzia che il carro H32 dotato di tre banchi di batterie da 12 Volt e 10 18 A di cui due servono per l a
32. a di dimensioni 50 X 25 mm Il modulo FV bloccato all imperiale da un telaio realizzato con profili a Z di acciaio inox Il fissaggio del telaio effettuato per mezzo di rivetti stagni in acciaio inox del diametro di mm 4 8 disposti ad una distanza massima di 240 mm l uno dall altro La foratura dell imperiale effettuata utilizzando il telaio stesso come maschera ed interessa la sola zona sovrastante il gocciolatoio ove la lamiera dell imperiale rinforzata da altra lamiera di spessore 4 mm La lamiera dell imperiale protetta contro l ossidazione da un trattamento di verniciatura con l uso di prodotti sintetici e successiva spalmatura di uno strato protettivo di materiale plastico dello spessore di almeno 2 mm La posa in opera di ogni pannello FV avviene avendo cura di interporre un film di polietilene fra lo stesso ed 11 materiale plastico spalmato sull imperiale Viene inoltre disposta sotto la cornice del pannello una guarnizione continua di gomma mousse a cellule chiuse dello spessore di mm 5 per regolarizzare il contatto fra la cornice e la lamiera dell imperiale La tenuta fra il telato e la cornice del pannello e fra il telato e la superficie dell imperiale realizzata con l applicazione di silicone sigillante Pd PANNELLIO a IMPERIALE 1 LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 16 Applicazione dei moduli fotovoltaici sui prototipi carri merci Mezzi trainanti locomotori
33. a notevoli difficolt nel caso di installazione di pannelli fotovoltaici pre fabbricati ovvero gli attuali sul mercato per applicazioni civili a causa delle notevoli sollecitazioni aerodinamiche a cui sarebbero sottoposti come dimostrato dalla realizzazione delle studio Modellazione matematica dell aerodinamica dell ETR500 Infatti le ripetute sollecitazioni aerodinamiche oltre a quelle meccaniche e gli agenti corrosivi mettono a dura prova gli ancoraggi meccanici del sistema LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 50 Pertanto risulterebbe necessario individuare una tecnologia innovativa per l estensione dell applicazione come per esempio la diffusione della materia attiva FV sotto forma di multistrato sulla lamiera costituente l imperiale 7 5 5 Difficolt incontrate Non si sono riscontrate difficolt 7 5 6 Documenti prodotti e o allegati Specifica tecnica del convertitori Studio di fattibilit ETR 500 Modello matematico Modellazione matematica dell aerodinamica dell ETR500 Gli allegati sono gi stati consegnati con il Rapporto Intermedio del 10 06 04 7 6 Task 6 Divulgazione e gestione del progetto DATE PREVISTE DAL 01 11 2002 AL 31 10 2006 DATE EFFETTIVE DAL 01 11 2002 AL 31 10 2006 7 6 1 Cosa era previsto La Trenitalia come previsto nel contratto tenuta a divulgare 1 risultati ottenuti nel corso della sperimentazione del sistema fotovoltaico mediante una campagna di inform
34. applicata una forza di trazione massima di 355 Kg ipotizzando una distribuzione omogenea della pressione Applicazione dei moduli US 116 sul prototipo Locomotore E 636 e Sull Automotrice Aln 668 sono stati installati nove moduli US116 collegati in serie tre a tre formando 3 file di serie ciascuna e quindi in parallelo Le caratteristiche elettriche del sistema fotovoltaico tenendo conto del serie parallelo sono riportate nella seguente tabella collegamenti Tipo N moduli Potenza Tensione Tensione Tensione Corrente Range di pannello in serie nominale alla max max a min di generata tensione parallelo Wp potenza circuito lavoro max operativo V aperto V A 20 60 C V Us 116 3x3 1044 90 tag 66 144 552165 LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 18 pinne e Solari A ci OT Per calcolare lo sforzo aerodinamico del pannello si sono assunte le seguenti condizioni Velocit massima del treno 140 km h Velocit massima del vento laterale 150 km h fr e Il pannello US 116 una volta montato sull imperiale si pu assimilare ad una lastra piana avente un coefficiente di portanza pari a 0 8 larghezza di 80 mm e lunghezza di 2500 mm per una superficie portante di 2 m Lo sforzo calcolato risulta di 325 kgforza 3188 N Di conseguenza sulle viti di bloccaggio del vassoio risulta applicata una forza di trazione
35. applicazione elettrica del sistema fotovoltaico ha comportato la progettazione di un convertitore per la separazione galvanica tra il circuito di batteria e 1 pannelli fotovoltaici Tale convertitore ha la funzione di trasformare l energia prodotta dai pannelli fotovoltaici nelle condizioni di massima LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 38 potenza 1360 W e alla tensione di 80 V in energia elettrica idonea alla ricarica delle batterie delle carrozze alla tensione di circa 29 V nonch di garantire l isolamento galvanico della linea di alimentazione 3 kV in corrente continua in caso di contatti accidentali come ad esempio nel caso di rottura del filo sagomato della linea di contatto con conseguente caduta del cavo sui pannelli AI completamento dei prototipi carrozze sono state effettuate come previsto le prove e misure sul cinque prototipi utilizzando 1 sistemi di misura field point per la carrozza n 61839390100 1 e real time 7 2 3 Risultati ottenuti La realizzazione delle carrozze con il sistema fotovoltaico ha dimostrato la fattibilit tecnica per l installazione dei pannelli fotovoltaici tipo silico amorfo con convertitore regolatore per la ricarica delle batterie I risultati ottenuti dall analisi secondo gli indicatori di performance mostrano che non si verificato alcun distacco distacchi 0 con target 0 per nessuna delle 5 carrozze non risultano malfunzionamenti dovuti alla presenza della linea
36. articoli su quotidiani nazionali e locali nonch un servizio televisivo su RAI2 e servizio radiofonico su RADIORATII La comunicazione del progetto prosegue anche oltre il termine della conclusione del progetto stesso 31 Ottobre 2005 infatti a seguito della ampia divulgazione effettuata nel corso dei 3 anni di sperimentazione stata richiesta la partecipazione al Convegno I nuovi incentivi per il Fotovoltaico Funzionamento Applicazioni e Valutazione degli investimenti organizzato da LRA Learning Resources Associates 11 16 Dicembre 2005 LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 53 Altro evento di rilievo la partecipazione con successiva assegnazione della Menzione Speciale del premio Impresa e Ambiente promosso da Ministero dell Ambiente e della Tutela del Territorio Ministero delle Attivit Produttive Unicamere e Camera di Commercio di Roma consegna del premio avvenuta a Roma il 13 Febbraio 2006 alla presenza del rappresentante del Ministro dell Ambiente e della Tutela del Territorio On Altero Matteoli e del rappresentante del Ministro delle Attivit Produttive On Claudio Scajola Sul sito http www premioimpresambiente it disponibile la lista dei partecipanti dei premiati e foto dell evento della premiazione Nel mese di Giungo 2006 16 18 Giugno in occasione del 3 forum dell informazione cattolica per la salvaguardia del creato dal titolo Energia rinnovabile un scelta etica organ
37. ascuno 460 Carro convertitore manodopera cablaggio esternalizzata 2 500 Carro costo batterie ricaricabili 80 carro Quindi il CAPEX complessivo per carro con installazione di pannelli fotovoltaici e batterie ricaricabili 3 040 Carro Il costo operativo OPEX di seguito riportato nel dettaglio Ipotesi di costo di manutenzione dei pannelli solari a carro 4 del CAPEX relativo ai panelli solari 2 960 costo di manutenzione del sistema solare a carro 118 carro Quindi l OPEX complessivo per singolo carro di 118 Carro Scenario 2 In tale scenario dovendo valutare la sostituzione delle batterie e quindi 1 costi di gestione del ciclo di sostituzione ricarica in parte terzializzato si ha costi esterni costo della societ terza in termini di costi del personale e mark up LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 59 138 000 anno costi interni gestione magazzino 6 000 anno personale interno 70 000 anno quindi il costo totale di 214 000 anno e considerando 100 treni all anno con 30 carri merci a treno si ha che il costo a ricarica delle batterie stimato di 71 Quindi l analisi differenziale dei due scenari Scenario 1 Scenario 2 realizzata su un orizzonte temporale di 12 anni ipotizzando di attrezzare la flotta costituita dai 200 carri H32 entro l anno 2007 ha fornito 1 seguenti valori economico finanziari Cash flow unlevered FCFO attualizzato cumulato
38. asseggeri dovuto alla installazione dei pannelli sul tetto che dovrebbe produrre aumento del rumore aerodinamico target aumento massimo del 3 Inoltre era previsto di tenere sotto controllo l energia effettivamente utilizzata prodotta dal sistema FV per la carrozza bagagliaio n 61839590100 1 7 2 2 Cosa stato fatto L attivit ha realizzato 1 prototipi di 5 carrozze completamente attrezzate con il l intero sistema fotovoltaico pannelli e convertitore Le cinque carrozze attrezzate sono due carrozze bagagliaio assegnate a Sperimentazione UTMR Unita Tecnologie Materiale Rotabile di cui una con il sistema di misurazione per valutare l energia acquisita per la ricarica delle batterie 510 Ah una carrozza passeggeri tipo Media Distanza per il trasporto regionale una per il Treno Verde ambedue equipaggiate con batterie da 340 Ah e una carrozza interregionale con batterie da 510 Ah Piano Ribassato assegnata inizialmente alla regione Puglia e successivamente alla regione Lazio dal dicembre 2004 Per l applicazione come descritto nel punto 6 1 Tecnologie fotovoltaiche sono stati realizzati vassoi come matrici di strisce di Tegola Fotovoltaica su un su una lamiera flessibile di acciaio inox di spessore 1 5 mm L idea della realizzazione dei vassoi ovvero di un sistema modulare nasce anche allo scopo di favorire gli interventi di manutenzione dovuti a eventuali avarie o danneggiamenti di un pannello L
39. azione e Relazione tecnica e modello di analisi sono state relazioni in itinere in quanto riportano 1 risultati ottenuti dalle prove e misure effettuate nel corso del progetto che sono state quindi di volta in volta aggiornate con 1 nuovi risultati Tali risultati sono comunque riportati nella presente relazione finale nelle task di competenza di ciascuna tipologia di prototipo realizzata locomotori carrozze e carri merci 7 1 5 Difficolt incontrate Non sono state riscontrate difficolt 7 1 6 Documenti prodotti e o allegati I documenti realizzati sono Relazione su indagine di Mercato Scenario Ambientale Relazione su indagine di Mercato analisi del mercato fotovoltaico Relazione sugli indicatori di prestazione Relazione tecnica e modello di analisi Gli allegati sono gi stati consegnati con i presedenti Rapporti e gli aggiornamenti degli allegati sono stati consegnati con il Rapporto Finale del 31 01 06 LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 37 7 2 Task 2 Fotovoltaico per mezzi trainati carrozze DATE PREVISTE DAL 01 02 2002 AL 31 10 2005 DATE EFFETTIVE DAL 01 02 2002 AL 31 10 2005 7 2 1 Cosa era previsto L attivit consiste nella progettazione realizzazione prove sul campo e feedback delle cinque carrozze prototipo Obiettivo dell attivit di individuare un sistema di ricarica o mantenimento in carica delle batterie a bordo delle carrozze utilizzando l ene
40. azione multimediale rivolta a specifici target group costituiti dai potenziali utilizzatori del sistema fotovoltaico e delle categorie interessate agli sviluppi del progetto nonch all UIC Union Internationale Chemin de Fer quale coordinatore di tutte le ferrovie europee L obiettivo dell attivit quindi di realizzare prodotti di divulgazione efficaci rivolti alla diffusione della tecnologia innovativa fotovoltaica individuata per l alimentazione degli accumulatori a bordo rotabile nel rispetto dell ambiente In questa ottica stato predisposto un piano di comunicazione che a partire dal 1 Novembre 2002 al 31 Ottobre 2005 compresi 1 12 mesi di proroga del progetto attraverso varie attivit e diversi strumenti tradizionali e digitali dovr far conoscere ai segmenti di pubblico individuati 1 risultati della sperimentazione e l andamento del progetto L individuazione di gruppi target che diventeranno gli interlocutori privilegiati delle diverse azioni di comunicazione sono Ministeri Ambiente e Trasporti Italia e resto d Europa Universit Istituti di Ricerca Enti locali e referenti politici e o dirigenti tecnici interessati alla nuova tecnologia Ferrovie in concessione e private Italia e resto d Europa Aziende municipalizzate Opinione pubblica diffusa Organizzazioni non governative impegnate in tematiche ambientali e dei trasporti fornitori e produttori di componenti e sistemi I prodotti deliverables p
41. carrozza batterie stata necessaria in quanto 1 risultati delle prime prove mostravano una ridotta produzione di energia elettrica dai pannelli fotovoltaici Tale taratura stata effettuata con la carrozza ferma in una giornata di sole del mese di luglio 2003 il test ha verificato l erogazione di energia alla batteria come mostra la curva riportata nella seguente figura 8 Regolazione Mi 1416 Balkry Y Balkr Fsbo baci w Uscita w Pollenza AVIO Fig 8 Grafico di messa a punto del convertitore FV La curva rossa rappresenta la tensione del campo fotovoltaico la curva marrone la potenza estratta in watt L aggancio alla massima potenza avviene incrementando di 50 mV la tensione di uscita dal convertitore ogni 4 sec e verificando che la tensione del campo fotovoltaico non cali pi di 1 Volt Il rendimento del convertitore risulta superiore a 0 82 attestando che in una giornata favorevole 1 pannelli fotovoltaici possono erogare circa 700 W 0 82 853 Watt di potenza massima Queste prove pratiche sono state realizzate in una giornata di sole ad una temperatura misurata sulla superficie dei pannelli di 63 5 C 6 6 Sistemi di misurazione utilizzati Allo scopo di tenere sotto controllo la sperimentazione sono stati individuati 1 seguenti indicatori 1 Adesione dei pannelli sull imperiale tetto del rotabile o fiancata delle locomotive 2 Degrado prestazionale del pannello LIFE02 EN V TT 00
