Fotovoltaico

Autore : Antonio Sopranzi

L’energia che riceviamo dal sole è gratuita e poco sfruttata. l’energia che il sole irradia sul nostro pianeta è soltanto una piccolissima parte dell’energia irradiata nello spazio.

Si calcola comunque che il pianeta terra riceve dal sole circa 750 quadrimilioni di kw/ora, quantità che se sfruttata potrebbe risolvere o perlomeno alleggerire il fabbisogno energetico del nostro pianeta.

Si calcola che a mezzogiorno, in giornate soleggiate e su di una superficie orizzontale, sul livello del mare si ha una irradiazione di 1 kw a metro quadro.

Questo valore aumenta a superficie inclinata e ad altezze superiori.

pannelli fotovoltaici

I pannelli fotovoltaici sono costituiti da tante piccole celle fotovoltaiche collegate tra loro.

Queste celle sono formate da strati di silicio, materiale abbondantemente presente nel nostro pianeta, soprattutto nella sabbia marina.

Quando queste celle vengono colpite dai fotoni emessi dal sole, si crea al loro interno un campo elettrico.

I pannelli fotovoltaici sono perlopiù di tre tipi:

  • Monocristallini
  • Policristallini
  • Amorfi

Il loro nome è dato dalla quantità e quindi dalla purezza dei cristalli prodotti dalla fusione del silicio.

Il monocristallino ha un efficienza di circa il 18% ed è prodotto da un unico cristallo

Il policristallino ha un efficienza di circa il 15% ed è prodotto da più cristalli.

I moduli amorfi sono i più economici, hanno un efficienza di circa il 10 % e non utilizzano i cristalli di silicio. Hanno come pregio però quello di funzionare con qualsiasi tipo di luce.

Una singola cella produce dei volt , in base al numero di celle collegate in serie si raggiunge il voltaggio desiderato. Anche la potenza in watt delle singole celle si somma.

Più pannelli collegati in serie vengono denominati “stringa”.

Il loro orientamento è naturalmente verso il sud terrestre e per un miglior rendimento la loro inclinazione varia in base alla latitudine terrestre del sito.

Esistono tuttavia anche sistemi ad inseguimento solare.

regolatori di carica e batteria

Se l’utilizzo del nostro impianto è previsto anche nelle ore notturne abbiamo bisogno di un accumulo . Questa potenza da accumulare viene immagazzinata in batterie.

Tra il pannello e le batterie va inserito un regolatore di carica che regola appunto la carica delle suddette batterie.

In alternativa l’energia prodotta dai pannelli viene immessa nella rete di ditribuzione elettrica e se c’è una differenza a nostro favore rispetto ai consumi, ci viene rimborsata.

inverter

Se il nostro carico, come spesso accade, deve essere alimentato a tensione alternata, abbiamo bisogno dell’ inverter.

La stragrande maggioranza degli attuali inverter hanno integrato il regolatore di carica e l’ingresso per le batterie.

L’ inverter viene utilizzato sia negli impianti con accumulo e sia in impianti connessi alla rete elettrica.

In ingresso accettano dei livelli di tensione minima e massima. Per restare all’ interno di questo range occorre decidere se e come collegare in serie o in parallelo i pannelli fotovoltaici .

Spesso vengono usati dei quadri di stringa dove vengono accoppiate le varie stringhe di pannelli.

dimensionamento

A differenza della rete elettrica dove ad esempio per una normale abitazione abbiamo 3 kw disponibili e possiamo utilizzarli anche 24 ore su 24, per gli impianti fotovoltaici occorre fare un altro tipo di ragionamento.

Mentre per l’impianto di casa ragioniamo con calcoli sulle potenze, in quelli fotovoltaici dobbiamo ragionare in termini di energia disponibile.

La capacità di fornitura elettrica si calcola in kw/orari.

Soprattutto negli impianti ad isola (senza rete elettrica ) va calcolata la potenza di ogni carico per le ore di funzionamento.

Se ad esempio dai nostri calcoli consumiamo 20 ampere/ora al giorno, la nostra batteria ci deve garantire un valore nettamente più grande per sopperire ai giorni di mancata insolazione e alle perdite fisiologiche dell’impianto.

Altrimenti a lungo andare ci ritroveremo con le batterie scariche e l’impianto inutilizzabile.

Allo stesso modo i pannelli fotovoltaici devono essere proporzionati al livello di carica che dobbiamo raggiungere con le batterie. Tenendo presente che i watt di picco indicati nella scheda del pannello non sono sempre facilmente raggiungibili.Si utilizza quindi un moltiplicatore di 1,5 per i calcoli in watt dei pannelli da utilizzare.

