Premessa
L’esigenza di energia elettrica e termica a bordo di imbarcazioni per quanto diversa secondo il servizio effettuato e la possibilità di produzione e di impiego è un fatto comunemente noto.
A parte la produzione dovuta al proprio sistema ,quali i motori endotermici propri , la disponibilità attuale di sorgenti di energia elettrica o termica alternativa risulta essere costituito da moduli fotovoltaici o termo solari e generatori minieolici .
Si ritiene opportuno notificare alcune considerazioni su come impostarne l’impiego .
Base di partenza essenziale è la quantità di energia elettrica necessaria in kilowattora che diremo “Q che dovrà essere disponibile per ogni periodo di tempo ritenuto appropriato ,esempio giorno per giorno , onde tale sarà l’energia che dovrà essere prodotta in tale periodo .
Tale quantità di energia risulta essere molto diversa , le esigenze possono risultare da meno di due kilowatt al giorno per l’uso di un televisore ed un frigorifero e varie ,a molti kilowatt nelle imbarcazioni dotate di servizi multipli quali i condizionatori climatici o altro.
In secondo luogo occorre conoscere la potenza massima di erogazione richiesta per l’effettiva attivazione dell’impianto elettrico , che diremo “ PW ,corrispondente alla somma delle potenze di tutte utenze elettriche che potrebbero essere attivate contemporaneamente . La potenza detta PW dovrà corrispondere alla potenza del produttore erogatore del tipo di energia richiesta , esempio per la tensione a 220 volt ,tale massima potenza corrisponde alla potenza dell’inverter che può trasformare l’energia accumulata nelle batterie a bassa tensione per produrre energia alternata usuale a 220 volt .
L’energia termica richiesta si può riferire ai servizi igienici e risulta pienamente opportuno ottenerla per mezzo di moduli termosolari , considerato che l’energia termica ottenuta dal sole a parità di superficie riscaldata ,risulta essere dieci volte maggiore ,della energia elettrica ottenibile .
Quale criterio di dimensionamento se si utilizzano moduli Freewarm di nostra produzione a superficie totalmente attiva si può ritenere corretto disporre un modulo da 1,5 mq . per ogni sei utenti previsti ogni giorno.
Evidentemente noti i parametri Q e PW risulta definito l’ impianto base di produzione e di impiego della energia elettrica ; e cioè ;
1)Quantità e le dimensioni del banco di moduli fotovoltaici e degli eventuali generatori minieolici ,
2)Gli accessori ,
3)Gli accumulatori ,
4) I regolatori di carica ,
5)Gli inverter di energia ecc.
I componenti sovra indicati costituiscano quanto occorre per realizzare un tipico impianto di energia alternativa detto ad isola ,onde ottenere il tipo e la quantità di energia elettrica necessaria all’impiego . L’ordine presentato da 1 a 5 costituisce anche l’ordine schematico di funzionamento dalla produzione all’ impiego infatti;
1) IL BANCO DI MODULI FOTOVOLTAICI
Noto il parametro Q in kw ora , risulta definita la potenza del banco dei moduli fotovoltaici che usualmente viene assunta pari ad un sesto di tale valore , pari a Q/6 , per dover considerare le effettive possibilità di illuminazione dei moduli in funzione sia per la durata utile di illuminazione giornaliera e sia dello spostamento angolare da parte del sole .
Esempio se Q vale 2kw , la potenza del banco idoneo sarà dell’ordine di 350watt .La superficie di ingombro corrisponde a circa 3,5 mq , dato che la potenza normale dei moduli fotovoltaici corrisponde a 100 watt /mq .
Ove è richiesta contemporaneamente anche la produzione di acqua calda sanitaria data l’opportunità di ridurre al minimo lo spazio utilizzato ,possono essere impiegati moduli BI-WATT di nostra produzione , realizzati in modo che l’energia irradiata dal sole in una stessa superficie viene ripartita in produzione di elettricità sul lato anteriore e di acqua calda sul lato posteriore aderente. .
- ACCESSORI
Per accessori possiamo intendere i supporti metallici atti a fissare stabilmente i moduli fotovoltaici o termici nelle posizioni più idonee , tenendo presente che i moduli fotovoltaici perdono notevolmente la loro efficienza se risultano sia pure minimamente oscurati rispetto alle radiazioni solari da corde rametti o altro . . Per i cavi di collegamento ; saranno utilizzati cavi di idonea sezione per evitare dispersione di energia e di idonea tenuta elettrica e meccanica dei materiali isolanti onde assicurare la loro stabilità nelle severe condizioni marine . Si ritiene prudente proteggere i moduli fotovoltaici con apposita protezione da possibili danni causati da fulmini che possono verificarsi nelle zone locali durante temporali.
- ACCUMULATORI .
Sono da utilizzare appositi accumulatori di tipo ermetico detti al gel appositamente realizzati per impianti solari .
La quantità necessaria nell’impianto deve corrispondere alla potenza elettrica secondo il fattore Q riferito ad un giorno di servizio , per ottenere un servizio elettrico di emergenza di pari durata in periodi di forte copertura della illuminazione solare .