42. che assorbono il massimo dell energia se scarichi I risultati provenienti dalla campagna misure su Locomotore E 636 e sull Automotrice diesel Aln 668 mostrano una riduzione del 70 dovuto in questo caso oltre alla motivazione del convertitore convertitore customizzato per le carrozze e utilizzato per una questione di economia anche per 1 carri merci che presentano un fabbisogno energetico inferiore anche alla disposizione dei pannelli fotovoltaici ed al loro collegamento in serie Infatti essendo tali pannelli posizionati sia sul piano LIFE02 EN V TT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 57 orizzontale che sul piano inclinato per ridotta disponibilit di spazio dovuta alla presenza di altri componenti si verifica una riduzione di efficienza causata dai pannelli che captano meno luce Il sistema fotovoltaico costituito da un sistema di serie parallelo per le proprie intrinseche caratteristiche comporta una limitazione dell energia complessiva captata ci dovuto ai pannelli posti in ombra che per il gioco serie parallelo penalizzano anche quelli che raccolgono la massima energia luminosa I risultati ottenuti dalle misure sui carri merci evidenziano una energia prodotta dai pannelli fotovoltaici inferiore di circa il 50 rispetto all energia teorica nominale La motivazione di tale risultato risiede prima di tutto nell utilizzo di pannelli fotovoltaici diverso dallo standard sia in termini applicativi corretta inclinazione i
43. come segue Il parco carrozze di Trenitalia costituito da circa 8600 carrozze Sono installati 6 accumulatori per carrozza con esclusione di alcune tipologie su cui ne sono installati 4 Di conseguenza il numero totale degli accumulatori utilizzati sull intero parco circa 48 000 Con l adozione del sistema FV la vita degli accumulatori viene aumentata da 48 mesi a 56 aumento del 20 della vita Il numero totale degli accumulatori consumati in 20 anni senza l adozione del sistema FV circa 240 000 Con l adozione del sistema FV in numero degli accumulatori consumati in 20 anni si riduce a 192 000 Il risparmio in 20 anni corrisponde a 48 000 240 000 192 000 accumulatori utilizzando il sistema FV Costo del singolo accumulatore 315 2 5 sovrapprezzo COBAT 322 875 48 000 x 322 75 15 498 000 risparmio sull acquisto degli accumulatori in turn over utilizzando 11 sistema FV in 20 anni Nel grafico indicato l andamento del risparmio economico SEA Risparmio economico 1 2 3 ABBA 90001 1213 1415 16 17 1819 20 Valore mi euro D Ve va VEE el benefici economici non stato considerato il risparmio dovuto alla minor utilizzazione impiantistica e attrezzature delle OCA Officine Carica Accumulatori e personale addetto Nel futuro la continuazione del progetto si riflette nella valutazione reale di creare un pannello fotovoltaico integrato nel tetto delle carrozze LIFE02 ENV IT
44. del progetto www trenitalia it LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 INDICE 1 RIQUADRO CON PAROLE CHIAVI ED ABBREVIAZIONI sseeeecssecccccsssceccosececcosececcoseeccoossececosseeecossceossoe 5 2 EXECGUINESUMMARO alia ani 5 2 1 GECOBIETTIVIDEE PROGETTO Lilia coloca E eae 5 ZZ ELENCO DEI RISULTATI ATTESI ASSOCIANDO ALL ELENCO I DELIVERABLES PRODOTTI sscccesecceeeceeeseceaneess 5 Zid SINTESI DESCRITTIVA DEL PROGETTO SEGUENDO L PELENC O saisies an aaa na 6 3 EXECUTIVE SUMMARY ENGLISH VERSION ccscccccsssscccsscccccscccccsscccccssccccesccccccsccccesccccccsccccsceecccoes 6 3 1 AINSOFIHEPRROFCE lla aa 6 3 2 LIST OF THE EXPECTED RESULTS TOGETHER WITH THE DELIVERABLES ccccescscsscsceccscsccececescecescecsceceseces 6 3 3 DESCRIPTIVE SUMMARY OF THE PROJECT FOLLOWING THE LIST ceri J 4 INTRODUZIONE cintia A A ie 8 5 GESTIONE DED PROGETT O asin rara 10 6 TECNICA Ran al bivio lisi silos ia iii ni ii lie 12 6 1 FECNOLOGIEFOTOVOETAICHB lle RL LELE ARI AL 12 6 2 APPLICAZIONE MECCANICA as sleale 14 6 3 APPLICAZIONE EEF TI RICA Logan aree 19 6 4 Y ERIBICADELEA PROGELTAZIONE ai 22 6 5 UT LOIS YERRI ORT nee ene eNO reer NT TR neni prt RN Or RD SY nee 24 6 6 SISTEMI DEMISURAZIONE UTILIZZA elet lille hawks ee Se aah a eta ludico 26 7 DESCRIZIONE DELLE ATTIVIT E DEI RISULTATI u ccccccscssssscssssessssssecesessssssecesesecsasecesessssasacesesessacace 30 7 1 TASK 1 SCEN
45. deriva dalla mancata efficienza di carica degli accumulatori di una carrozza gi in composizione treno in tal caso la necessaria sostituzione della carrozza stessa comporta notevoli ritardi che si riflettono sul traffico ferroviario e quindi perdita in termini economici I risultati relativi all automotrice diesel mostrano che il sistema fotovoltaico sufficiente per 1l mantenimento in carica degli accumulatori a bordo necessari per l alimentazione del sistema di avviamento del motore diesel stesso Mentre per 1 locomotori elettrici attesa la poca disponibilit di LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 60 spazio per 1 pannelli 1 risultati ottenuti non sembrano incoraggiare l estensione del progetto su scala industriale La stima dei benefici ambientali della sperimentazione nel caso di applicazione su larga scala stimando la vita dell impianto fotovoltaico di circa 20 anni in base alle misurazioni effettuate nell arco di due anni in termini di riduzione delle emissioni di gas serra in atmosfera si valuta come segue l estensione a circa 8 600 carrozze 77 500 tonnellate di CO2 non immesse in atmosfera l estensione a circa 700 locomotori diesel 3 000 tonnellate di CO2 non immesse in atmosfera l estensione a circa 200 carri merci 207 tonnellate di CO2 non immesse in atmosfera I benefici economici della sperimentazione in termini di riduzione della spesa per accumulatori per la tipologia di mezzi carrozze si valuta
46. di un modello di riferimento e la realizzazione di un modellino in scala di dimostrazione della possibile applicazione L obiettivo dell attivit di verificare la realizzazione di un progetto di copertura di tipo fotovoltaico tecnicamente fattibile nel caso di un treno Eurostar I prodotti deliverables previsti per tale attivit sono lo studio di fattibilit 11 modello matematico realizzativo e 11 modellino I risultati previsti sono la realizzazione di uno studio di fattibilit per la costruzione delle nuove carrozze in ottica di riduzione dei fattori inquinanti riduzione emissioni CO2 7 5 2 Cosa stato fatto L attivit ha realizzato nel corso dei mesi previsti lo studio dell applicazione dei pannelli fotovoltaici in relazione allo spazio disponibile sull imperiale dell Eurostar e all energia necessaria all alimentazione degli accumulatori da 360 Ah per il mantenimento dei servizi ausiliari in caso di mancanza di alimentazione da linea di contatto di 3 kV Per la realizzazione di tale impianto fotovoltaico sono stati scelti 1 pannelli a Tegola fotovoltaica organizzati in matrici da 7 strisce cablate in serie tra loro che costituiscono un vassoio analogamente a quanto realizzato per le carrozze il progetto prevede l installazione di 20 vassoi disposti in due file da 10 cablate in serie e in parallelo in modo da fornire la potenza e tensione adatti all impianto di alimentazione di accumulatori E stat
47. di alimentazione a alta tensione 3 kV vicino ai pannelli malfunzionamenti 0 con target 0 la misurazione del rumore sulla carrozza bagagliaio alla velocit di 180 km h ha fornito rispettivamente 81 e 79 db ovvero un aumento della rumorosit del 2 46 che rientra nel target stabilito del 3 Le misure per la valutazione del degrado ambientale dei pannelli dovuta alla presenza di polveri e sporcizia sono state fatte sui due bagagliai UTMR di cui il n 51839590104 5 misura del 28 giugno 04 con 1 pannelli lavati con getto d acqua il giorno precedente e sul n 61839590100 1 misura del 30 giugno 04 con pannelli mai lavati Il risultato della misurazione per il degrado ambientale del 2 2 inferiore al target del 5 stabilito I risultati delle prove e misure effettuati sulla carrozza bagagliaio UTMR la prima ad essere stata realizzata riportano per il periodo che va da Luglio 2003 ad Ottobre 2005 1 seguenti valori di energia prodotta e di anidride carbonica non immessa in atmosfera tenendo conto che per ogni kWh di energia prodotta da fonte rinnovabile piuttosto che da fonti tradizionali si hanno 750 g di anidride carbonica in meno immessa in atmosfera Energia misurata carrozza sperimentazione 100 00 90 00 80 00 70 00 60 00 50 00 40 00 30 00 20 00 10 00 0 00 Energia kWh lug 03 ago 03 set 03 ott 03 nov 03 dic 03 gen 04 giu 04 lug 04 ago 04 set 04 ott 0
48. disposti su due file di 3 moduli fotovoltaici in serie ciascuna collegate in parallelo tra loro come mostrato nello schema che segue LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 21 Pannello FV Diodo Diodo I collegamenti elettrici dei moduli fotovoltaici dell Automotrice Aln 668 prevedono 9 moduli totali disposti su tre file di 3 moduli fotovoltaici in serie ciascuna collegate in parallelo tra loro come mostrato nello schema che segue Pannello FV Diodo Diodo 6 4 Verifica della progettazione Allo scopo di verificare gli studi teorici ed 1 calcoli sviluppati sono state eseguite le seguenti verifiche caratterizzazione vassoio relativa al grado di efficienza fotovoltaica ed eseguita dalla Struttura Sperimentazione di UTMR presso l Officina di Porta a Prato Firenze in una giornata con tempo variabile ha fornito 1 risultati in termini di potenza generata in funzione dell inclinazione del pannelli espressa in gradi riportati nella tabella che segue LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 22 Prova di sollecitazione aerodinamica in galleria al vento di un vassoio allo scopo di valutarne gli effetti aerodinamici eseguita il 28 marzo 2003 presso il Dipartimento di Ingegneria di Perugia Il vassolo stato montato in posizione orizzontale del tutto simile all installazione sui rotabili ed investito dall aria alla velocit di 170 km h I risultati di queste prime analisi sono diagrammati di seguito in
49. e alla tenuta tramite incollaggio anche un fissaggio di tipo meccanico ovvero tiranti fissati all estremit del vassoio Il corretto fissaggio della struttura un elemento determinante per l esito della sperimentazione in considerazione della evidente pericolosit della perdita di particolari delle carrozze in linea che possono arrecare danni alle persone ed alle cose La criticit dell applicazione determinata dai seguenti fissaggi fissaggio adesivo tramite rivetti tra le fasce di tegole e lamiera di sostegno nonch tramite dei tiranti fissaggio meccanico tra la lamiera stessa e l imperiale della carrozza Le carrozze per le quali consentita la velocit massima sono le carrozze bagagliaio assegnate alla Sperimentazione di Trenitalia tale velocit di 200 km h I parametri per 1 quali viene calcolata la sollecitazione massima a cui viene sottoposto il pannello sono velocit massima di 200 Km e vento laterale di 150 km h Il risultato una velocit totale di 250 Km h 69 4 m s Il vassoio una volta montato sull imperiale pu essere assimilato ad una lastra piana avente un coefficiente di portanza pari a 0 8 larghezza di 980 mm e lunghezza di 2500 mm per una superficie portante di 2 45 m Il risultato che il vassoio sottoposto ad uno sforzo massimo di 588 N Dettagli dell applicazione dei vassoi sul tetto delle carrozze Pa LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 15 Mezzi trainati carri
50. e 20 30 anni per cui stato necessario ideare accorgimenti di ancoraggio con elevata richiesta di mano d opera per applicazione messa a punto del convertitore che stato progettato e realizzato per la specifica applicazione fotovoltaica per 1 mezzi ferroviari Nel mese di maggio 2004 stata fatta la messa a punto del convertitore che ha richiesto circa dieci giorni di misurazioni e taratura Il convertitore progettato e realizzato per lo specifico Impianto fotovoltaico infatti ha presentato inizialmente una non corretta taratura del software di controllo per la massima resa del sistema fotovoltaico Infatti la ricerca del punto di generazione della massima potenza del sistema al variare delle condizioni d illuminazione anche alla presenza di nubi zone d ombra o alle diverse ore del giorno costituisce uno degli anelli pi importanti del sistema fotovoltaico Si tenga presente che 1 mezzi sotto osservazione sono soggetti a movimento continuo per cui la variazione dell intensit luminosa dovuta alla luce incidente risulta estremamente varabile per la continua variazione della posizione la presenza di zone d ombra dovute a cavalcavia gallerie fabbricati ecc A seguito delle diverse misure effettuate per la taratura del sistema con annesse prove di generazione di potenza stato ottenuto che in tutte le condizioni la perdita di potenza inferiore a 20 W Tali difficolt hanno comportato un ritardo nella realizzazione
