Impianto elettrico Primario e Batterie, Atto 4 (l'autoimmunizzazione)

Ci siamo lasciati l'altro giorno con la promessa di dedicare un capitolo a sè alla previsione di intervento "lato solare", ed in effetti l'argomento è talmente vasto che mi pareva d'obbligo affrontarlo su un pezzo a sè stante, ma nella realtà dei fatti non è che ci sia molto da dire oltre quanto non sia stato già detto, senza la certezza di dire le stesse cose (e meno bene, vista la mia esperienza in materia assolutamente basic! cfr. gli articoli monografici di Roberto Minoia).

Del solare (cfr. "fotovoltaico") non si può dire che bene ed anzi nel clima di crisi energetica ed ambientale a livello mondiale, dirne bene è quasi diventato un obbligo morale, "per rispetto delle generazioni future" viene spesso ripetuto, ma sinceramente senza smuovere proclami epocali e lanciare anatemi energetici di rango assolutistico, ma rimanendo fermi alla nostra esigenza minima d'avere appena appena un pò più di corrente a bordo ed il prosecco sempre fresco in frigo, mi limiterò soltanto a ribadire le nostre intenzioni, motivandole, illustrando mooooooolto brevemente l'installazione che faremo (banale. anzi banalmente da altri ricopiata!), piuttosto soffermandomi sul reale punto di forza di un impianto fotovoltaico che resta a mio modo di vedere la flessibilità, intendendo ciascun elemento fotovoltaico come un modulo potenzialmente ripetibile senza fine, se non il limite stabilito dallo spazio concesso all'installazione dei moduli stessi. 

Per questa ragione dirò molto velocemente quello che porteremo a bordo a nostro beneficio elettrico: un pannello policristallino marca Kyocera da 85 watt, che ***dovrebbe*** garantire, installato lateralmente alla draglia, "volante" per poter essere spostato da una murata all'altra in base alla posizione del sole ed all'inclinazione della barca in navigazione, -e ovviamente "in media",- 35-40 Ah al giorno.

 

I dati di performance di un pannello fotovoltaico, variano logicamente secondo come orientato rispetto al sole, ed il livello corrente di soleggiamento, ma in una giornata completamente serena in media circa 40-45 Ah sono la produzione relativa a 100 Watt di potenza nominale installata, secondo uno schema orario giornaliero che in Mediterraneo può essere ricondotto al seguente:

5-6 A dalle 1000 solari alle 1400 solari

2-2.5 A nei periodi 0900-1000 e 1400-1500

1 A periodo 0700-0900 e 1500-1700

(i Kyocera in tal senso garantiscono rese delle celle molto elevate,dichiarate nella scheda tecnica del prodotto intorno al 16%, dunque sul livello quasi di pannelli di tecnologia superiore).

Considerando poi che il pannello produce corrente a circa 17 Volt questa tensione dovrà essere portata a valori più consoni alla ricarica delle batterie, se non le si vuol cuocere "bollite" dunque abbiamo scelto un adatto regolatore di tensione, fidandoci del nostro solito installatore e senza scegliere nè un prodotto basic nè uno top-level (un regolatore Morningstar mod. SunSaver SS-10 da 10A, semplice come prodotto non avendo schermo lcd di controllo, ma comunque dotato di circuito di protezione e di circuito a diodi che evita, in assenza di luce solare, che la corrente fluisca dalle batterie al pannello solare, oltre a tutti i soliti programmi di ricarica delle batterie a 4 stadi).

Anche a proposito del regolatore ci sarebbe tanto da dire, ma sempre nulla che non sia stato già detto, nel caso specifico dal bravo Rob del "Brancaleone" su cui ha -ovviamente- installato a sua volta una coppia di pannelli effettuando in seguito una serie di test di misura che non sono da trascurare, specie quanto all'impiego -nel suo caso- di un regolatore di carica con tecnologia MPPT (maximum power point traker) anziché la comune PWM (modulazione della larghezza di impulso), e con guadagno finale consistente: +10-15% in estate sotto il pieno sole, quando i pannelli lavorano comunque in condizioni semiottimali e che possono diventare +30-40% quando invece i pannelli hanno un ambiente difficile (inverno, foschia, ecc). (un regolatore MPPT invece ottimizza lo sfruttamento della potenza disponibile nel pannello, lavorando essenzialmente come un convertitore CC-CC e inviando nella batteria il maggior numero di ampere possibile laddove invece facendo l'esempio di un pannello da 170W dati a 17 volt nominali, cioè i tradizionali 10A nominali), un regolatore PWM prende i 10A e li somministra a 13volt circa, quindi butta fuori 130W rispetto ai 170W nominali, con 40W netti di perdita...) Ma visto che un regolatore MPPT costa quasi quanto un pannello in più (tipicamente 2-300 euro, rispetto ai PWM che costano qualche decina di euro) e noi non l'abbiamo scelto per questa ragione, ci teniamo -per adesso- il Sunsaver di cui sopra e pace all'anima der nonno..

