Come scegliere il miglior pannello fotovoltaico per la barca

Installare uno o più pannelli solari fotovoltaici sulla tua barca è un ottimo modo per mantenere le batterie cariche e, nelle installazioni più grandi, sostituire l’energia consumata dai carichi domestici. I piccoli pannelli mantengono o ricaricano le batterie mentre non sei collegato alla presa di corrente. I pannelli più grandi caricano anche le batterie e possono produrre energia sufficiente per alimentare gli apparecchi, come un inverter utilizzato per la produzione di corrente alternata di tipo domestico.

Se si ha una barca a vela a bordo e si vuole viaggiare per il mondo, o comunque vivere in modo indipendente e il più possibile off-grid, pur godendo di alcuni dei semplici comfort e comodità della vita moderna (come ad esempio rimanere connessi a Internet), un impianto fotovoltaico è certamente l’ideale, e può essere facilmente installato da soli, con un po’ di applicazione.

Quali imbarcazioni possono utilizzare i pannelli solari?

Innanzitutto le piccole imbarcazioni: un pannello solare può mantenere la batteria completamente carica quando la barca è sul rimorchio, all’ormeggio o seduta al suo posto di scivolo. Tutte le batterie si scaricano da sole e un piccolo pannello può eliminare i problemi causati dalle batterie scariche. Poiché i pannelli solari emettono pura corrente continua (CC), sono ottimi caricatori di batteria purché abbiano un regolatore nel circuito quando lo richiedono.

Le barche a vela da crociera e da regata possono utilizzare i pannelli solari per aumentare o sostituire le loro altre fonti di ricarica. Molte barche a vela che fanno lunghe navigazioni devono utilizzare il loro motore di propulsione per una o due ore al giorno per caricare le batterie e sostituire l’energia consumata. Con un paio di pannelli solari installati, queste barche possono spesso prolungare il loro tempo tra gli utilizzi del motore di un giorno o più, o addirittura non dover utilizzare il motore per la ricarica.

Tipi di pannelli solari fotovoltaici utilizzabili

I pannelli solari fotovoltaici utilizzano cristalli di silicio o sottili pellicole chimiche per generare elettricità. I pannelli monocristallini e multicristallini (c-Si) sono la tecnologia più antica e anche la più potente. Se dimensionati correttamente e abbinati alle batterie appropriate, questi sono i pannelli da utilizzare per far funzionare grandi carichi in CC come luci, TV, radio o videoregistratore.

Nei pannelli cristallini, il silicio, il materiale primario nella sabbia di quarzo, viene coltivato in cristalli, raffinato, purificato (mediante un processo costoso), tagliato in sottili wafer e “drogato” con l’aggiunta di sostanze chimiche. Le celle solari creano corrente elettrica, la cui quantità è determinata dalle dimensioni e dall’efficienza della cella e dalla quantità di luce. I moduli solari vengono creati collegando celle in parallelo per aumentare l’amperaggio e in serie per aumentare la tensione. I moduli solari tipici hanno 30 o 36 celle (che generano tra 14 e 18 V CC).

I pannelli di silicio a film sottile amorfo (a-Si) sono efficienti solo del 50% circa rispetto ai pannelli multicristallini, ma possono essere prodotti in forme flessibili in modo che possano arrotolarsi o piegarsi o conformarsi alla forma del tetto di una cabina di una barca. Sono più efficienti in condizioni di luce scarsa o diffusa e sono meno soggetti a cadute di tensione quando si riscaldano.

Sono i pannelli più utilizzati per la ricarica a basso amperaggio e per la manutenzione della batteria. In genere non hanno una potenza sufficiente per un serio rifornimento di energia, ma possono essere utilizzati per mantenere carica o caricare più lentamente una batteria. I pannelli a film sottile richiedono costi di produzione inferiori rispetto ai pannelli c-Si e sono quindi più economici.

Montato in modo permanente o temporaneo?

I pannelli rigidi più grandi possono essere montati in modo permanente su una staffa su misura, specialmente se utilizzati a bordo di una nave da crociera. I pannelli arrotolabili sono realizzati per l’ambiente marino e possono essere montati in modo permanente utilizzando i loro occhielli angolari. Sono anche molto facili da rimuovere e da riporre in modo compatto. I pannelli pieghevoli sono generalmente realizzati per un uso temporaneo, poiché sono meno resistenti alle intemperie rispetto agli altri tipi.

I pannelli solari semiflessibili sono costituiti da molti componenti differenti. La potenziale efficienza e durata sono aumentate in modo significativo negli ultimi anni, ma entrambe possono variare drasticamente a seconda del produttore e della composizione dei pannelli. A causa delle enormi differenze riscontrate in nei pannelli solari monocristallini presenti sul mercato, la loro scelta oculata è importante affinché siano veramente paragonabili ai pannelli rigidi.

Ciò a cui i pannelli semiflessibili rinunciano in termini di efficienza, economia e durata, lo compensano con i vantaggi forniti. Trovare un posto dove installare i pannelli solari su una barca, con tutte le sue curve e sensibilità al peso, può essere una sfida. I pannelli sottili, leggeri e modellabili possono fornire soluzioni che i pannelli rigidi proprio non possono. Possono essere cuciti (sconsigliato), fissati con elastici, imbullonati, fissati con del nastro adesivo e con potenti magneti su tela e anche sulla superficie del ponte.

