Guida ai pannelli solari
Questa è una piccola guida con le nozioni base per poter campeggiare.. A tutti noi piace sapere cosa stiamo facendo e perché senza paura che sia pericoloso o rovini qualcosa.. Tutto ciò che è scritto qui è una raccolta basata sulla ricerca, propria esperienza o commenti degli utenti. Se vedi qualche errore, comunicacelo e lo modificheremo con il contributo di tutti..
Qui troverete il motivo per cui dobbiamo arrangiarci da soli!
PRECEDENTE
A volte è molto utile usare la similitudine dell'acqua di una cascata per comprendere l'elettricità.. Vediamo:
Energia: Quantità di energia accumulata. Utilizzeremo Wh o kWh (cosa sono? 3600000 Joule). Da non confondere con Watt (W) o KiloWatt (kW), Quando ha la h significa che è un'unità di quantità di energia accumulata., L'h indica le ore durante le quali viene emessa una certa quantità di watt., per sapere quanta energia hai accumulato. Mettere kwh è come mettere Joule o Calorie, sono unità di quantità, non il potere. A volte, ad esempio nelle batterie, troverai Ah (ampere-ora) che può essere utilizzato presupponendo che ci troviamo sempre alla stessa tensione durante tutto il calcolo, perché in caso contrario varierà, Non importa se moltiplichi o no. Per la similitudine sarebbe la quantità d'acqua sopra la cascata., pronto a cadere, Se quello che vogliamo sapere è l'energia accumulata (batterie) o giù per la cascata, Se quello che vogliamo sapere è l'energia spesa (calore dissipato o convertito in stress meccanico)
Energia: quantità di energia che può essere emessa nell’unità di tempo. Cioè, se abbiamo molta energia accumulata (kWh) possiamo rilasciarli improvvisamente o lentamente, secondo il potere (w) consegnare l'attrezzatura di invio. Utilizzeremo Watt o Kilowatt kW (cosa sono? 1000 Joule ogni secondo). Allo stesso modo dipenderebbe dalla larghezza del fiume e dall'altezza della cascata..
Intensità: quantità di elettricità (elettroni) muoversi attraverso un materiale. (da non confondere con la velocità, Quali sarebbero i metri che ogni elettrone avanza ogni secondo e che di solito sono molto pochi anche se la risposta elettrica da punto a punto di un cavo è praticamente istantanea poiché si spingono a vicenda come un pendolo di palline?). Unità Ampere. Nella similitudine sarebbe il flusso d'acqua che cade attraverso la cascata.
Voltaggio: forza che spinge gli elettroni. Volt unitari. Logicamente, maggiore è la tensione, più elettroni verranno spinti, quindi equivale a dire che ci saranno più ampere.. Nella similitudine sarebbe l'altezza della cascata, Più l'acqua cade in alto, più forte è..
Resistenza: forza opposta alla tensione generata da qualsiasi mezzo fisico per attrito con il movimento degli elettroni. Unità Ohm. Nel caso di una cascata, ciò dipenderà dalla larghezza del canale attraverso il quale si muove l'acqua., Se è molto piccolo, l'acqua avanza confinata e pressurizzata, quindi perde forza in avanti., Nel caso elettrico perde tensione e viene dissipato sotto forma di calore.
Si noti che la similitudine non funziona nella seguente situazione. La tensione riesce a estrarre più elettroni dagli atomi del materiale del cavo e a metterli in movimento.. Nel caso dell'acqua, se aumentiamo l'altezza della cascata, l'acqua non si muove più., ma diventa semplicemente più difficile, poiché è un fluido non un metallo e si muove tutto in un blocco invece di andare “decollare” le molecole una ad una secondo la forza di spinta.
Nota che se aumentiamo la tensione, trasciniamo più elettroni che è come dire che l'intensità aumenta. Se ci sono più elettroni in movimento c'è più attrito e quindi si genera più calore e il cavo può sciogliersi.. Per evitare ciò utilizzeremo cavi più spessi che hanno più materiale in modo che gli elettroni possano circolare comodamente senza generarne tanto “attrito”.
*Normalmente i valori che possiamo gestire sono la tensione e la resistenza, che varia in base al tipo di materiale e alla sua sezione., l’intensità è una conseguenza della combinazione dei due. Non possiamo creare intensità, possiamo giocare solo con gli altri due per ottenere l'intensità desiderata.
Formule più comuni:
Il potere (elettrico) in W lo calcoliamo moltiplicando la forza di spinta degli elettroni (voltaggio) dal numero di quelli che si mettono in moto (intensità), vale a dire:
P = V · I
Possiamo misurare l'energia elettrica accumulata in Wh, cioè moltiplicando il tempo durante il quale alcuni watt si sono accumulati.