Arrivati con il regolatore installato e collegato direttamente alle batterie, ovviamente rimarrà a nostro carico fare arrivare il cavo elettrico dal pannello al regolatore di tensione, dunque sarà da installare nel pozzetto una presa stagna a 12 Volt e da questa va portato il cavo elettrico al regolatore di tensione, in prossimità del carteggio sotto la cui seduta sono custoditi i preziosi banchi di (nuovi) accumulatori.

Via ai commenti adesso... fine dell'illustrazione tecnica, iniziamo con quella psicotica che mi viene meglio!

Avevamo già nel capitolo scorso evidenziato le motivazioni della scelta:

1) l'opportunità di acquistarne uno di seconda mano, con un pò di risparmio di spesa;

2) la semplicità d'installazione;

3) la capacità del pannello in questione, che potenzialmente compensa il consumo del frigo;

4) il ritorno di "immagine";

5) la possibilità di avere sin da subito una componente "intelligente" tra le fonti di energia, utile ad allungare la vita delle batterie sfruttando algoritmi evoluti di ricarica e compensando l'autoscarica durante i periodi di fermo dell'imbarcazione.

Possiamo adesso aggiungere, se vogliamo discutere sull'aspetto "ritorno d'immagine" che si tratta di un oggetto nel complesso assai accattivante se vogliamo, al tempo stesso:

- geek, nei suoi contenuti propriamente tecnologici;

- freak, in quelli ecologici;

- glam perché quanto mai di moda;

- indie nella concreta possibilità di avere a bordo una fonte di energia pulita e davvero "alternativa".

E' in ogni caso un oggetto che sentiamo molto prossimo al nostro stile di vita velistico, nel senso che senza voler passare a tutti i costi per hippies del mare ci appare assai congeniale all'uso che noi facciamo della barca sia in termini di stagionalità come s'è già anticipato (uso prettamente estivo, con crociera estiva decisamente lunga), che anche in termini di quotidianità: pochissima sosta in banchina, uso del mezzo nautico prevalentemente come piattaforma da bagno in rada attrezzata con relativi supporti e funzionalità "vitali", navigazioni diurne generalmente brevi giusto per spostarci da una baia all'altra, e senza mai esagerare con la velatura (leggasi nel caso relativo al pannello solare: rischio di ombra sulle celle fotovoltaiche!), prevalenza di navigazioni notturne per le traversate più lunghe. Praticamente una crociera fatta per lo più da soste nelle rade da bagno delle isole Dalmate (o più avanti si prevede in Grecia, a latitudini ancora più favorevoli quanto a regime di insolazione), comunque fermi a polleggiare, noi a far bagnetti ed il povero guscio vitale in vtr a cuocersi sotto la canicola dell'estate mediterranea.

Da non trascurare, infine, la possibilità di provare il risultato e decidere di potenziare l'impianto passo passo, ed in maniera elastica: senza tornare indietro che signifecherebbe "installare" un secondo frigo a livello di consumi di bordo senza guadagnarci in alcun cm cubico di prodotti alimentari raffrescati, ma potendo decidere liberamente se l'occupazione di spazio del pannello all'esterno è un fastidio sostenibile e su cui conviene puntare in maniera più decisa oppure no, e nel primo caso decidere con la massima libertà sulle strategie di potenziamento, che possono andare dal semplice raddoppio del pannello installato, collocandone uno identico sulla draglia della murata opposta (ma che non appare un'opzione in partenza vincente, perché la possibilità di spostare l'unico pannello da una murata all'altra ne garantisce una migliore insolazione specialmente durante la navigazione a vela quindi un rendimento superiore), fino ad arrivare alla soluzione ti tipo definitivo come quella adottata dagli amici di Y2K che hanno accoppiato due pannelli identici da 90watt su un roll-bar posteriore appositamente realizzato ed aggiunto, ma passando anche per soluzioni itermedie basate nuovamente sulla flessibilità d'impiego (installazione "volante" che per i pannelli può essere non da sottovalutare, in ragione delle garanzie di insolazione che da durante le varie fasi della giornata e dell'attività svolta: rada, sosta in banchina, navigazione a vela, navigazione a motore), magari che usino pannelli di ultima generazione ad alto rendimento e di tipo flessibile e calpestabile (ragionevomente gli Ennecom di cui sempre lo stesso Roberto dy Youposition ha diffusamente già detto QUI): tutto dipenderà insomma da quanto il pannello ci "piacerà", dando per scontato che l'operazione di installare questo come inizio è in ogni caso un'opzione a guadagno positivo, poi con tutta calma potremo decidere se continuare su questa strada, e ragionare anche in funzione della disponibilità economica sul tipo di upgrade plausibile, o piuttosto puntare su opzioni di potenziamento dell'impianto di diverso tipo, come quelle di cui parleremo nel prossimo (e si spera ULTIMO!) capitolo.