51. e alla connessione continua GPRS mediante un canale dati grande affidabilit del sistema grazie alla specifica progettazione per ambiente ferroviario e militare LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 29 7 DESCRIZIONE DELLE ATTIVIT E DEI RISULTATI Il progetto stato articolato in 6 Task come di seguito riportato nel dettaglio 7 1 Task 1 Scenario Energetico Ambientale DATE PREVISTE DAL 01 11 2002 AL 01 02 2003 DATE EFFETTIVE DAL 01 11 2002 AL 01 02 2003 7 1 1 Cosa era previsto Il progetto nasce con l obbiettivo di valutare una tecnologia innovativa che contribuisca alla riduzione delle emissioni inquinanti in atmosfera dovute ai consumi energetici necessari per il servizio ferroviario in particolare quelli per 1 servizi ausiliari di bordo alimentati dagli accumulatori Per poter effettuare una successiva valutazione dell efficacia della tecnologia individuata previsto un iniziale monitoraggio della situazione esistente in relazione ai consumi energetici e una conseguente analisi di emissioni inquinanti nel campo della trazione ferroviaria Tale analisi sar sviluppata nella Relazione su indagine di Mercato Scenario Ambientale La scelta della tecnologia fotovoltaica pi idonea all applicazione sia in termini di caratteristiche energetiche che meccaniche dei pannelli fotovoltaici prevede un analisi di mercato nazionale europeo per 1 pannelli fotovoltaici sar riportato nella Relazione su
52. e trattata Tale trattamento caratterizzato da diversi processi chimici tra 1 quali 1 drogagg1 per 1 quali inserendo nella struttura cristallina del silicio delle impurit cio atomi di boro e fosforo si genera un campo elettrico rendendosi cos disponibili le cariche necessarie alla formazione della corrente elettrica L energia si ottiene quindi quando 1 fotoni della luce solare colpendo una cella strappano gli elettroni pi esterni di valenza degli atomi di silicio che sono poi raccolti dal reticolo metallico serigrafato sulla superficie visibile della cella che incanala il flusso di elettroni ottenendo una corrente continua di energia elettrica Le principali tecnologie esistenti sono poste a confronto nella seguente tabella Tecnologia Efficienza Energia prodotta pannello da 1 kWp 20 anni Celle a Silicio monocristallino 12 16 18 24 MWh Celle a Silicio multicristallino 10 13 16 20 MWh Film in silicio amorfo 10 18 MWh Per la sperimentazione sono stati scelti e applicati due modelli diversi di pannelli fotovoltaici ambedue con tecnologia silicio amorfo di produzione entrambi dell azienda americana Unisolar le tegole fotovoltaiche SHR 17 figura 1 per le carrozze viaggiatori e 11 modulo US 116 figura 2 per locomotive e carri merci Entrambe le tipologie di moduli sono a tripla giunzione cio con deposizione di tre strati di lega di silicio su un supporto di acciaio flessibile sottile La cella inferiore asso
53. ei pannelli fotovoltaici ed individuazione della tecnologia disponibile pi idonea per la sperimentazione in ambito ferroviario Task 2 Fotovoltaico per mezzi trainati carrozze progettazione realizzazione e prove su campo di 5 prototipi carrozze attrezzate con il sistema fotovoltaico per l alimentazione degli accumulatori Task 3 Fotovoltaico per mezzi trainati carri merci progettazione realizzazione e prove su campo di 3 prototipi carri merci attrezzati con il sistema fotovoltaico per l alimentazione degli accumulatori Task 4 Fotovoltaico per mezzi trainati locomotori progettazione realizzazione e prove su campo di 2 prototipi locomotori attrezzati con il sistema fotovoltaico per l alimentazione degli accumulatori Task 5 Progetto nuova carrozza Eurostar studio di fattibilit e definizione di specifiche tecniche per l applicazione di pannelli fotovoltaici su mezzi ad Alta Velocit e realizzazione di una machete dimostrativa Task 6 Divulgazione e gestione del progetto divulgazione della tecnologia applicata e dei risultati ottenuti dal progetto mediante conferenze distribuzione di brochure sito internet con Newsletter manuale metodologico articoli su quotidiani In questa task inserita la gestione del progetto con contabilit separata ed una struttura di monitoraggio dell andamento della spesa di progetto il sistema informatico di avanzamento contabile e finanziario del progetto utilizza 1l modulo SAP che d
54. fta nasce dalla volont di sperimentare una differente tipologia di locomotiva diesel valutando quindi gli effetti di inquinamento dello scarico dei motori diesel I risultati previsti dell attivit sono di verificare oltre alla produzione di energia elettrica idonea per la ricarica degli accumulatori che non vi sia alcun distacco dei pannelli dal tetto delle locomotive target 0 distacchi e che non si verifichi un eventuale degrado del pannello dovuto all invecchiamento misurando la potenza di picco generata o all influenza dell inquinamento ambientale dovuto alla sporcizia polvere ed altro target inferiore al 5 7 4 2 Cosa stato fatto L attivit ha realizzato la progettazione dell applicazione per la locomotiva E636 effettuata presso l officina FS di Verona mentre la progettazione per l automotrice Aln 668 che stata realizzata presso l officina FS di Foggia come descritto nel punto 6 Tecnica L applicazione dei moduli fotovoltaici sull imperiale dei locomotori risulta particolarmente impegnativa per la presenza dei componenti funzionali presenti sull imperiale del locomotore stesso di cui si dovuto tener conto nella progettazione I locomotori sono stati attrezzati con il sistema di telemisurazione che come per gli altri prototipi permette la rilevazione dell andamento della produzione di energia elettrica in maniera simultanea 7 4 3 Risultati ottenuti Dalle prove e misure eseg
55. hanno evidenziato che in una comparazione ecologica fra le diverse modalit di trasporto quello ferroviario risulta essere il mezzo pi vantaggioso e sostenibile soprattutto per la minore quantit di emissioni inquinanti e la produzione di gas serra a parit di passeggeri trasportati E bene ricordare che un viaggiatore che usa il treno a parit di percorso gi emette un terzo dei gas serra rispetto a quello che usa l auto L utilizzo di fonti di energia alternative quindi e la loro applicazione al trasporto ferroviario consente con un unica mossa di ottenere un vantaggio comune per il mondo dei trasporti e per quello della produzione di energia instaurando una best practice dal valore esemplare Nel corso degli ultimi sei anni Trenitalia ha aumentato sensibilmente il numero dei viaggiatori trasportati nel complesso 3 95 incrementando sia quelli a media a lunga percorrenza 5 65 sia quelli del trasporto regionale 3 66 Nello stesso periodo invece diminuito il valore complessivo dei treni kilometro 2 47 Si cio progressivamente introdotta una razionalizzazione del traffico ferroviario che ha portato ad un pi alto fattore di riempimento dei treni Per quanto riguarda il trasporto merci gli ultimi sei anni hanno visto crescere le tonnellate trasportate nel complesso del 10 a fronte di una diminuzione di oltre 11 17 dei treni kilometro effettuati grazie ad una migliore gestione dei carichi e della lor
56. i cicli di carica scarica Con le celle fotovoltaiche invece sono tenuti costantemente in carica con conseguente allungamento del loro ciclo di vita che determina a sua volta per 11 minor consumo di accumulatori una diminuzione di rifiuti pericolosi prolungamento teorico di circa il 10 15 del ciclo di vita degli accumulatori portando 1l turn over da 48 a 56 mesi I risultati ottenuti nei periodi di osservazione per le singole tipologie di mezzi ferroviari utilizzati per la sperimentazione in termini di energia elettrica prodotta di anidride carbonica non immessa in atmosfera ed allungamento della vita degli accumulatori sono evidenziati nella tabella che segue Anidride Prolungamento di Periodo di Carbonica non vita degli misurazione immessa in accumulatori atmosfera Kg mesi Luglio 03 Locomotiva Agosto 04 ec Ottobre 05 MARR Energia elettrica fotovoltaica prodotta KWh Mezzo ferroviario Automotrice diesel Agosto 04 Carro Merci Agosto 04 LIFE02 EN V IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 8 x O 1 valori riportati in tabella sono stimati e a loro conferma durante il periodo di osservazione riportato non si N rilevata alcuna avaria per gli accumulatori installati Per 1 carri merci il dato non disponibile in quanto l inserimento degli accumulatori recente per l alimentazione delle elettroserrature e non disponibile la loro durata di vita storicizzata I deliverable
57. iazione della luce incidente basti pensare al rotabile in movimento che passa velocemente da zone di ombra a zone di piena illuminazione solare Per verificare la validit del sistema sperimentale sono state effettuate prove sui componenti e sul sistema completo modulo a Tegola fotovoltaica resistenza a sollecitazione aerodinamica prova in galleria nel vento convertitori prove funzionali e prove di isolamento veicolo fermo prove elettriche per valutare le performance del sistema in termini di efficienza dei singoli apparati con particolare riferimento alla capacit del sistema convertitore di ricercare il punto di erogazione della massima potenza veicolo in movimento prove di colpo di pressione incrocio con altri treni ingresso ed uscita dalle gallerie e prove elettriche I sistemi utilizzati per le misurazioni elettriche sono di due tipi il sistema field point ed il sistema real time I risultati ottenuti dal sistema di misura indicano che la tecnologia applicata idonea agli scopi prefissati sia in termini energetici che in termini di sicurezza In modo particolare l applicazione sui carri merci si sta dimostrando di rilevante interesse considerando che in origine il carro non risulta alimentato L energia prodotta infatti sufficiente per alimentare 1l sistema di elettroserrature sperimentato per la protezione di merci di valore nonch di sistemi di posizionamento dei mezzi in movimento su tutto il territorio nazionale ed
58. icatori di prestazione si evidenzia che non si verificato alcun distacco distacchi 0 con target 0 per nessuna delle due locomotive e che non risultano malfunzionamenti dovuti alla presenza della linea di alimentazione ad alta tensione 3 kV vicino ai pannelli malfunzionamenti 0 con target 0 Nella tabella seguente si riporta per l Automotrice Aln 668 il raffronto fra l energia attesa teorica ed l energia effettivamente utilizzata Energia teorica attesa Energia utilizzata zona di riferimento Firenze periodo set 04 ago 05 kWh kWh Automotrice diesel Aln 668 3231 978 990 539 51 Come si vede il fattore di utilizzazione dell energia elettrica 11 55 10 di quella teoricamente disponibile Occorre fare le seguenti considerazioni nonostante 1 frequenti fermo macchina necessari per la manutenzione analogamente alla locomotiva E 636 11 sistema FV ha fornito risultati interessanti 7 4 4 Commenti La scelta di installare il sistema FV sia sulla locomotiva elettrica che sull automotrice diesel nasce dalla volont di confrontare 1 risultati di due differenti applicazioni di mezzi con stesso utilizzo ma tecnologie di alimentazione diverse L applicazione sulla Locomotiva Elettrica E 636 presenta le caratteristiche di limitazione di spazio sul tetto per presenza di componenti ferroviari come il pantografo e di installazione dei pannelli fotovoltaici sul lato della locomotiva stessa lavorando cos con
59. iferimento periodo ago 04 lug 05 Firenze kWh kWh Carro merci n 31 83 285 2 440 06 226 330 90 46 Come si vede il fattore di utilizzazione dell energia elettrica del 39 9 di quella teoricamente disponibile Occorre fare le seguenti considerazioni il carro merci non possiede generalmente alimentazione elettrica se non per particolari applicazioni come nel caso delle elettroserrature il numero dei pannelli utilizzati superiore alle reali necessit di circa il 30 ma per problematiche legate al contenimento dei costi e per riuscire a produrre 1 prototipi in tempi brevi si utilizzato 11 medesimo convertitore customizzato per 1 10 prototipi Il convertitore stato riprogettato nello stadio finale per ottenere l uscita a 12V invece che a 24 V come per gli altri rotabili 7 3 4 Commenti E stata effettuata la modificata della Specifica Tecnica relativa al convertitore per prevedere l uscita di alimentazione a 12 V 7 3 5 Difficolt incontrate Il convertitore ha presentato le stesse difficolt di taratura descritte nel punto 7 2 5 Inoltre stato nuovamente ri progettato lo stadio d uscita del convertitore in modo di renderlo idoneo alla ricarica di batterie da 12 V 7 3 6 Documenti prodotti e o allegati I disegni per l applicazione dei pannelli fotovoltaici sull imperiale del carro La Specifica Tecnica del convertitore aggiornata Gli allegati sono gi stati consegnati con il Rappo
60. internazionale GPS integrati con un sistema di controllo per le merci pericolose I dati forniti dal sistema di misurazione real time hanno evidenziato gli scostamenti dell energia prodotta rispetto alle previsioni di produzione di energia provenienti dalle potenzialit teoriche dei pannelli fotovoltaici Le motivazioni che portano a tali differenze sono legate alla applicazione del tutto innovativa e non standard dei pannelli fotovoltaici I pannelli fotovoltaici applicati sulle carrozze hanno riportato dalle misurazioni effettuate dal Luglio 2003 a Settembre 2005 una riduzione di energia elettrica agli accumulatori del 5 rispetto all energia teorica attesa Tale scostamento nasce prima di tutto dall installazione in posizione orizzontale per ovvie necessit applicative dei pannelli sui tetti del mezzo e non quindi con la corretta inclinazione suggerita dalle norme applicative dei pannelli FV sulle superfici a seconda della posizione latitudine sul territorio nazionale con conseguente minore rendimento energetico dei pannelli stessi Inoltre il sistema fotovoltaico collegato elettricamente al convertitore che presenta un suo rendimento elettrico riduce ulteriormente l energia fornita agli accumulatori di un fattore pari al rendimento del convertitore stesso Infine il reale flusso di energia fornito dai pannelli ed assorbito dagli accumulatori dipende anche dall effettivo stato di carica degli accumulatori stessi