Wh = P · tempo in ore
Quando cerchiamo i prezzi dei piatti dobbiamo saperlo:
-Potenza massima che emettono in pieno sole in base alle nostre esigenze: è dato dal produttore.
-Voltaggio massimo in pieno sole secondo le nostre esigenze: è dato dal produttore. Di solito 12v, 24v, 48v… Da notare che in realtà le piastre sono celle che generano una piccolissima tensione che si sommano in serie e alla fine forniscono tutte i volt che ci comunica il produttore in base al numero di celle che sono state posizionate..
-Tipologia e dimensioni, per sapere se potrà essere utile alle nostre esigenze. Vediamo di seguito:
1- Di quale potenza piastra ho bisogno??
-Per prima cosa dobbiamo prevedere cosa consumeremo, sommando le potenze di consumo di ciascun dispositivo. Troveremo la potenza in kW sia sulla scatola, nella descrizione dell'articolo su internet o chiedendo al produttore. Quando conosci il potere di ognuno, utilizzando la formula kW = P · Tempo, Moltiplicheremo per il tempo in ore in cui utilizzeremo ciascun dispositivo. Se lo usiamo 10 minuti, moltiplichiamo per 0,1 ore. La somma finale di tutti i dispositivi ci darà la quantità di energia che consumiamo dopo una giornata in kWh.
-Applicare a 70% prestazione. Nessun piatto cederà 100%, generalizziamo con questo 70%.
-Decidi quanti giorni di autonomia vogliamo poter sopportare. Cioè, se è una settimana piovosa e la scheda non ricaricherà la batteria., il giorno in cui sorge il sole, Avremo bisogno di ricaricare quanto necessario per durare quei giorni senza ricaricarci nuovamente.. Quindi se conosciamo i kWh che dobbiamo ricaricare per il consumo di una giornata, e stabiliscici che vogliamo poter durare due giorni, In una giornata soleggiata dobbiamo ricaricare il doppio dei kWh in modo che duri due giorni senza ricarica. (nel caso in cui abbiamo previsto di acquistare una batteria che consenta di conservarli).
-Prendi in considerazione le condizioni peggiori, Cosa sarebbe a gennaio quando il sole ricaricherà il piatto durante 4 ore effettive e le condizioni migliori sarebbero in estate per 7 ore effettive. Usiamo la situazione peggiore come punto di partenza.
Esempio:
·PC portatile: 45w x 2 ore di utilizzo quotidiano = 90Wh
·Led: 20w durante 4h = 80Wh
Ricarica cellulare: Sul caricabatterie c'è scritto 5v e 2A. Poiché P=V·I= 5*2= 10W e ci vuole un'ora per caricarsi = 10Wh
·(Frigo: fate attenzione perché non funziona 24 ore è un caso speciale che dipende dalla temperatura esterna e da un buon isolamento)
·Ecc…
TOTALE: 90 +10+80 = 180 Wh è la quantità di energia che consumiamo in una giornata..
Applichiamo la prestazione: 180 / 0,7 = 258 Wh è la quantità di energia che la piastra deve fornire ogni giorno per far fronte ai consumi che abbiamo..
In inverno funzionerebbe solo per 4 ore, vale a dire: 258/4 = 64,5 W sarebbe la potenza necessaria che devono avere le piastre affinché in 4 ore abbiamo abbastanza energia accumulata nella batteria per durare un giorno..
Se vogliamo durare due giorni di autonomia sotto la pioggia, abbiamo bisogno che accumuli il doppio dell'energia durante le stesse 4 ore., Pertanto abbiamo bisogno del doppio della potenza: 64,5 x 2dias = 130 W
Abbiamo bisogno di targhe che ci diano almeno 130 W. (questo valore è basso, Qui non ho contato il frigorifero, che potrebbe essere molto di più., In realtà si possono avere molti più consumi come ad esempio la pompa dell'acqua, riscaldamento, musica a motore spento e tutto ciò che ti viene in mente di connettere, Tieni inoltre presente che la batteria non è al litio., può essere scaricato solo fino alla metà, ma lo vediamo nella sezione batteria)
2 Di quale voltaggio di targa ho bisogno??
Resterò fulminato? Devo scegliere il più basso possibile?