L’effettivo dimensionamento in amp. /ora del banco batterie risulta dal rapporto della potenza del banco rispetto alla tensione di lavoro del sistema adottato ;esempio se Q è pari 2kw e sono da impiegare batterie di accumulatori lavoranti a 24 volt il dimensionamento è riferibile a 2000/24 =83,3 .Evidentemente si adotterà un banco pari a 100 a/h .
- REGOLATORI DI CARICA .
Come è noto i moduli fotovoltaici non possono essere collegati direttamente agli accumulatori ,per evitare sia la sovraccarica degli stessi , sia la loro auto scarica notturna , in effetti i regolatori di carica interposti consentono di ottenere quanto riferito ed inoltre di migliorare notevolmente con l’adattamento il rendimento del sistema rispetto alla energia effettivamente utilizzabile . L’esistenza e l’impiego dei regolatori di carica risulta diversificato in ragione della potenza elettrica dei moduli fotovoltaici e della loro tensione di lavoro ,e delle indicazioni strumentali che tali dispositivi sono in grado di riferire rispetto ai parametri di servizio quali ; stato di carica e di efficienza delle batterie , resa energetica dei banchi fotovoltaici ,temperature di servizio ed altro.
- INVERTER DI ENERGIA .
L’energia prodotta da sorgenti alternative a livello privato per i servizi autonomi deve normalmente essere riposta e conservata in batterie di accumulatori operanti a bassa tensione continua a 12— 24 — 48 volt ecc. Pertanto la normale utilizzazione diviene possibile solo tramite apparati detti inverter in grado di trasformare l’energia posseduta dagli accumulatori in energia alternata usuale a 220volt , 50hz o altro . La disponibilità e l’impiego degli inverter utilizzabili è molto ampia dovendosi ottenere le condizioni di adattamento ottimale nei riguardi di ;efficienza elettrica , calore prodotto , economia , ingombro .
Catalogo commerciale ;
Catalogo dei componenti essenziali , listino prezzi in euro
1)Moduli fotovoltaici; nota ; le dimensioni di ingombro superficie ;un metro quadro per ogni 100 watt di potenza relativa , spessore -comune -4cm,
Prezzo di vendita
mod ET-Solar 50wp .......................................... 250,00
------------------- 60 - ..........................................300,00
-------------------- 70- ..................................... ....350,00
---------------------80- ...................................... ....400,00
---------------------100 ...........................................450,00
mod Mits--------125 ...........................................550,00
2) Moduli BI WATT --prezzo secondo dimensioni e potenze richieste .
3) Accessori ; sistemi di montaggio ;
Profilo alluminio tipo standard mt 3 ………….26,00
Piattina ---------- per strutture mt 6 ………….35,00
Morsetto terminale 34-36 mm………………….2,20
Supporto triangolare 30° per tetto piano ……….30.00
Cavo solare 1,6 mmq a colori ,al metro………….1.34
Protez. scariche atmosf. –mod –PR-EL-2……...150,00
4) Accumulatori ; batterie solari ;
Batteria solare ermetica –Fiamm 12v-100a ……140,00
Batteria solare -----------------------12v 200a…......300,00
Batteria solare ermetica a gel ----12v 100a…....240,00
-------------------------------------------12v 210a…......490,00
5) Regolatori di carica ; dimensioni 200x100x50 mm.
mod .Smart PW – v, In - 14- 26 out 8-14 v -10a scambio
automatico su tre batteria distinte .... ………. 70,00
mod ZRCT0200 , 20 a.Con funzione crepus. Verifiche
stato di carica esatto di batterie ecc…………..80,00
6) Inverter di energia ; mod-Stand alone .
mod Ener Save , a massima affidabilità-Pot 1,0-2,0-3,0 kw .
tensioni de entrata 12-24 volt - costo per kw …500,00
mod AJ 600 24 V 500W …onda sinus………..440,00
mod SI 3324 24V 3300 W …..............………..2400,00
7) Costo di materiali ;diversi secondo richiesta .
Riferimento www.gmdel.com --gmdel@libero.it .
BIWATT- L’ENERGIA TERMOFOTOVOLTAICA -
Nella nautica da diporto
barca Roboat Bogeo Linus
La GMD elettronics Roma propone Biwatt il modulo termofotovoltaico .
L’attuale espansione di impiego dei moduli solari nella nautica da diporto pienamente utilizzati anche per l’azionamento dei motori elettrici di propulsione viene avvantaggiato dall’ impiego dei moduli Biwatt di nostra produzione .
Trattasi di moduli in grado di utilizzare completamente l’energia solare , la cui radiazione per natura fisica è ripartibile in parte E atta alla produzione di energia elettrica e parte C atta alla produzione di calore per il riscaldamento dell’acqua igienico sanitaria .
Si ottiene il notevole vantaggio di - A) Forte riduzione dello spazio occupato dai moduli solari –B) Migliore rendimento elettrico dei moduli fotovoltaici per essere disposti in funzionamento a temperatura ridotta .
In effetti per costituzione i moduli Biwatt risultano dalla unione compatta della sezione fotovoltaica e della sezione termo solare .