61. izzato dalla Greenaccord a Firenze stato richiesto l intervento di Trenitalia per la presentazione del progetto PVTRAIN e la presenza presso la Stazione ferroviaria S M Novella dei prototipi realizzati In tale occasione si provveder alla distribuzione dei Manuale Tecnico Metodologico 7 6 3 Risultati ottenuti Il piano di divulgazione avente obiettivo di diffondere la tecnologia fotovoltaica individuata per l alimentazione degli accumulatori a bordo rotabile nel rispetto dell ambiente ha realizzato prodotti di divulgazione efficaci che hanno dato ampia visibilit al progetto sul piano nazionale ed europeo L efficacia del programma di divulgazione e dei sistemi adottati per realizzarlo stata riscontrata nella partecipazione ai convegni e seminari organizzati nonch negli articoli scritti sui quotidiani nazionali e locali Inoltre l interesse riscontrato anche nelle richieste di partecipazioni ad eventi successive alla fine del Progetto quali gi citati il Convegno I nuovi incentivi per il Fotovoltaico Funzionamento Applicazioni e Valutazione degli investimenti partecipazione al premio Impresa e Ambiente il prossimo Forum organizzato dalla Greenaccord a Firenze 7 6 4 Commenti La divulgazione del progetto stata eseguita come da programma sfruttando inoltre ogni occasione disponibile per la comunicazione della nuova tecnologia studiata e realizzata nell ambito del Programma LIFE Ambiente
62. la luce riflessa nonch di riduzione di efficienza dei pannelli fotovoltaici a causa delle sporco ferroviario come gli spruzzi di olio e grasso utilizzato per la lubrificazione dei pantografi purtroppo il risultato fornito non risulta incoraggiante L applicazione sull Automotrice Aln 668 invece ha sul tetto una maggiore superficie disponibile per mancanza del pantografo e una disposizione dei pannelli fotovoltaici pressoch orizzontale LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 47 mentre gli effetti dei residui della combustione del gasolio altro problema che si voleva valutare sembra non influenzare il sistema 7 4 5 Difficolt incontrate Nell attivit di progettazione del sistema fotovoltaico per 1 locomotori sono state riscontrate alcune difficolt tecniche per la presenza di componenti ferroviari sul tetto dei locomotori stessi pertanto stato necessario individuare mezzi di trazione ferroviaria con maggiore disponibilit di spazio quali appunto 1 due individuati 7 4 6 Documenti prodotti e o allegati Disegno n 3161dell applicazione meccanica per la locomotiva Gli allegati sono gi stati consegnati con il Rapporto Intermedio del 10 06 04 7 5 Task 5 Progetto nuova carrozza Eurostar DATE PREVISTE DAL 01 02 2003 AL 30 07 2003 DATE EFFETTIVE DAL 01 02 2003AL 30 07 2003 7 5 1 Cosa era previsto L attivit consiste nella progettazione del sistema fotovoltaico per un treno Eurostar la stesura
63. la possibilit di controllo puntuale delle spese sostenute La realizzazione del progetto vede il coinvolgimento di diverse professionalit Pertanto stato Istituito un gruppo di lavoro con attribuzione delle responsabilit per ciascun membro L organigramma del gruppo di lavoro LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 10 Responsabile di Progetto Alessandro Basili Tecnico staff di progetto Responsabile della parte Finanziaria p p Francesca Trolano Bonciani Alessio Amministrativo Tecnico staff di progetto Direttore Tecnico del Progetto PE Raimondo Orsini Ambiente Fernando Gherardini Referente della Comunicazione Responsabile Acquisti Matilde Basilone Ermelinda Battistini Referente della Comunicazione Serena Scipioni Tecnico progettista Carrozze Roberto Gislon Tecnico Specializzato Prove Misure Paolo Masini Tecnico progettista Locomotori Giuliano Mattioli Tecnico Specializzato Prove Misure Stefano Bianchi Tecnico progettista Carri Merci Cavicchi Paolo Operai Specializzati N 6 Il beneficiario del progetto PVTRAIN esclusivamente Trenitalia Il Gruppo FS in seguito al processo di societarizzazione si compone di una holding alla quale competono gli indirizzi strategici due societ principali che interpretano la logica della separazione tra la gestione delle attivit di trasporto Trenitalia SpA e quella della rete ferroviaria RFI SpA e di numerose altre
64. limentazione dell elettroserrature e una per l alimentazione del GPRS I suddetti banchi di batterie sui carri non sono attualmente dotati di ricarica e mediamente ogni tre mesi devono essere sostituiti LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 42 7 3 3 Risultati ottenuti La tipologia di pannello fotovoltaico completamente diverso da quello a Tegola utilizzato sulle carrozze ha richiesto notevole sforzo di progettazione dovuto anche alla necessit di rispettare l ingombro massimo del carro sagoma limite UIC la realizzazione dei carri con il sistema fotovoltaico ha dimostrato la fattibilit tecnica per l installazione dei pannelli solari tipo silico amorfo con convertitore regolatore per la ricarica delle batterie di alimentazione delle elettroserrature e del GPS a 12 V Nel mese di agosto 2004 stato installato su un carro il sistema di misurazione real time che consente a distanza tramite computer su pagina web la telemisurazione dell energia utilizzata per la ricarica degli accumulatori installati a bordo Si riportano 1 dati delle prove e misure eseguite mediante il sistema di telemisura real time sul carro n 31 83 285 2 440 06 nel periodo Agosto 2004 a Ottobre 2005 che riportano i seguenti valori di energia prodotta e di riduzione di immissione di anidride carbonica in atmosfera Periodo di misura Agosto 2004 Ottobre 2005 Energia Prodotta 133 50 kWh Riduzione di Anidride Carbonica 100 12 Kg
65. lla temperatura Svantaggi Alto costo Elevata tossicit dei materiali base Il vantaggio pi evidente dell utilizzo dell energia solare per generare elettricit 11 fatto che il sole un combustibile pulito e che quindi 1 sistemi fotovoltaici producono energia elettrica senza emettere sostanze inquinanti in fase di esercizio questa affermazione non del tutto vera per 1 sistemi che si avvalgono di batterie perch queste richiedono comunque uno smaltimento periodico che d altro canto proprio l uso del fotovoltaico in grado di rendere meno frequente L energia elettrica pulita proveniente da fonte fotovoltaica sostituisce una eguale quantit di energia che in assenza del sistema FV si sarebbe dovuta produrre mediante fonti tradizionali in gran parte inquinanti L esercizio di un sistema fotovoltaico permette quindi di evitare che un certo quantitativo di inquinanti venga emesso nell atmosfera producendo cos evidenti benefici ambientali Gli impianti fotovoltaici durante il loro funzionamento non richiedono risorse energetiche e pertanto durante la vita utile dell impianto non vengono emesse sostanze nocive per la salute o per l ambiente e vengono evitate le emissioni dovute alla produzione convenzionale di energia elettrica Tuttavia una considerevole quantit di energia impiegata per la loro produzione Per avere un quadro complessivo sono stati determinati gli aspetti ambientali connessi a tutto il ciclo di
66. massima di 355 Kg ipotizzando una distribuzione omogenea della pressione APAE dei moduli US 116 sul prototipo Automotrice Aln 668 m 6 3 Applicazione elettrica L applicazione elettrica comporta lo studio di interfacciamento tra 1 circuiti esistenti a bordo rotabile e 1 pannelli FV che generano energia elettrica con tensione continua compresa nel campo di variazione di 60 140 Vcc Lo schema di principio ideato rappresentato nella seguente figura LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 19 From the batteries 24 Y 24 Y Sa SM J ata E A 5 oe rate be see E ES ce oe e epee Pannelli Pannello controllo e regolazione fotovoltaici Separazione galvanica Inserzione pannelli alle batterie 60 140 Fig 5 L energia elettrica a media tensione 60 140 V generata dai pannelli fotovoltaici trasformata tramite apposito convertitore in energia elettrica con tensione e corrente idonea alla ricarica delle batterie del rotabile circa 29 V Tale convertitore tra l altro garantisce l isolamento galvanico dalla linea di alimentazione 3kV in corrente continua in caso di contatti accidentali vari rottura del filo sagomato della linea aerea a 3KV e conseguente caduta del cavo sui pannelli La tensione d isolamento minima di 9500 V Questi trasforma l energia prodotta dai pannelli seguendo le condizioni estremamente variabili prodotte dal movimento del mezzo come variazi
67. mente interconnesse con metodi standard dell industria elettrotecnica Il silicio amorfo la tecnologia attualmente pi sviluppata nel campo della conversione energetica solare dopo quella del silicio cristallino Infatti poich Si amorfo assorbe la luce diffusa in modo pi efficiente rispetto al Si cristallino lo spessore della cella solare pu essere fino a 100 volte inferiore 10 micron rispetto a 300 riducendo cos in modo considerevole il costo del materiale ed il peso del pannello Si riportano 1 vantaggi e svantaggi Vantaggi Basso costo del materiale Bassa tossicit Basso livello energetico per la produzione Possibilit di realizzazione in forme e dimensioni estremamente variabili se paragonate ai vincoli esistenti per il silicio cristallino sono disponibili componenti opachi semitrasparenti con elevato grado di flessibilit ecc Efficienza pressoch costante all aumento della temperatura LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 33 Svantaggi Tecnologia piuttosto complessa Costi di investimenti elevati legati anche all utilizzo in fase di produzione di materiali potenzialmente tossici Efficienza stabilizzata relativamente bassa e conseguente ingombro elevato L Arsenurio di gallio la tecnologia particolarmente utilizzata in applicazioni spaziali e nei sistemi a concentrazione Vantaggi Efficienza elevata Bassa perdita di efficienza al crescere de
68. mento Dal punto di vista tecnico il progetto consiste nel garantire l alimentazione degli accumulatori di emergenza per 1 servizi di bordo attraverso l applicazione di pannelli fotovoltaici con tecnologia al silicio amorfo flessibili e quindi particolarmente adattabili alle superfici curve sui tetti di 10 mezzi ferroviari 5 carrozze passeggeri locomotore elettrico 1 locomotore diesel e 3 carri merci L energia elettrica fotovoltaica cos prodotta garantisce alimentazione dei servizi accessori di bordo come l illuminazione l apertura delle porte e la ventilazione interna Ci determina oltre alla diminuzione dei consumi energetici complessivi di Trenitalia una riduzione dell impatto ambientale per 1 seguenti motivi e minore produzione di gas serra 1 moduli fotovoltaici mantengono in carica gli accumulatori e gli apparati ausiliari dei treni durante la sosta senza dover ricorrere alle fonti termiche primarie con una riduzione di 750 gr di anidride carbonica emessa in atmosfera per ogni kilowatt h di energia prodotta dagli impianti tradizionali e prolungamento della durata di vita degli accumulatori attualmente il sistema tampone di energia elettrica alimentato dalla linea di contatto in corrente continua che viene captata attraverso il pantografo della locomotiva e distribuita a tutto il treno Qualsiasi sospensione dell alimentazione provoca l azionamento degli accumulatori che vengono cos sottoposti a continu
69. merci Per tale applicazione sono stati individuati pannelli pre costituiti tipo US 116 al silicio amorfo e con minima flessibilit anche se per tale applicazione non una caratteristica indispensabile con la potenza di picco di targa 116 Wp L applicazione sui carri merci infatti avviene su una superficie praticamente piana e quindi non esistono problemi di curabilit dei pannelli Si quindi voluto utilizzare una diversa tipologia di pannelli in modo da poter confrontare la resa energetica dei due tipi e poter definire il pannello con migliori prestazioni per 1 applicazione in ambito ferroviario Sul tetto di ogni carro sono stati installati n 3 pannelli della potenza complessiva di picco W p 348 W L applicazione dei moduli ha comportato le seguenti operazioni preliminari per ciascun modulo US 116 stato ridotto lo spessore della sua cornice in alluminio fino a raggiungere 9 mm in modo da rispettare le dimensioni d ingombro dettate dalla sagoma limite sull imperiale per ogni pannello FV da applicare stato realizzato un foro di dimensioni 130 x 200 mm in modo da consentire l alloggiamento della scatola esistente nella parte inferiore del pannello ed il corretto passaggio dei cavi ad essa collegati La posizione dei fori legata alla posizione dei moduli sull imperiale del carro per la fuoriuscita dei cavi dei moduli in corrispondenza ad ogni pannello stata praticata sul lato verticale della Omega un asol
70. n funzione della localizzazione del mezzo che di esposizione alla luce solare per esigenze di servizio 1 carri sono stati ricoverati nelle officine e quindi al coperto nonch nell utilizzo di un convertitore customizzato per le carrozze e utilizzato per una questione di economia anche per 1 carri merci che presentano un fabbisogno energetico inferiore L energia ottenuta dal sistema fotovoltaico comunque sufficiente per l utilizzo ipotizzato alimentazione di elettroserrature e di sistemi di controllo delle merci pericolose In conclusione la sperimentazione innovativa dell applicazione della tecnologia fotovoltaica a bordo dei mezzi ferroviari ha evidenziato dei risultati positivi La tecnologia individuata risulterebbe riproducibile per altri operatori ferroviari tenendo per in considerazione che esistono dei fattori limitanti quali 1 pannelli fotovoltaici attualmente sul mercato hanno una destinazione d uso di impianti fissi pertanto la loro adattabilit su mezzi in movimento ad alta velocit risulta una forzatura con annesse problematiche di efficienza energetica il loro posizionamento in funzione della disponibilit sulla superficie e non in funzione dell optimum di captazione solare nonch di sicurezza essendo essi soggetti a notevoli sollecitazioni aerodinamiche meccaniche e ad agenti corrosivi che mettono a dura prova gli ancoraggi meccanici la durata di vita dei pannelli fotovoltaici stimata dai costrut