L'essere umano ha la soglia di percezione dell'elettricità da parte del 30 volt, e lo noti chiaramente dal 70. Questo può variare da persona a persona poiché dipende dalla resistenza della pelle e dalla sua umidità.. Poiché V = I · R avremo bisogno almeno di questi 30 volt in modo che inizi a passare un'intensità sufficiente perché ce ne accorgiamo. Questa intensità è intorno 0.0005 Ampere. A 220v di corrente alternata accadrebbero 0.005 ampere, E sì, può causare lesioni.. Se più di 10 ampere attraverso il nostro corpo moriremmo all'istante, Ma niente paura, sarebbe necessario un voltaggio molto elevato per riuscire a spingere e spostare così tanti elettroni data l'elevata resistenza del nostro corpo..
Video sperimentale: https://www.youtube.com/watch?v=z6j8OBH6SRQ
Vale a dire 12 o 24 volt non c'è pericolo di folgorazione. Allora perché 12 o 24?
Sapendo che P = V · I, per la stessa potenza di targa, maggiore è la tensione che hanno, meno intensità passerà attraverso il cavo. Poiché abbiamo un limite di spazio sul soffitto, Abbiamo un limite di potenza che possiamo installare. Se questa potenza è a 24v, Attraverso il cavo passerà meno elettricità che se fosse a 12 V poiché invece di spostare più elettroni ciò che facciamo è spostarli con più forza. È preferibile che passi meno intensità, perché in questo modo si crea meno resistenza e la sezione dei cavi può essere minore in quanto si scalderanno meno., saranno più economici, y tendrán menos perdidas por transmisión que al final del dia lo que queremos es no perder esos watios q nos ofrece la placa a traves del cable. Así que para grandes consumos que necesitan mucha potencia, mejor usamos 24v.
Otra ventaja de usar 24v es que en días nublados la placa generara menos voltaje, por ejemplo un 40% menos, que serian 14,4v, aun suficiente para cargar baterías de 12v. En cambio si la placa es de 12v, Lui 40% menos son 4,8v, insuficiente para cargar baterías.
3.Qué tipo de placa necesito?
Todas las placas pierden efectividad a medida que sube la temperatura
Policristalinas: funcionan bien con mucho sol aunque se calienten pero no rinden bien en sombra. Cómpralas si eres del sur.
Monocristalinas: funcionan mal cuando se calientan mucho pero absorben mejor la energía en días nublados. Te va a ir mejor si eres del norte.
4. Cómo coloco la placa?
En base a lo que se ha comentado en el foro, cada ITV es un mundo y no esta muy clara la normativa.
-Sin homologar:
·Puedes agujerear la chapa para pasar los cables pero no puedes hacer una fijación mecánica como seria un tornillo.Entonces el pasacables puedes engancharlo con pegamento sikaflex. Otra opcion es pasar los cables directamente por la puerta si quieres ahorrarte el agujero en el techo (he paado todas las ITV con los cables por la puerta).
Opción 1: La placa rígida o deformable pegada al techo. En el caso de la placa rígida, tiene un grosor, y eso implica que el aire que hay entre la placa y el techo en el espacio que se da debido la altura de los marcos de la placa, contiene aire. Si no ventila, ese aire sube mucho de temperatura y esto baja el rendimiento de la placa, por esto si tu techo es liso y no puede salir el aire, se recomienda taladrar agujeritos en el marco de aluminio de la placa para que ventile.En el caso de la placa deformable, que es mucho mas delgada y no tiene marcos, esta toda en contacto con el techo sin aire, y se calienta extremamente ya que solo ventila por una cara, no hay forma de evitarlo.
Opción 2: Placa rígida levantada 10cm del techo. No puedes atornillar nada a la chapa sin homologar pero si tienes baca o quieres comprarte una, puedes fijar la placa atornillada a la baca. Como no atornillas a la chapa sino a la baca, y se considera que el vehículo prevé el atornillamiento de una baca y su carga de forma legal, no hace falta homologar (he pasado varias ITV así). Otra opcion en vez de baca es usar esquineras para levantar la placa, venden muchas en aliexpress. La placa iría atornillada a las esquineras y las esquineras con pegamento de alta resistencia sikaflex a la chapa. Es MUY peligroso porque el aire entra a toda velocidad entre la placa y el techo cuando la furgo está en marcha y haría el efecto vela contra la placa empujándola con mucha fuerza y hay altas posibilidades de despegarla (he podido leer comentarios de gente que le ha salido volando a media autopista). Si se emplea este método, que no lo recomiendo en absoluto, hay que poner un perfil en forma de L delante o algo que tape la entrada de aire frontal y evitar que entre directamente debajo la placa.