La loro potenza disponibile varia infatti in base a innumerevoli fattori quali l’inclinazione, la stagione, il valore di insolazione medio annuo del sito ecc…

Facciamo un esempio:

Supponiamo di avere una bungalow al mare e dobbiamo mantenere attiva una luce led da 11 w , un televisore ed un frigorifero. Quest’ultimo deve restare in funzione tutto il giorno, mentre per il televisore e la luce calcoliamo tre ore al giorno ciascuno.

Supponiamo di prevedere un autonomia in caso di maltempo di 5 giorni e che il valore da utilizzare per il calcolo dell’ irragiamento solare sia di 3,5 calcoliamo che:

il frigorifero consuma 0,4 kw/orari

il televisore consuma 0,1 kw/orari

la luce consuma 0,04 kw/orari

abbiamo quindi bisogno di 0,54 kw/orari ogni giorno.

I watt di picco dei pannelli, calcolando un moltiplicatore per i motivi indicati sopra, abbiamo (540 watt orari/3,5 )x 1,5 = 230 wattpicco

Per calcolare gli ampere delle batterie calcoliamo quanto segue:

Ah= (540 wh/12volt)x 5 giorni= 225 ah di accumulo

Per il regolatore di carica calcoliamo quanto segue:

corrente massima = 230 wp/12v= 19,2 Ampere

QUI SOTTO TROVATE ALCUNI LINK MATERIALI

minikit fotovoltaico

kit fotovoltaico 1kw

kit fotovoltaico 3 kw

kit solare baita 1

kit solare baita 2

kit illuminazione

pompa solare

pannello flessibile

kit luci solari

lampione fotovoltaico

Risparmiare energia

Autore : Antonio Sopranzi

In questo articolo andiamo a studiare quali sono le migliori strategie per limitare il consumo di energia elettrica . Iniziamo il nostro percorso dall’analisi dei singoli elettrodomestici. Questi all’acquisto vengono catalogati da una classe energetica.

Naturalmente la classe energetica di qualsiasi apparecchio determina un punto a nostro favore perchè indica, a parità di uso, l’efficenza dello stesso. Inizialmente un elettrodomestico in classe A+++ costerà di più di uno di classe minore, ma sarà possibile nel tempo ammortizzare questa spesa.

frigorifero

Il frigorifero è l’elettrodomestico che tra tutti rappresenta la spesa maggiore in bolletta. Essendo infatti acceso 24 ore al giorno può arrivare a gravare i consumi per oltre il 25%. Per farne buon uso dobbiamo capirne prima il funzionamento, senza entrare troppo in dettagli tecnici .

Nella parte posteriore è presente una serpentina tramite la quale il frigorifero deve smaltire il calore scambiato con la parte interna. Per favorire questo scambio, e quindi per risparmiare energia, dobbiamo adottare degli accorgimenti:

  • distanziare l’apparecchio dal muro il più possibile
  • non posizionarlo vicino a fonti di calore quali camini, piani cottura, stufe o vicino a finestre.
  • evitare pareti non isolate esposte a sud
  • aprire il frigorifero il meno possibile , sia come numero di volte e sia come durata.
  • non introdurre all’interno cibi caldi.

Ed infine vi suggerisco un piccolo trucco. Partendo dal presupposto che il frigorifero deve abbassare la temperatura al suo interno, fino alla temperatura impostata tramite il termostato, dobbiamo cercare di diminuere questa volumetria. Può risultare utile inserire dei blocchi di materiale isolante, ad esempio di polistirolo, nei ripiani non utilizzati.

congelatori

I congelatori hanno lo stesso principio di funzionamento di un frigorifero, a grandi linee, cambia soltanto la temperatura impostata. Quindi valgono tutti i consigli espressi qui sopra.

Bisogna però precisare che esistono due tipologie in base alla quale cambia di molto l’efficienza. Quelli verticali e quelli orizzontali.

Proprio a causa della forma è meglio preferire quelli orizzontali. La fisica ci insegna che l’aria calda sale e l’aria fredda scende.

Quando andiamo ad aprire un congelatore verticale abbiamo grosse perdite di freddo e l’aria ambientale riesce facilmente ad essere scambiata con quella interna. Mentre nei congelatori orizzontali, benchè molto più scomodi, questi scambi termici sono più attenuati.

forno

Il forno elettrico consuma molta energia essendo riscaldato da grosse resistenze. Di media un forno consuma 2 kw, ma in usi casalinghi generalmente incide poco sulle bollette in quanto usato saltuariamente.

La prima regola è naturalmente quella di aprirlo il meno possibile per evitare uscite di calore e quindi successivi riavvii. Se possibile attivare la funzione di ventilazione interna per uniformare la cottura ed abbreviarne i tempi.