71. ntazione nominali e carico nominale deve essere superiore a 0 85 Rigidit dielettrica Deve essere previsto l isolamento galvanico fra 1 circuiti lato celle FV e BT e fra gli stessi e la massa La rigidit dielettrica tra le aree galvaniche deve essere dimensionata per la tenuta alle tensioni di prova di seguito elencate Circuiti lato celle fotovoltaiche rispetto ai circuiti BT e la massa gt 9500 Volt rms Circuiti BT rispetto alla massa gt 500 Volt rms La resistenza d isolamento fra le aree galvaniche sopra descritte e fra le stesse e la massa deve essere gt di 10 Mohm Fusibile di protezione I convertitori devono essere protetti sulla linea di alimentazione mediante un opportuno fusibile Esso sar ubicato all esterno del regolatore ed il suo intervento deve essere limitato alle sole avarie intrinseche non protette dalle protezioni attive del carica batterie L uscita di bassa tensione deve avere due morsetti contrassegnati nel seguente modo B Per il collegamento al polo negativo della batteria Comune per il collegamento al polo positivo della batteria Il carico del convertitore deve essere la batteria che caricata a corrente costante da tensione zero batteria completamente scarica fino alla tensione di mantenimento L ondulazione della corrente fornita alla batteria non deve superare in qualunque condizione di funzionamento il valore sotto richiamato Indipendentemente dallo stato della batteria la variazi
72. nti ottenuto globalmente con la generazione fotovoltaica Si definisce successivamente il metodo di calcolo dell energia generata da un impianto fotovoltaico alla temperatura di 25 C e che pu essere calcolata mediante la seguente relazione LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 36 Ean Pinst nFV 365 Rmg nc dove Ean l energia generata annualmente dall impianto Pinst la potenza FV totale installata che per le carrozze bagagliaio pari a 1 360 kW di picco nry il rendimento dell impianto FV conmprensivo dei moduli e delle batterie in prima approssimazione valutabile intorno al 75 365 giorni annuali Rmg la radiazione media viene fornita da apposite tabelle Me il rendimento del convertitore valutabile gt 80 Il coefficiente Rmg radiazione media presuppone che la superficie sia orizzontale ovvero in condizioni di massima illuminazione dell energia solare In realt 1 pannelli FV installati sulla carrozza non sono perfettamente posizionati sul piano orizzontale ma seguono il raggio di curvatura della carrozza pertanto riportata anche una tabella con l andamento del coefficiente di radiazione al variare dell inclinazione del pannello Comunque le condizioni di mezzo in esercizio O di mezzo fermo non sono facilmente simulabili anche perch occorre tenere conto della riflessione delle varie superfici 7 1 4 Commenti Le relazioni Relazione sugli indicatori di prest
73. nze delle prove pilota a beneficio di analoghe strutture europee dimostrazione fattibilit del progetto raccolta dei dati delle misure e delle performance ottenute nella sperimentazione Elenco dei risultati attesi associando all elenco i deliverables prodotti Riduzione delle emissioni di CO in atmosfera con conseguente diminuzione dell effetto serra Deliverables dati ottenuti dalle prove dei rotabili in esercizio Allungamento della durata degli accumulatori con conseguente riduzione dei rifiuti e delle batterie accumulatori in utilizzo attualmente nel materiale rotabile Deliverables a seguito delle prove in esercizio dei prototipi verranno estratti 1 dati con evidenza di tale risultato atteso Miglioramento della carica degli accumulatori con conseguente miglioramento nella disponibilit per l esercizio dei veicoli ferroviari Deliverables descrizione del mantenimento in carica degli accumulatori a seguito dell applicazione del sistema fotovoltaico Definizione della migliore tecnologia di utilizzo di pannelli fotovoltaici per il risparmio energetico in ambito ferroviario Deliverables Relazione tecnica con valutazione della nuova tecnologia utilizzata Divulgazione delle soluzioni individuate per le tecnologie fotovoltaiche in ambito ferroviario a beneficio di altre societ di trasporto merci e passeggeri appartenenti alla UE Deliverables Individuazione di target group per la divulgazione della nuova tecnologia cos
74. o come appunto il progetto PVTRAIN In modo particolare l applicazione sui carri merci si sta dimostrando di rilevante interesse considerando che in origine il carro non risulta alimentato dalla linea di alimentazione L energia prodotta infatti sufficiente per alimentare il sistema di elettroserrature sperimentato per la protezione di merci di valore nonch di sistemi di posizionamento dei mezzi in movimento su tutto il territorio nazionale ed internazionale GPS integrati con un sistema di controllo per le merci pericolose LIFE02 EN V TT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 58 Nell ambito aziendale stato sviluppato nel dettaglio 11 business per 1 carri merci legato alla protezione delle merci di valore quali 1 tabacchi Con il fine di rendere pi sicuro il trasporto di merci si vuole dotare 1 carri merci del trasporto tabacchi di elettroserrature che danno la possibilit di apertura del carro stesso con comando a distanza via GPRS GSMR L aumento della sicurezza del trasporto dovrebbe in termini economici far scaturire 1 seguenti risultati riduzione della polizza assicurativa sulla base di una comprovata riduzione del rischio la possibilit di chiedere al cliente una tariffa maggiorata per il trasporto tenendo conto che 1l rimborso della polizza in caso di furto comunque inferiore alla perdita dovuta alla mancata vendita del bene da parte del cliente rapporto valore merce rimborsata merce rubata 1 a 10
75. o della corrosione L influenza dell inquinamento ambientale nasce dalla considerazione che la corrente generata dalle celle solari dipende dalla distribuzione spettrale della luce solare Tale distribuzione spettrale influenzata da un numero elevato di variabili che includono la massa dell aria la presenza delle nuvole pioggia nebbia polvere fumo ecc L impatto dello sporco sulla produzione dell energia elettrica dai pannelli FV un problema frequentemente menzionato e molto spesso incompreso Misura potenza di picco Ogni 3 mesi Dove AWp la variazione percentuale della potenza di picco generata dai pannelli FV installati su una carrozza Wp la potenza di picco generata dai pannelli FV nuovi ovvero appena installati Wola la potenza di picco generata dai pannelli FV con l invecchiamento subito nelle condizioni di esercizio LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 27 La situazione pi pericolosa studiata riguardo alle interferenze elettromagnetiche sui sistemi FV sono gli effetti derivanti dal fulmine durante temporali La variazione di intensit del campo elettrico al di sopra del generatore FV risulta in sovratensione se la fulminazione di origine atmosferica interessa l installazione o le sue aree circostanti Ulteriori condizioni di accoppiamento induttivo esistono nel caso di applicazione sopra il tetto della carrozza o della locomotiva dovuto alle variazioni di corrente assorbite dall
76. o logistica Ci ha avuto evidentemente delle positive ripercussioni sui consumi e sulle emissioni specifiche Trenitalia consuma per alimentare 1 suoi treni sia energia elettrica lungo le principali dorsali elettrificate del trasporto ferroviario che costituiscono quasi il 70 del totale sia gasolio sui treni diesel principalmente impiegati sulle tratte a bassa frequentazione I consumi energetici per trazione nel settore ferroviario sono diminuiti di circa 11 9 dal 1996 al 2001 passando da 1 195 000 a 1 087 000 tep Fonte Rapporto Ambientale Trenitalia 2001 Tale diminuzione circa 1 8 03 del consumo di energia elettrica che rappresenta circa 1 89 dei consumi totali presenta un maggiore contributo da parte del trasporto merci 17 92 rispetto a quello passeggeri 5 40 Questo risultato si deve alla razionalizzazione del traffico ferroviario ed alla complessiva migliore resa energetica del nuovo materiale rotabile Per quanto riguarda invece il consumo di gasolio la riduzione stata ancor pi consistente una diminuzione complessiva del 21 47 passando dalle 130 mila tonnellate del 1996 alle poco pi di 100 mila del 2001 anche in questo caso con una quota parte maggiore attribuibile alla gestione merci 29 92 rispetto al trasporto passeggeri 19 23 Il risultato pi Importante della diminuzione dei consumi energetici di Trenitalia la riduzione delle emissioni in atmosfera dei gas serra e di altri inquinanti
77. o nel piano divulgativo 11 Convegno Il settore fotovoltaico e le applicazioni ferroviarie a Milano presso 11 Politecnico di Milano nell ambito del quale stata dedicata la mattinata per la presentazione del progetto nel suo aspetto tecnico costruttivo nonch di riflessione nel settore ambientale Dall 1 al 12 Dicembre 2003 a Milano si tenuta la nona Conferenza delle Parti COP9 ovvero il vertice mondiale sul clima durante 11 quale 1 Governi si confrontano sulle politiche da perseguire le LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 52 strategie da adottare e gli accordi da sottoscrivere per ridurre l impatto ambientale delle proprie azioni nel rispetto della Convenzione Quadro delle Nazioni Unite sui Cambiamenti Climatici in occasione della quale avvenuta la distribuzione della brochure PVTRAIN in lingua inglese per poter divulgare in ambito europeo e non il progetto innovativo Anche nell anno 2004 stato composto il Treno Verde sempre con una carrozza prototipo PVTRAIN che ha circolato su rete ferroviaria nazionale seguendo un itinerario preciso che tocca le principali citt italiane mostrando cos l applicazione del progetto In tale manifestazione oltre al pannello esplicativo del progetto ed alla presenza del modellino ETRS00 realizzato nella Task 5 a bordo della carrozza prototipo stato allestito un computer con installato un software dimostrativo del funzionamento dell impianto fotovoltaico
78. o realizzato inoltre uno studio di modello matematico Modellazione matematica dell aerodinamica dell ETR500 per analizzare la distribuzione delle pressioni sull imperiale dell intero convoglio per verificare le zone pi sollecitate dal punto di vista aerodinamico ovvero per individuare le sollecitazioni a cui sarebbero sottoposti 1 pannelli fotovoltaici installati sul tetto LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 48 L analisi dei componenti del rotabile viene affrontata considerando con la modellazione matematica separatamente 1 singoli elementi e le singole situazioni con l obiettivo di tenere presente lo scopo per cui essi sono stati costruiti A tal fine si terra conto separatamente di Carrozze sono 1 moduli dove sono presenti 1 passeggeri per questo devono garantire un certo livello di confort che si impone oltre all assenza di vibrazioni aerodinamiche anche una buona silenziosit Per gli effetti di scia queste caratteristiche saranno variabili da carrozza a carrozza a seconda della posizione che esse assumeranno nel convoglio Si faranno analisi iniziali su un treno di discrete dimensioni per poi poter restringere le simulazioni ad un numero pi limitato di carrozze per consentire calcoli pi rapidi e quindi l analisi del maggior numero di casi possibili Locomotiva la prima parte del convoglio ad impattare con l aria quindi quella che sottoposta alle maggiori sollecitazioni in marcia
79. one di carico all uscita L I tot I batt non deve influire sulla caratteristica VI di ricarica La disinserzione o l inserzione anche contemporanea della totalit del suddetto carico non deve provocare una variazione transitoria superiore a 36 V o inferiore a 18 V L isolamento galvanico dell uscita rispetto al circuito di alimentazione deve essere realizzato mediante un opportuno trasformatore La batteria del rotabile costituita da elementi al piombo di capacit 510 Ah con tensione nominale di 24 Vcc Potenza nominale 1 3 kW Tensione nominale 24 Vcc Caratteristica di uscita VI V costante I costante quadrata Tensione di fine carica 28 8V 0 03V in funzione della temperatura ambiente Tamb 20 C 0 0 4 Vcc Caratteristica di uscita VI V costante I costante 10 50 C Tensione di fine carica in funzione della temperatura ambiente tensione di mantenimento 45A t5 Ripple di tensione a potenza nominale con carico resistivo ed in assenza di batteria lt 0 4 Vpp Ripple di corrente morsetto B picco picco per ramo lt 5 App Resistenza d isolamento misurata a 500 Vcc 10 MQ Tensione di prova dell isolamento elettrico dei circuiti BT 50 Hz sinusoidali per 60 sec 500 Veff LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 25 La messa a punto del convertitore La messa a punto del convertitore che costituisce l interfaccia elettrica fra 1 pannelli FV e il circuito elettrico della