-Homologando:
Atornillamos la placa al techo o a las esquineras y estas al techo. Es mas caro porque necesitas proyecto de homologación con un ingeniero y ademas para taladrar la chapa del techo no es fácil, así que lo mismo no lo puedes hacer tu y lo vas a tener que llevar a un chapista que te va a cobrar.
5. Que sección de cable necesito para la placa?
Las placas generan diferente voltaje según la cantidad de luz que le llega que depende de la hora, las nubes y el ángulo del sol. Una placa de 12v a máxima potencia, puede llegar a los 25v i una de 24v puede llegar a los 50v.
Existen tablas para saber la sección de cable necesaria según los amperios que vayan a pasar, para que el cable no se sobrecaliente.
Guía – sección cable según longitud y amperios
Así que primero necesitamos saber cuantos amperios pasarán:
P = V · I -> I = P / V
Intensidad que pasa por el cable = potencia máxima de la placa / 25v o 50v según la placa que hayamos comprado (recuerda que son los picos, es decir la placa de 24 puede llegar a 50v cuando el sol del medioda da de lleno sin nubes)
6.Para que necesito un regulador?
Los aparatos reguladores se ponen entre las placas y las baterías. Sirven para enviar una voltaje estable y continuo a la batería ya que el que llega de la placa es cambiante y no es bueno para la vida útil de las baterías. También permiten conectar un inversor o cualquier cable de consumo que funcione con el voltaje de salida que ofrecen como pueden ser LEDs y demás. Es aconsejable conectar ahí toda la electrónica de la furgo en vez de directamente a la batería ya que así el regulador gestiona la energía que va directa de la placa al consumo sin pasar por la batería y alargando la vida útil de esta.
Para ello hay que tener en cuenta que solo podemos conectar la potencia máxima que generen los amperios admitidos por el regulador, sino lo vamos a quemar. Es decir si el regulador es de 30 amplificatori, y convierte la electricidad que le llega de las placas de 24v a 12v para la bateria o para el consumo, no podemos conectar aparatos cuyas potencias sumadas a esos 12v generen una intesidad superior a 30 amplificatori. Es decir en el caso de un regulador de 30a: P= 30 *12 = 360w son los que podra suministrar el regulador. Si queremosenchufar mas cosas lo conectamos directo a batería (también habría que mirar que potencia limite puede dar la batería y el inversor pero esto en el punto de baterías).
Por ejemplo si lo que quieres es usar los 400w que genera tu placa de 24v para cargar la bateria o lo que sea, necesitas saber en que situación gestionará más amperes, que siempre será donde haya menos voltaje, en este caso es en la salida del regulador a 12v, ya que P=V·I por lo que 400=12·I entonces I= 33 ampere. Necesitas comprar un regulador que gestione 30 amperes como mínimo para aprovechar los 400w de tu placa, ya que en realidad tendras margen porque sera un poco menos por el rendimiento de las placas explicado antes. Otra opción es que solo decidas conectar un total de consumos de 200w al regulador, entonces solo necesitaras un regulador de 16 amperes mas barato, pero claro estas desaprovechando la mitad de la placa.
Así pues lo recomendable es usar la salida del regulador de 12v para luces, entradas de usb, portatil, bomba de agua y cosas de bajo consumo y calcular los amperes en base a estos consumos. Y luego enchufar un inversor directo a bateria para consumos extremos a 220v como puede ser el secador, el microondas, un taladro en un momento puntual, aria condizionata… ya que la bateria habitualmente si esta preparada para superar esos 30 ampere (siempre dimensionando correctamente los cables ya que más de 30 amperes es muchisimo y se te pueden fundir e incendiarte la furgo).
Existen dos tipos de reguladores: MPPT i PWM
PWM: son los más sencillos pero no pueden cambiar el voltaje. Pueden trabajar a 12v o a 24v, pero no pueden hacer la conversión, así que para conectar placas de 24v necesitaríamos baterías de 24v.
Siempre se conecta primero la batería al aparato para que reconozca el voltaje y luego las placas al aparato, nunca al revés sino puedes estropearlos.
MPPT: son más caros pero aprovechan mucho mejor la energía solar a cualquier hora ya que pueden convertir el voltaje que le llega de la placa al voltaje que va hacia la batería manteniendo este último constante.
7. Se pueden colocar placas solares de diferente voltaje?
La respuesta rápida seria NO. Aunque se puede dar algún caso excepcional como que tengamos una placa solar de 200w a 12v y una placa solar de 200w a 24v, en ese caso se podrían poner en serie con un regulador MPPT.
Pero poner placas de diferentes capacidades y voltajes, lo único que conseguiríamos es limitar el conjunto a la potencia del panel mas pequeño.