Per piccole cotture e scongelamenti preferite un microonde in quanto consuma circa la metà ed è più veloce.

Spegni il forno poco prima di terminare la cottura per sfruttare il mantenimento di calore finale. senza aprire lo sportello.

lavatrice

Questo elettrodomestico non essendo immediatamente necessario, andrebbe acceso soltanto nelle fascie orarie meno costose del vostro piano tariffario.

Evitate lavaggi con basso carico e a temperature superiori ai 60°

Evitate il prelavaggio se non necessario o se necessario per pochi capi, fate un prelavaggio a mano.

Se avete una fonte di calore per la produzione dell’acqua calda quali termocamini, pannelli solari ecc.. , predisponete un miscelatore in corrispondenza della lavatrice.

Nel momento in cui dovete andare ad eseguire un lavaggio con acqua calda potete così usare quella dell’impianto evitando di accendere la resistenza della lavatrice. Il termostato interno infatti non l’accenderà, o l’accenderà di meno, se troverà l’acqua immessa già a temperatura.

lavastoviglie

Per questo elettrodomestico valgono parte delle indicazioni fatte per le lavatrici. Scegliete innanzitutto la capienza più adatta alla quantità di persone presenti nel vostro nucleo familiare.

Cercate di farla lavorare a pieno regime

Usatela nelle fasce meno costose del vostro tariffario elettrico.

Evitate di usare l’asciugatura con l’aria calda, ma lasciate aperto lo sportello a fine lavaggio per qualche minuto.

Se avete una fonte di calore per la produzione dell’acqua calda quali termocamini, pannelli solari ecc.. , predisponete un miscelatore in corrispondenza della lavatrice.

Nel momento in cui dovete andare ad eseguire un lavaggio con acqua calda potete così usare quella dell’impianto evitando di accendere la resistenza della lavastoviglie. Il termostato interno infatti non l’accenderà, o l’accenderà di meno, se troverà l’acqua immessa già a temperatura.

illuminazione

Nelle nostre abitazioni possiamo trovare solitamente quattro tipi di lamapade

  • incandescenza
  • alogene
  • fluorescenti
  • led

Le prime due, quelle ad incandescenza ed alogene, sono lampade che utilizzano l’accensione di un filamento metallico per produrre luminosità. questa accensione non provoca la rottura del filamento grazie ad uno speciale gas contenuto all’interno.

alogena
incandescenza

L’energia utilizzata viene in gran parte dispersa sotto forma di calore. Quindi il loro utilizzo è fortemente sconsigliato.

Le lampade fluorescenti, vedi i classici neon, emettono luce attraverso l’innesco di un gas , per l’appunto fluorescente, consumano molto meno delle prime due ma hanno come tallone d’Achille il numero di accensioni.

fluorescente

Inoltre hanno bisogno di qualche minuto prima di emettere la massima luminosità. Questo le rende inadatte in luoghi di passaggio.

Le lampade a led rappresentano attualmente la soluzione ideali in quanto consumano pochissimo, scaldano pochissimo ed emettono nell’immediatezza la massima luminosità.

Quando si compra una lampadina erroneamente guardiamo soltanto il valore in watt. E’ invece più importante il valore in lumen , ossia il valore della luminosità emessa dalla lampadina.

Ad esempio per avere una luminosità di 600 lm dobbiamo acquistare:

lampada alogena da 42w

lampada ad incandescenza da 60w

lampada fluorescente da 11w

lampada a led da 7w

Potete ben vedere la differenza di consumo per avere la stessa luce. Senza considerare la durata, in genere maggiore , ma spesso non è così se prendiamo lampade di scarsa qualità , delle lampade a led.

standby

La maggior parte degli apparecchi quali ad esempio le tv, lo stereo, il computer, i vari caricabatterie e cosi via , hanno al proprio interno dei circuiti che dissipano inutilmente energia.

In media parliamo di circa 5w l’uno. Se, come visto sopra, con una lampadina a led da 7 watt riusciamo ad illuminare una piccola stanza , lasciare accesi questi apparecchi senza motivo, equivale quasi ad uscire dalla stanza e lasciare una lampadina accesa.

QUI SOTTO ALCUNI LINK AD APPARECCHI AD ALTA EFFICIENZA:

FRIGORIFERO A+++

CONGELATORE A+++

FORNO A+

MICROONDE

LAVATRICE A+++

LAVASTOVIGLIE A+++

LAVASTOVIGLIE AD INCASSO A+++

LAMPADA LED 14W LUCE NATURALE OSRAM

LAMPADA LED FILAMENTO 6,5W LUCE CALDA OSRAM

LAMPADA LED 13W LUCE CALDA PHILIPS