Quanto alle installazioni possibili, qui ci si può davvero sbizzarrire, tenendo presente che senz'altro va messo in conto da un lato lo spazio occupato all'esterno dal pannello e dall'altro la sua conseguente performance, a partire prima di tutto dall'importante fattore inclinazione del pannello, in particolare nelle ore mattinali o serali (si osserva facilmente fra 1.5 e 3 volte la corrente prodotta istantaneamente, a seconda dell'ora e dell'orientazione della barca e, in media, un'inclinazione "corretta" aggiunge un 20% alla carica prodotta quotidianamente dai pannelli).

Una serie di esempi di possibili installazioni sono quelle delle foto seguenti, tratte dal sito di Asseaboat laddove per la verità vengono presentate come una specie di "bestiario da banchina", ma ugualmente possono a mio parere costituire motivo di spunto, e da cui trarre qualche idea, ma per iniziare pubblico anche le 4 foto dell'installazione fatta su ADVENTURE in quel di Marmaris dall'amico Claudio!

(Asseaboat è un'azienda che propone soluzioni di montaggio di pannelli solari flessibili applicati sul tendalino biminitop; interessante però un test effettuato da loro fra le splendide isole del Dodecaneso con un Island Packet 420 attrezzato in crociera settimanale con un "SolarTop" in tela prototipo munito di 4 pannelli flessibili da 90 Wp prodotti da Enecom Italia combinati con un regolatore di carica ASR120 di Alpha Elettronica a tecnologia MPPT, che ha restituito carica delle batterie in tutte le condizioni meteo con produzioni giornaliere di 1400 Wh al giorno, circa 120 Ah). 

Un'ultima considerazione, conclusiva: la capacità delle batterie, o -di rimando- il tempo impiegato mediamente alla loro scarica secondo l'utilizzo proprio delle utenze di bordo.

Se si ha una batteria poco scarica, o poca capacità totale rispetto alla potenza dei pannelli istallata, succede che il pannello comincia a produrre fin quando avrà caricato il 30-40% della carica totale del giorno, magari già a mezza giornata che sono le ore di migliore insolazione, pero' correndo il rischio che il regolatore intervenga già a quel momento passando in fase di assorbimento o mantenimento, quindi dando da li in poi solo 1-2A per il resto del giorno, quindi con il rischio concreto che non si arriverà a sera a caricare completamente la batteria.

Se invece si ha una batteria molto scarica, o un banco con capacità relativamente maggiore, la tensione della batteria crescerà meno nel corso della giornata e il pannello potrà inviare tutta la carica di cui è capace per tutto il giorno e si recupererà nel complesso molta più carica.

Per poter trarre dal pannello TUTTA la carica che è capace veramente di dare, bisognerebbe far lavorare cioè le batterie fra 50-60% di scarica e 80% di scarica, in modo che tale carica equivalga alla carica "potenziale" del pannello. 

E cioè, come indica sempre Rob testualmente nel suo pezzo: serve avere "Grooooossi banchi di batteria".

Ovviamente un'altra strada percorribile sarebbe quella di avere batterie servizi su più banchi da far lavorare alternativamente, isolandone e caricandone una col pannello mentre si usa l'altra, e viceversa, ma servono strumenti di controllo, attenzione continua e molta molta pazienza..

Conclusione all'atto 4: "un mondo pulito è più bello"
(quindi vadano a fondo tutti i "ferri da stiro".. ghgh)