Quanta energia vuoi generare con il tuo impianto FV?

I pannelli solari fotovoltaici potrebbero avere una tensione di 20V senza batteria nel circuito, ma sono progettati per fornire la loro potenza alla tensione richiesta da una batteria da 12V per la ricarica completa. I pannelli vengono misurati in Watt, Ampere o entrambi. La maggior parte dei diportisti ha un’idea di quanti ampere è la loro capacità della batteria, o quanti ampere ora usano in un giorno durante la crociera.

Ad esempio, un pannello da 100 W, con 7 ore di luce solare diretta, fornirà teoricamente 700 wattora di potenza. Ovviamente, nel mondo reale, la quantità di luce solare che riceverà il tuo pannello varia a seconda dell’ombreggiatura, del tempo, della latitudine e della stagione. E, poiché navighiamo nel mondo reale e non solo al soleggiato equatore, dobbiamo ottenere un valore realistico per le ore di sole al giorno per dove e quando la tua barca galleggerà.

Ci sono molti siti web che forniscono stime affidabili delle ore di sole medie al giorno per la tua posizione (e stagione). Trova il valore che corrisponde alla tua destinazione di crociera e alla tua stagione. Il tempo che un pannello trascorre in pieno sole è in media almeno di quattro o cinque ore al giorno. Una volta ottenuta la cifra media delle ore di sole al giorno, è possibile calcolare la produzione dei pannelli solari con il seguente calcolo: (Watt totali del pannello) x (ore di sole / giorno) = Wattora di potenza / giorno.

Per dimensionare l’impianto fotovoltaico per la batteria che devi ricaricare, usa una scorciatoia matematica: prendi l’uscita del pannello solare (in milliampere) e dividila per due. È più o meno la dimensione della batteria che può mantenere. Un pannello solare da 150 mA può mantenere una batteria fino a circa 75 Ah. Un pannello da 1500 mA può fornire energia sufficiente per mantenere un ampio banco di batterie ricaricato, supponendo che non ci siano carichi sulle batterie oltre all’autoscarica.

Come regola generale, i pannelli che producono meno dell’1,5 percento della capacità nominale di una batteria in amperora non richiedono regolazione. Ciò significa che un pannello da 1,5 A è il più grande che dovresti usare senza un regolatore su una batteria da 100 Ah. I regolatori dovrebbero generalmente essere utilizzati ogni volta che si hanno due o più grandi pannelli collegati alle batterie.

Se sei preoccupato di danneggiare le tue nuove batterie al gel o AGM a causa del sovraccarico, puoi aggiungere un piccolo controller di carica poco costoso. Questi controller, chiamati anche regolatori, sono classificati in base al numero massimo di ampere gestiti ed esistono versioni che gestiscono fino a 50 A o oltre. I regolatori sono ideali se non puoi essere a bordo per monitorare il tuo impianto elettrico e le unità superiori ora sono dotate di ricarica intelligente a più stadi.

I kit per un impianto fotovoltaico per la barca

Su una barca, si ha bisogno di generare energia per i seguenti usi: illuminazione a LED, plotter cartografico di navigazione, pompe di sentina, refrigerazione, luci sulla sommità dell’albero, ricarica laptop e fotocamera, ricarica batteria motore. Queste sono solo le basi con cui dobbiamo iniziare per pensare alla progettazione di un semplice impianto fotovoltaico da installare a bordo.

In questo modo abbiamo la capacità di espandere la nostra capacità di generazione e stoccaggio di energia solare, se necessario. Se iniziamo ad aggiungere sistemi più complessi, come radar, AIS (Automatic Identification System), aggiornamenti meteo satellitari, dissalatore e tutti i tipi di altre possibilità, il nostro fabbisogno energetico potrebbe però iniziare a crescere in modo significativo!

Poiché si può aver bisogno della capacità di espandere o ridurre facilmente il proprio sistema fotovoltaico in futuro, l’opzione migliore in genere è di adottare un approccio modulare, con un sistema di componenti progettati per lavorare insieme il più efficiente possibile, in grado di essere installato solo con conoscenze e strumenti di base, con la possibilità di espandere (o addirittura ridurre) il sistema al mutare delle esigenze.

Per questo motivo, conviene trovare un unico fornitore di un sistema solare modulare completo e personalizzabile, piuttosto che procurarci da soli le varie parti ovunque possiamo trovarle. Occorre scegliere tutti i componenti di questo sistema per essere il più compatibili ed efficienti possibile. Possiamo ad es. scegliere di installare un banco di 6 batterie da 6 volt, cablate in un sistema a 12 volt.

Il sistema per caricarle può essere un kit completo che include 2 pannelli solari da 160 watt, un caricatore inverter a onda sinusoidale pura da 2000 watt per alimentazione AC, un telecomando per caricatore inverter, regolatore di carica solare modulato a larghezza di impulso (PWM) da 30 ampere con schermo digitale, un kit di installazione inverter CC, e tutto l’hardware necessario per il montaggio.

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