80. one della potenza generata dovuta alla variazione della luce incidente basti pensare al rotabile in movimento che passa velocemente da zone di ombra a zone di piena illuminazione solare Mezzi trainati carrozze L applicazione elettrica consiste cablaggio dei cavi di collegamento fra 1 vari vassoi e il convertitore l applicazione del convertitore sottocassa del rotabile carrozza e collegamenti fra 1 vari componenti vassoi mediante opportune scatole di derivazione sezionamento della linea di alimentazione del convertitore tramite fusibile nel caso di eventuali avarie dei pannelli FV sezionamento tramite interruttore della linea di collegamento fra convertitore e batterie Il collegamento serie tra le strisce di tegole fotovoltaiche e 1 collegamenti serie parallelo dei 16 vassoi installati sul tetto delle carrozze mostrato nella fig 6 1 vassoi sono collegati in serie due a due e poi un parallelo LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 20 assolo 2 UL BLA ALO Vassoio ai VaSs010 Fig 6 Collegamenti elettrici dei vassoi sul tetto delle carrozze b Mezzi trainati carri merci I collegamenti elettrici dei moduli fotovoltaici prevedono 3 moduli in serie come mostrato nello schema seguente Pannello FV Diodo Diodo 65 165V Mezzi trainanti locomotori I collegamenti elettrici dei moduli fotovoltaici del Locomotore E 636 prevedono 6 moduli totali
81. or the manufacture of covers for the new high speed coaches with photovoltaic panels already integrated in the construction phase building of prototypes on five coaches three goods wagons and two electric locomotives as representative vehicles of Trenitalia s complete rolling stock communication with national public and private targets along with European ones through the use of Internet Newsletter on the web site of Trenitalia conferences audio visual and or paper material publications manual final IT EN brochure CD rom showing the presentation of the project LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 7 4 INTRODUZIONE Il progetto si inserisce positivamente nell ambito dell impegno di Trenitalia a favore della compatibilit ambientale dei propri mezzi ed attivit in particolare l applicazione di pannelli solari sul treni per la produzione di energia permette di ottenere interessanti risultati di ottimizzazione e risparmio energetico di riduzione delle emissioni di gas serra e riduzione della quantit dei rifiuti pericolosi da recuperare o da smaltire Il PVTRAIN intende quindi approfondire nell ottica di una societ pubblica impegnata nel trasporto passeggeri e merci il problema dei consumi di energia all interno del materiale rotabile e contemporaneamente si propone di analizzare e di sviluppare una tecnica innovativa di risparmio energetico mediante l utilizzo del sistema fotovoltaico sui mezzi in movi
82. ortano differenze di capacit a seconda dell utilizzo e quindi dei rotabili su cui sono posizionati Sono di seguito riportate le caratteristiche degli accumulatori di diversa tipologia installati sui rotabili interessati dall applicazione del sistema FV N 2 bagagliai in tutto e per tutto simili alle carrozza passeggeri equipaggiati con accumulatori al piombo da 510 Ah N 1 semipilota tipo interregionale equipaggiata con accumulatori al piombo da 510 Ah N 2 carrozze tipo MD equipaggiate con accumulatori al piombo tipo trazione da 340 Ah N 1 locomotiva E 636 equipaggiata con accumulatoria al NiCd da 120 Ah N 1 automotrice a nafta Aln 668 equipaggiata con accumulatoria piombo per avviamento da 280 Ah N 3 carri merci equipaggiati con n 2 accumulatori al piombo da 26 Ah montati per l alimentazione delle elettroserrature le automotrici diesel sono dotate di alimentazione autonoma e pertanto non sono connesse alla linea ad alta tensione di 3 kV 1 carri merci non sono dotati di alcuna alimentazione elettrica 2 2 L applicazione si suddivide in applicazione meccanica ed elettrica LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 13 6 2 Applicazione meccanica L applicazione meccanica eseguita per famiglia di rotabili come successivamente spiegato nel dettaglio pu essere riassunta nella seguente tabella Energia Potenza di giorno teorica Tipo picco prodotta pannello installata
83. otore elettrico superficie piatta ha visto la scelta di un altro modello di pannello fotovoltaico US 116 sempre al silicio amorfo ma diverse dimensioni e con cornice in alluminio che lo rende quindi semi rigido In tal caso infatti essendo la superficie dei mezzi orizzontale la necessit della flessibilit dei pannelli veniva meno pertanto stata fatta la scelta di un modulo completo precostituito piuttosto che di un modulo da customizzare come nel caso della tegola in Vassoio Sono stati quindi realizzati 1 prototipi carri merci locomotiva elettrica e automotrice diesel ed effettuate le prove e misure LIFE02 EN V TT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 56 L applicazione elettrica per tutti 1 prototipi carrozze locomotori diesel ed elettrico e carri merci ha comportato lo studio di interfacciamento tra 1 circuiti esistenti a bordo treno ed il convertitore appositamente progettato per tale applicazione Tale convertitore oltre a garantire la separazione galvanica tra 1 pannelli FV e il circuito di batteria in caso di contatti accidentali vari ad esempio la rottura del filo sagomato della linea a 3kV e la conseguente caduta del cavo sui pannelli trasforma l energia prodotta dai pannelli in corrente continua alla tensione di circa 29 V per ricarica delle batterie delle carrozze e 12 V per 1 carri seguendo le condizioni estremamente variabili prodotte dal movimento del mezzo come variazione della potenza generata dovuta alla var
84. ove e misure effettuate nel tempo in modo da divulgare costantemente l andamento del progetto Il 20 Dicembre 2002 in merito al Premio Nazionale per l ambiente Gianfranco Merli 1l Movimento Azzurro Associazione di protezione Ambientale ha assegnato alla societ Trenitalia 1l premio per il progetto PVTRAIN con una breve presentazione del progetto stesso con la seguente motivazione Per l alto valore della iniziativa di installare sui treni 1 pannelli solari e di darne corretta ed adeguata comunicazione al pubblico esempio di grande sensibilit alle questioni ambientali e per incentivare nel mondo della ricerca della produzione industriale nel grande pubblico le iniziative positive per l ambiente In occasione di eventi comunicativi in ambito tecnico ambientale convegni conferenze workshop sono stati diffusi Comunicati stampa al Servizio Nazionale Agenzie On line a seguito della quale sono stati pubblicati articoli su quotidiani e siti internet nel Dicembre 2002 stato realizzato e mandato in onda uno SPOT sul programma 2000 sulla Rete4 in occasione di un servizio giornalistico sullo Lo Stato del Pianeta Con l evento del Treno Verde 2003 un treno che effettua un itinerario in Italia con sosta nelle principali stazioni italiane per la divulgazione delle iniziative per l ambiente stato allestito all interno della carrozza treno verde prototipo del progetto quindi con 1 pannelli fotovoltaici in
85. pannelli fotovoltaici in funzione del consumo delle batterie che alimentano 1 servizi ausiliari e la rispondente riduzione di Anidride Carbonica non immessa in atmosfera sono Periodo di misura Luglio 2003 Ottobre 2005 Energia Prodotta dalla tipologia carrozze 4506 77 kWh Riduzione di Anidride Carbonica 3380 08 Kg Nella tabella seguente si riporta per la carrozza bagagliaio il raffronto fra l energia attesa teorica ed l energia effettivamente utilizzata Energia teorica attesa Energia utilizzata zona di riferimento Firenze periodo giu 04 mag 05 kWh fail Carrozza bagagliaio n 61839590100 1 1200 295 Come si vede il fattore di utilizzazione dell energia elettrica del 62 di quella teoricamente disponibile Occorre fare le seguenti considerazioni una volta che le batterie sono cariche queste non assorbono pi energia la carrozza per la natura del servizio svolto s1 mossa nella zona fra Firenze Roma e Bologna ove ci sono frequenti gallerie ponti viadotti e frequenti zone d ombra per cui l illuminazione a cui sono esposti 1 pannelli nettamente inferiore rispetto a pannelli installati su fabbricato Occorre osservare inoltre che per questa carrozza nel periodo Giugno 2005 Settembre 2005 si verificata l avaria al convertitore principale dei servizi ausiliari senza che si registrasse alcun disservizio infatti il sistema fotovoltaico ha sopperito a tutte le necessit energetiche relative ai
86. per verificare la fattibilit anche in termini di risultati ambientali dell alimentazione degli accumulatori a bordo rotabile 1 quali portano differenze di carica a seconda dei rotabili su cui sono posizionati In merito a tali differenze si evidenziano le caratteristiche degli accumulatori per 1 diversi rotabili individuati per la sperimentazione delle carrozze locomotive e carri merci Sulla base dei dati raccolti delle analisi effettuate stata predisposta la seguente matrice prestazionale che evidenzia in base al tipo di consumo previsto per anno per diversa tipologia di materiale rotabile la taglia dell impianto fotovoltaico definita dallo spazio disponibile ovvero se sufficiente per il tipo di consumo annuale 11 quantitativo di riduzione di combustibile primario per tipo di applicazione e la riduzione delle emissioni inquinanti all anno con l uso della tecnologia fotovoltaica l Risparmio di O Consumi Taglia i Emissioni i ee Lt Copertura combustibile Tipologia previsti impianto FV ae evitate carico primario KWh anno Kg anno Tep anno CO2 559 Carrozza 1226 SO2 2 81 NOx 0 83 CO2 174 SO2 0 96 NOx 0 29 kWp CO2 366 Locomotiva 883 1 36 SI 0 20 SO2 2 02 NOx 0 83 Carro I valori relativi alle emissioni evitate sono stati calcolati dalla differenza tra le emissioni generate dalla produzione di energia elettrica con fonte tradizionale fonte ENEL Rapporto Ambientale 2001 ed il rilascio di inquina
87. ra La ricerca di mercato ha evidenziato le tipologie di pannelli fotovoltaici a seconda dei diversi processi utilizzati per la loro produzione celle monocristalline celle poli multi cristalline e celle al silicio amorfo Nel confronto con gli altri due tipi le celle amorfe hanno il rendimento pi basso ma anche caratteristiche di versatilit e adattabilit maggiori soprattutto nei casi di irraggiamento diffuso cielo coperto ecc pertanto sono state individuate come pi idonee per l applicazione sui treni Per 1 prototipi carrozze stato scelto il modulo a Tegola fotovoltaica con il sistema a tripla giunzione che presenta una disposizione di tre strati di lega di silicio su un supporto di acciaio flessibile molto sottile Le caratteristiche prestazionali del modulo fotovoltaico costituito da strisce flessibili di tegole fotovoltaiche gi cablate e la necessit di ottenere un quantitativo di potenza di picco e tensione nominale idonea alle necessit applicative della carrozza hanno condotto alla progettazione realizzazione di un modulo fotovoltaico ad hoc il vassoio gi descritto nel punto 6 Tecnico Individuato lo spazio disponibile sul tetto delle carrozze si proseguito con la progettazione del sistema fotovoltaico nonch della realizzazione dei prototipi carrozze e le successive prove misure La differente disponibilit di spazio e di tipologia di superficie dei carri merci locomotore diesel e del locom
88. rbe la luce nella banda del rosso la cella nel mezzo nella banda del giallo e l ultima assorbe nella banda del blu La capacit di dividere lo spettro della luce la chiave dell alta efficienza di questo tipo di tegola specialmente in condizioni di scarso irraggiamento solare e di luce diffusa Inoltre il silicio amorfo posto su un sottilissimo supporto di acciaio molto flessibile e quindi adatto alla superficie del tetto dei vagoni Per la sperimentazione sulle carrozze stato scelto LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 12 il modulo a tegola fotovoltaica una striscia di 12 tegole fotovoltaiche pre cablate con il quale stato costituito un vassoio figura 3 composto da una matrice di 5 strisce di tegola fotovoltaica collegate in serie tra loro Su ciascuna carrozza sono stati installati 16 vassoi cablati in parallelo di otto e in serie di due Ogni striscia lunga 2 195 mm e larga 305 mm con parte attiva di 130 mm La potenza fotovoltaica sviluppata al metro quadro di 60 Wp essendo l area attiva della singola striscia 13 mm x 2 190mm e la potenza nominale di 17 Wp Tegola singola AGI AS A A a iva 2195cm Fig 1 Fig 2 Fig 3 Il progetto sperimentale PV Train nasce e si sviluppa per verificare la fattibilit anche in termini di risultati ambientali dell alimentazione degli accumulatori a bordo rotabile in assenza dell alimentazione elettrica a 3 kV Gli accumulatori p
89. regolare negli incroci e nelle variazioni dell ambiente circostante La sua configurazione influenza inoltre in modo particolare anche la funzionalit delle carrozze immediatamente successive ricollegandosi quindi alle questioni di confort vibrazioni e stabilit appena accennate Presenza di vento laterale tale situazione influenza fortemente la stabilit non s1 pu quindi prescindere da essa nell analisi di corpi di cos grandi dimensioni Ingresso in gallerie una situazione molto comune ed ha come effetto dei bruschi aumenti di pressione che si riflettono sia in onde acustiche sia in sollecitazioni strutturali Incrocio con altri treni una situazione analoga alla precedente che dipende dalla velocit relativa dei due convogli pu essere di differenti entit e dipende fortemente anche dai tipi di convoglio in esame Con il termine modellazione matematica si intende la teoria dell approssimazione numerica di un gruppo di equazioni prese come modelli di determinati fenomeni fisici per 1 quali nel caso dell aerodinamica non esistono soluzioni in forma chiusa Uno degli aspetti che caratterizza maggiormente le simulazioni numeriche il tempo di calcolo necessario per ottenere 1 risultati Per questa ragione le rappresentazioni geometriche vengono solitamente costruite con approssimazioni pi o meno forti cercando di pervenire al miglior compromesso tra accuratezza e velocit Dal nostro modello sono stati escl
90. relazioni previste ovvero Relazione su indagine di Mercato Relazione su indicatori di prestazione Relazione tecnica e modello di analisi per le quali si riportano brevemente 1 risultati La Relazione su indagine di mercato si sviluppata su due scenari l analisi ambientale della ferrovia italiana in termini di consumi energetici ed emissioni inquinanti Relazione su indagine di LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 30 Mercato Scenario Ambientale e l analisi del mercato nazionale europeo dei pannelli fotovoltaici per poter individuare la tipologia in termini di materiale rendimento e caratteristiche costruttive pi idonea alle esigenze del progetto Relazione su indagine di Mercato analisi del mercato fotovoltaico Relazione su indagine di Mercato Scenario Ambientale L analisi ambientale della ferrovia italiana in termini di consumi energetici ed emissioni inquinanti parte dalle considerazioni per cui ormai noto che la produzione di energia elettrica da fonti non rinnovabili e l utilizzo dei mezzi di trasporto siano le maggiori cause dei fenomeni dell effetto serra e dei cambiamenti climatici e che non si potr registrare un inversione di rotta rispetto a tali tendenze negative senza aver agito concretamente sulle modalit di produzione e di utilizzo dell energia e sull applicazione che di esse potranno adottare il mondo industriale e quello dei trasporti In tale contesto 1 pi autorevoli studi
91. revisti dell attivit sono la realizzazione di conferenze divulgative conferenze stampa materiale audio visivo e o cartaceo sito web pubblicazioni manuale operativo brochure finale IT EN newsletter con aggiornamento CD rom riportante la presentazione del progetto relazione tecnica finale In questa task inserita la gestione del progetto con contabilit separata una struttura di monitoraggio dell andamento della spesa di progetto il sistema informatico di avanzamento contabile e finanziario del progetto utilizza 11 modulo SAP che d la possibilit di controllo puntuale delle spese sostenute LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 51 7 6 2 Cosa stato fatto Come previsto stato costituito un Gruppo d interesse formato da rappresentanti italiani ed europei di istituzioni tecniche e non interessate nei settori dei trasporti ed dell ambiente quali UIC Universit Tor Vergata Roma Dipartimento Ingegneria Meccanica dell istituto di ricerca ENEA Responsabile Progetto Collettori Solari CRIT Centro Ricerche Innovazione Tecnologica SIPE ed stato costituito un data base di indirizzi dei target group sopra citati cui comunicare la Newsletter e l avanzamento del Progetto con 1 risultati ottenuti dalle prove e misure previste La Newsletter informativa in formato elettronico stata inserita nella pagina web del sito di Trenitalia ed stata successivamente aggiornata con 1 risultati ottenuti dalle pr
92. rgia alternativa prodotta dai pannelli fotovoltaici installati sul tetto delle carrozze stesse con conseguente riduzione dell inquinamento ambientale sia in termini di minore anidride carbonica CO2 emessa in atmosfera per la produzione di energia elettrica che di riduzione del numero di batterie da smaltire grazie all aumento della durata di vita delle batterie stesse I prodotti deliverables previsti sono cinque carrozze attrezzate con il sistema fotovoltaico costituito dai pannelli fotovoltaici installati sul tetto ed un convertitore regolatore per trasformare l energia fornita dai pannelli da 60 a 140 V in energia idonea alla ricarica delle batterie 28 8 V con limitazione della corrente di 45 A I risultati previsti consistono nel verificare come dagli indicatori di prestazione che non vi sia alcun distacco dei pannelli fotovoltaici dal tetto delle carrozze target 0 distacchi verificare l eventuale degrado del pannello misurando la potenza di picco generata dovuto all invecchiamento misurare l energia effettivamente utilizzata da due carrozze per la ricarica delle batterie e l influenza dell inquinamento ambientale target inferiore al 5 dovuto alla sporcizia polvere ed altro verificare eventuali malfunzionamenti target 0 malfunzionamenti dovuti alla presenza vicino ai pannelli della linea di alimentazione a 3 kV effettiva variazione da 2 8 a 3 9 kV e l eventuale variazione del rumore all interno del vano p
93. rto Intermedio del 10 06 04 LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 44 7 4 Task 4 Fotovoltaico per mezzi trainanti locomotori DATE PREVISTE DAL 01 11 2003 AL 31 10 2005 DATE EFFETTIVE DAL 01 11 2003 AL 31 10 2005 7 4 1 Cosa era previsto L attivit consiste nella progettazione realizzazione prove sul campo e Feedback dei due prototipi locomotori realizzati Obiettivo dell attivit di individuare un sistema di ricarica o mantenimento in carica delle batterie a bordo deli locomotori utilizzando l energia alternativa prodotta dai pannelli fotovoltaici installati sul tetto dei locomotori stessi con conseguente riduzione dell inquinamento ambientale sia in termini di minore CO emessa in atmosfera per la produzione di energia elettrica che di riduzione del numero di batterie da smaltire grazie all aumento della durata delle batterie stesse I prodotti deliverables previsti dell attivit sono la realizzazione di due prototipi di locomotive di cui una elettrica E636 ed una Automotrice Leggera a Nafta passeggeri motore diesel Aln668 attrezzate con il sistema fotovoltaico costituito da pannelli fotovoltaici tipo US 116 da 116 Wp ubicati sul tetto ed un convertitore regolatore per trasformare l energia fornita dai pannelli da 60 a 140 V in energia idonea alla ricarica delle batterie 31 5 V per la locomotiva elettrica e 28 8 V per la diesel La scelta dell automotrice Aln 668 Aln Automotrice leggera na
94. s del progetto sono sintetizzati nella tabella che segue Task di ar i Titolo deliverable Tipo Breve descrizione riferimento 1 Relazione su indagine di mercato 2 Relazione su indicatori di prestazione 3 Relazione tecnica e modello di analisi Realizzazione dei prototipi carrozze 2 carrozza passeggeri 1 carrozza treno verde 2 carrozze bagagliaio Realizzazione dei prototipi carri merci 3 carri merci H 32 Realizzazione dei prototipi locomotori 1 locomotiva elettrica E 636 1 automotrice diesel 668 1 Studio di fattibilit del progetto per un treno Eurostar 2 Stesura di un modello matematico 3 Realizzazione di un modello in scala 1 Conferenze divulgative 2 Filmato relativo alla realizzazione dei prototipi 3 Pubblicazione di articoli 4 Realizzazione di un link al sito web di Trenitalia con Newsletter 5 Manuale tecnico metodologico per la riproducibilit del progetto 6 Brochure 7 Partecipazione a premi per l ambiente LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 Manuale cartaceo Prototipo di mezzi ferroviari Prototipo di mezzi ferroviari Prototipo di mezzi ferroviari Manuali cartacei e modellino in scala Tali relazioni hanno consentito di definire lo scenario ambientale in cui si inserisce il progetto il mercato dei pannelli fotovoltaici disponibili 1 KPI per la valutazione prestazionale del progetto inoltre stata redatta una relazione dove sono state descritte le scelte
95. se di un Impianto FV la cella fotovoltaica costituita da silicio in forma cristallina o da altri materiali fra 1 quali 1 pi usati sono l arseniuro di gallio GaAs il tellurio di cadmio CdTe il diseleniuro di indio e rame CIS Questi materiali possono essere trattati per ricavare cristalli a film spesso in questo gruppo vanno inseriti il silicio monocristallino il silicio policristallino e l arseniuro di gallio 1 materiali a film sottile questo gruppo include il silicio amorfo il telluriuro di cadmio e il diseleniuro di indio e rame 1 materiali per concentrazione questo gruppo include il silicio e altri materiali con elevato grado di resistenza alle temperature elevate Il silicio cristallino 11 materiale oggi largamente pi utilizzato per la produzione di celle fotovoltaiche anche se occorre parlare di varie tecnologie concorrenti quali quella del silicio monocristallino del silicio policristallino dei film sottili e delle lamine Si riportano 1 vantaggi e svantaggi Vantaggi Prodotto industrialmente stabilizzato Elevata disponibilit del materiale base sia come Si sia come S103 Elevata uniformit di produzione Scarsa tossicit Efficienza di conversione relativamente elevata Vita utile molto lunga Svantaggi Elevata quantit di materiale necessario Tecnologia di produzione che non consente elevati livelli di integrazione le celle vanno prodotte singolarmente per venire successiva
96. sito web conferenze e materiale divulgativo brochure manuale tecnico metodologico filmati articoli EXECUTIVE SUMMARY English version 3 1 Aims of the project The aims of the project are 3 2 to technically assess the use of new generation amorphous silicon photovoltaic panels on railways for keeping accumulators mounted on board rolling stock charged to test the efficiency of the energy recovery technologies by means of photovoltaic panels that are projected and assembled for rolling stock already in use and new generation rolling stock high capacity speed by means of pilot plants to export the data collected and results of the pilot trials for the benefit of similar European organisations to demonstrate the feasibility of the project to collect the data of the measurements and performance obtained during the tests List of the expected results together with the deliverables Reduction of CO2 emission into the atmosphere contributing therefore to the decrease of the greenhouse effect Deliverables data obtained from the tests on the rolling stock in use Lengthening of the life of the accumulators with consequent reduction in waste and batteries accumulators in use at present on rolling stock Deliverables following the trials of the prototypes the data will be taken highlighting the expected result Improvement of the battery charged and therefore the efficiency for use on railway vehicles Deliverables descrip
97. societ La missione di Trenitalia che nasce il 1 giugno del 2000 quella di assicurare un offerta in grado di soddisfare in ambito nazionale ed europeo le esigenze di mobilit dei viaggiatori sia di media e lunga percorrenza che di ambito metropolitano regionale e interregionale nonch di garantire la mobilit delle merci anche oltre 1 confini nazionali Con una flotta di circa 63 000 mezzi in grado di garantire il trasporto di pi di 1 400 000 viaggiatori giorno e circa 250 000 tonnellate di merci trasportate al giorno Nel corso dell ultima visita di monitoraggio avvenuta il 15 Settembre 2004 stata effettuata la richiesta di una proroga al progetto di 12 mesi mantenendo il budget invariato Tale richiesta ufficializzata con la lettera del 17 09 04 prot UTMR IM 0139 ed autorizzata con la lettera del 20 10 04 prot ENV D 1 WC Im Adonis D 513133 stata effettuata per poter monitorare in tale periodo 1 prototipi realizzati ed ottenere cos maggiori garanzie sulla efficienza del sistema fotovoltaico gi verificata con le prime prove e misure e consolidare ulteriormente gli interessanti risultati ottenuti LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 1 6 TECNICA Trenitalia ha promosso la sperimentazione di moduli fotovoltaici in silicio amorfo per fornire energia elettrica per la ricarica degli accumulatori a bordo di carrozze viaggiatori locomotive e carri merci La sperimentazione ha riguardato l in
98. stallati sul tetto uno spazio divulgativo del progetto PVTRAIN con l esposizione del modellino ETR500 realizzato nell ambito della Task 5 e un pannello con la descrizione del progetto In occasione della Conferenza sulla Mobilit avvenuta a Milano dal 20 22 Gennaio 2003 stata inserita la presentazione del Progetto sul sito www mobilityconference it attivo per una anno a partire da Gennaio 2003 Nell ambito del Convegno Ricerca e Sviluppo nei Sistemi Ferroviari organizzato dal CIFI Collegio Ingegneri Ferroviari Italiani nel mese di Maggio 2004 stato allestito uno spazio divulgativo del progetto PVTRAIN nello stand dedicato al Gruppo FS con diffusione della brochure divulgativa stato presentato il progetto nell ambito della conferenza sulle tecnologie innovative ed stato inserito un articolo agli atti del convegno Per dare visibilit al progetto all interno dell azienda sono state realizzate etichette divulgative posizionate esternamente agli uffici in cui s1 svolgevano le attivit relative al progetto e per dare visibilit del progetto all esterno sono stati allestiti pannelli divulgativi sugli ingressi delle officine in cul avvenuta la realizzazione dei prototipi Firenze Porta a Prato Foggia Verona Altra occasione di divulgazione del progetto stata la partecipazione con distribuzione di Brochure alla Fiera Internazionale della Scienza a Genova Il 28 Novembre 2003 stato realizzato come previst
99. stallazione di pannelli solari in silicio amorfo a tegola fotovoltaica su 5 carrozze moduli US 116 su 3 carri merci e su una locomotiva elettrica modello E636 e un automotrice Diesel tipo Aln Il sistema mantiene in carica gli accumulatori a bordo sia quando 1 treni sono in movimento che quando sono fermi e non collegati alla rete elettrica a 3kV Tale tecnologia permette una carica costante degli accumulatori aumentandone cos la durata di vita in quanto non pi sottoposti a continui cicli di carica scarica conseguenti a distacchi di pantografi dalla linea di contatto con riduzione del numero degli accumulatori da smaltire si stima che l allungamento della vita degli accumulatori sia circa il 10 15 6 1 Tecnologie fotovoltaiche L effetto fotovoltaico consiste nella trasformazione della luce in energia elettrica noto fin dal secolo scorso quando si scopr che era possibile trasformare direttamente l energia solare in energia elettrica tramite una cella elettrolitica senza passare per processi termodinamici Attualmente 1 moduli fotovoltaici sono costruiti partendo da semiconduttori al silicio le applicazioni sono essenzialmente per piccole potenze e sopratutto per utenze isolate dove sarebbe oneroso collegarsi con la rete elettrica La cella fotovoltaica costituisce 11 componente base dei sistemi fotovoltaici un dispositivo costituito da un materiale semiconduttore wafer sottile 0 3 mm di in genere silicio opportunament
100. te di avere sotto controllo lo stato energetico giornaliero di ogni singolo rotabile attrezzato con il sistema di misurazioni e presenta il vantaggio di misurazioni praticamente istantanee al contrario del field point che richiede scarico dati e successiva post elaborazione Risulta disponibile il grafico della potenza assorbita dalla batteria settabile per periodo e per campionamento Il sistema permette per il carro anche la rilevazione della posizione con sistema GPS Tale sistema consente connessione continua al rotabile in tempo reale grazie all utilizzo della tecnologia GPRS individuazione della posizione del rotabile grazie all utilizzo della tecnologia GPS memorizzazione a bordo del modulo M3C Found dei dati misurati in aree non coperte da GPRS con scarico automatico verso la centrale operativa al ripristinarsi della copertura GPRS utilizzo di cartografia ad altissimo dettaglio da parte della centrale operativa visualizzazione dei dati messi a disposizione dalla centrale operativa mediante una semplice connessione internet da qualsiasi sede di Trenitalia rappresentazione grafica ed analitica dei dati misurati da pannello fotovoltaico e batteria con possibilit di selezione parametrica degli intervalli di tempo da monitorare ed esportazione locale dei dati in formato Microsoft Excel possibilit di espansione del sistema per il monitoraggio totale dei dati di esercizio del rotabile grande economia di esercizio grazi
101. te nel punto 6 Tecnica Nella relazione tecnica sono descritti 1 sistemi di misura mediante 1 quali sono state effettuate le prove sui componenti e sul sistema completo e riportati 1 valori ottenuti per verificare la validit del sistema sperimentale LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 35 Le prove vengono effettuate sui seguenti componenti Modulo a Tegola fotovoltaica prove termiche prove di invecchiamento e di resistenza a sollecitazione aerodinamica prova in galleria nel vento Convertitori prove funzionali e prove di isolamento Sul primo prototipo verranno effettuate una serie di misurazioni nelle seguenti condizioni rotabile fermo prove elettriche per valutare le performance del sistema in termini di efficienza dei singoli apparati con particolare riferimento alla capacit del sistema convertitore di ricercare il punto di erogazione della massima potenza rotabile in movimento prove di colpo di pressione incrocio con altri treni ingresso ed uscita dalle gallerie e prove elettriche analoghe a quelle previste per il rotabile fermo Con 1 valori di tensione e corrente misurati e registrati durante tutto lo svolgimento della campagna di prova sar possibile effettuare una analisi energetica e quindi valutare la bont e l efficacia del sistema pannelli solari Il modello di analisi riportato in tale relazione parte dalla considerazione del fatto che il progetto sperimentale nasce e s1 sviluppa
102. ti a quelli dell anidride carbonica quali CH4 e N20 Dall analisi dei valori delle emissioni totali di Trenitalia comprensive cio del trasporto passeggeri e merci sia alimentato a gasolio che ad energia elettrica risulta evidente come tutti 1 parametri siano pressoch costantemente diminuiti nel tempo I principali inquinanti hanno subito percentuali di abbattimento molto elevate l SO2 scesa del 46 78 gli NOx del 39 74 e le polveri fini di oltre il 65 In particolare l anidride carbonica causa principale dell effetto serra ha subito una diminuzione del 13 6 passando da 3425 mila tonnellate del 1996 alle 2959 del 2001 e C2 Emissioni totali di Trenitalia 3 500 3 400 3 300 3 200 3 100 Emissioni in kton 3 000 2 900 1996 1997 1998 1999 2000 2001 LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 32 Relazione su indagine di Mercato analisi del mercato fotovoltaico L indagine di mercato parte dall analisi dei materiali con 1 quali vengono realizzati 1 pannelli fotovoltaici Il funzionamento dei dispositivi fotovoltaici si basa sulla capacit di alcuni materiali semiconduttori opportunamente trattati di convertire l energia della radiazione solare in energia elettrica in corrente continua senza bisogno di parti meccaniche in movimento Il materiale semiconduttore quasi universalmente impiegato oggi a tale scopo il silicio Attualmente il componente ba
103. tion of improvement of the battery charge following the application of the photovoltaic system LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 6 Assessment of the best photovoltaic panel technology to use for energy saving in the rail context Deliverables technical report with assessment of the new technology used Communication of the technical solutions reached in the light of the European development of these technologies for the benefit of other goods and passenger transport companies belonging to the EU Deliverables Identification of target groups for the exchange of new technology the setting up of an interest group the organisation of a national and international conference means of communication such as an electronic newsletter in the Trenitalia s web site final IT EN brochure a technical methodological manual CD Roms and videos showing the most important phases of the project and the prototypes under trial 3 3 Descriptive summary of the project following the list The following action will be taken market survey for the choice of suitable panels for specific needs Industrial verification for the production of specific panels for trains project assessment of the whole system of alternative energy supply of accumulators per type of rolling stock with particular attention to the mounting of the panels as well as to the design of the converter feasibility study and definition of technical details aerodynamic effects f
104. tituzione di un gruppo d interesse attivazione di un sito internet organizzazione di una conferenza nazionale ed internazionale prodotti divulgativi quale newsletter elettronica LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 5 3 inserita nel sito web di Trenitalia brochure finale IT EN manuale tecnico metodologico CD Rom e video con le fasi salienti del progetto e le realizzazioni prototipali sperimentate 2 3 Sintesi descrittiva del progetto seguendo l elenco Il progetto procede intraprendendo le seguenti azioni evidenziate nella suddivisione del progetto in 6 task analisi di mercato per la scelta dei pannelli idonei alle specifiche esigenze Verifica industriale di realizzazione di specifici pannelli per treni definizione progettuale dell intero sistema di alimentazione alternativa di accumulatori per tipologia di rotabile con particolare riguardo alla installazione dei pannelli nonch alla progettazione del convertitore studio di fattibilit e definizione specifiche tecniche effetti aerodinamici per la realizzazione di coperture di nuove carrozze per alta velocit con pannelli fotovoltaici gi reinseriti nella fase di costruzione realizzazione di prototipi su cinque carrozze tre carri merci e due locomotive di cui una elettrica ed una diesel quali mezzi di trasporto rappresentativi del parco rotabile di TRENITALIA divulgazione verso targets pubblici e privati nazionali ed europei tramite uso di internet
105. tori a 20 anni ma ad oggi non si ancora avuta conferma di tale dato non essendoci storicit di impianti fotovoltaici di tale durata o meglio gli impianti in vita da quasi 20 anni hanno una tecnologia obsoleta rispetto agli attuali pertanto 1 risultati ottenuti potrebbero essere non del tutto soddisfacenti Pertanto una ipotetica soluzione per l utilizzo di pannelli fotovoltaici su mezzi in ambito ferroviario sarebbe la realizzazione di una produzione industriale della tecnologia innovativa per il nuovo materiale rotabile della diffusione della materia prima attiva fotovoltaica il silicio sotto forma di multistrato sulla lamiera costituente l imperiale dei mezzi ferroviari Tale soluzione comporterebbe anche la creazione di nuovi posti di lavoro ma essendo un progetto di notevole rilevanza economica risulterebbe indispensabile essere certi della durata di vita degli elementi fotovoltaici ad oggi come detto non dimostrabile La futura applicabilit su larga scala della tecnologia fotovoltaica sviluppata nell ambito del progetto vede come condizione necessaria sebbene non sufficiente l estensione del decreto del 28 Luglio 2005 del Ministero delle Attivit Produttive all ambiente ferroviario Tale decreto vede l incentivazione della produzione di energia elettrica mediante conversione fotovoltaica della fonte solare con 1 Certificati Verdi agli impianti fotovoltaici civili e quindi fissi e non ancora esteso al mezzi in moviment
106. uite mediante il sistema di telemisura real time sulla Locomotiva E 636 385_ nel periodo da Agosto 2004 a Ottobre 2005 sono stati rilevati 1 seguenti valori di energia prodotta e di riduzione di immissione di anidride carbonica in atmosfera tenendo conto che per ogni kWh di energia prodotta da fonte rinnovabile piuttosto che da fonti tradizionali si hanno 750 g di anidride carbonica in meno immessa in atmosfera Periodo di misura Agosto 2004 Ottobre 2005 Energia Prodotta 159 93 KWh Riduzione di Anidride Carbonica 119 95 Kg LIFE02 ENV IT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 45 Energia misurata locomotiva E 636 385 40 00 30 00 20 00 10 00 Energia kWh 0 00 Analizzando il grafico si osserva che nei mesi Novembre 2004 Gennaio 2005 l energia rilevata nulla a causa dell avaria del sistema di trasmissione dati per cui i risultati di tali mesi non sono disponibili Nella tabella seguente si riporta per la Locomotiva E 636 il raffronto fra l energia attesa teorica ed LP energia effettivamente utilizzata Energia teorica attesa Energia utilizzata zona di riferimento Firenze periodo ago 04 lug 05 kWh kWh Locomotiva elettrica E 636 385 647 034 Come si vede il fattore di utilizzazione dell energia elettrica del 11 37 di quella teoricamente disponibile Occorre fare le seguenti considerazioni il poco spazio disponibile sul tetto dei locomotori come gi detto
107. usi tutti 1 particolari ritenuti di scarsa rilevanza per lo studio di prima approssimazione cui stata diretta la parte iniziale del lavoro Per tale motivo abbiamo eliminato finestrini manopole scabrosit ed ingressi Importante stata la scelta di eliminare anche ruote e rotaie Tale scelta se apparentemente incongruente stata in realt dettata dall esigenza di analizzare la parte superiore e laterale tralasciando almeno per ora tutti gli effetti che ci potrebbe portare sulla stabilit di marcia Nella figura che segue viene rappresentato il primo modello costruito con una motrice di testa una di coda e dodici carrozze 7 A LIFE02 EN V TT 000064 Rapporto Finale 31 05 06 49 Per diminuire al massimo 1 tempi di calcolo 11 volume di controllo stato costruito in forma elementare ma con dimensioni tali da poter contenere efficacemente le turbolenze laterali superiori e posteriori dovute al moto del corpo nell aria La geometria in esame stata poi sottratta al suddetto volume producendo l effetto di ostacolo al movimento 7 5 3 Risultati ottenuti Lo studio di fattibilit per l applicazione del sistema fotovoltaico su una carrozza ETR 500 ha dimostrato che possono essere installati sul tetto 20 vasso1 per la potenza complessiva di 2380 W p L energia generata annualmente calcolata secondo la UNI 10349 pari a 2100 kWh alla temperatura di 25 C per la zona di Firenze supponendo il rendimento moduli
108. veicoli ferroviari individuati per la sperimentazione ovvero per le carrozze carri merci e locomotori Sono stati individuati 1 seguenti indicatori 1 Adesione dei pannelli sull imperiale tetto del rotabile o fiancata delle locomotive 2 Degrado prestazionale del pannello 3 Influenza dell inquinamento ambientale 4 Influenza dell interferenze elettromagnetiche 5 Influenza del rumore aerodinamico dovuto all inserzione dei pannelli Gli indicatori di prestazione sono stati descritti nel punto 6 6 Sistemi di misurazione utilizzati Relazione tecnica e modello di analisi La Relazione tecnica e modello di analisi riporta nel dettaglio gli obiettivi del progetto ovvero la verifica che la sperimentazione della tecnologia fotovoltaica nell ambito del materiale rotabile ferroviario come fonte di energia diversa da quella tradizionale derivata dalla trazione alimentazione a 3 kV sia efficace per l alimentazione degli accumulatori presenti a bordo dei treni Successivamente vengono descritte nel dettaglio le caratteristiche tecniche dei pannelli fotovoltaici utilizzati per la sperimentazione ovvero la Tegola Fotovoltaica e 1 moduli US 116 la cui descrizione gia stata riportata nel punto 6 1 Tecnologie fotovoltaiche Si riportano le descrizioni tecniche sia dal punto di vista meccanico che elettrico relative alle singole applicazioni delle carrozze locomotori e carri merci Tali tecnologie sono descrit

Layman`s Report

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents