Fotovoltaico – applicazioni marittime

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Aggiornato – 24 aprile 2024

Il fotovoltaico può essere utilizzato anche per applicazioni marittime, ad esempio su barche a motore e a vela, o persino su kayak da mare, perché l'elettricità può essere utilizzata ovunque e in qualsiasi momento.

Per le applicazioni marine sono stati sviluppati moduli solari speciali, calpestabili e flessibili. A causa delle quantità di produzione relativamente basse, sono purtroppo caratterizzati da un prezzo più elevato rispetto ai moduli convenzionali, come quelli utilizzati nelle case mobili, ecc.

Dovreste stare alla larga da offerte particolarmente vantaggiose, perché di solito pagherete due volte, al più tardi quando dovrete sostituire i moduli a causa di un difetto. Si tratta di una grande seccatura, soprattutto nel caso di moduli completamente incollati.

Si consiglia di prestare attenzione alle specifiche dell'applicazione marina e di limitarsi a produttori affidabili per quanto riguarda gli altri componenti. Nonostante i numeri di produzione più elevati, questi sono anche più costosi delle offerte super-speciali dietro l'angolo, ma offrono una qualità e un'assistenza solide in quasi tutti i continenti del mondo.

Determinazione dei requisiti di prestazione

La scelta della potenza che soddisfa le vostre esigenze è molto personale. Quanto più la vostra tecnologia è affamata di energia e quanto meno trascorrete la maggior parte del tempo in luoghi soleggiati, tanto più alta sarà la potenza richiesta nelle unità con un numero crescente di moduli.

Poiché molti capitani del tempo libero ci hanno già pensato, non è necessario reinventare la "ruota" dei requisiti e si può utilizzare, ad esempio, il seguente elenco, che copre la maggior parte dei possibili consumatori e, aggiornato con i dati di consumo effettivi, visualizza il fabbisogno giornaliero.

I campi evidenziati in giallo possono essere modificati. Qui si inseriscono le proprie utenze e i propri dati. I dati di consumo necessari sono solitamente riportati sulle targhette dei rispettivi apparecchi o nei relativi manuali alla voce "Dati tecnici".

Per favore, prima Voltaggio di bordo facendo clic sul pulsante "24". Appare una selezione tra 12 e 24 volt.

Poi i dati dei consumatori (Watt, numero e media Orario di funzionamento).

Nella sezione inferiore è possibile sovrascrivere le voci x con le proprie denominazioni di consumo e aggiungere i dati associati.

Tutti i dati sulla potenza vengono sommati nella linea verde in alto e visualizzati in Ah. Questo valore rappresenta il fabbisogno giornaliero di energia calcolato.

Se necessario, la tabella può essere salvata in formato PDF o stampata utilizzando i due pulsanti seguenti.

Determinazione dei requisiti di spazio - Moduli fotovoltaici

A seconda dello spazio disponibile, il primo passo è trovare le superfici più piatte possibili su cui installare i moduli fotovoltaici flessibili e calpestabili.

L'attributo "calpestabile" non deve essere preso alla lettera, poiché i graffi causati dalla polvere lasciano segni sulla superficie dei moduli, che alla fine riducono le prestazioni e la durata.

Ciò significa che si dovrebbero privilegiare le aree non frequentate dai pedoni, che garantiscono una luce solare prevalentemente verticale e, naturalmente, sono il più possibile prive di ombreggiamenti frequenti. Anche le vele provocano naturalmente effetti di ombreggiamento.

Quando si scelgono le future superfici di montaggio per i moduli fotovoltaici, si deve tenere conto anche del percorso dei cavi verso i regolatori MPPT e dei relativi passaggi necessari.

Determinazione dei requisiti di spazio - Tecnologia

La tensione fornita dai moduli fotovoltaici di circa 20 V (singolarmente), o di 24 V collegati in serie, viene regolata sulla tensione di bordo di 12 o 24 volt tramite regolatori MPPT.

I regolatori MPPT possono compensare parzialmente l'ombreggiamento, ma non possono mai compensarlo completamente. L'uso di più regolatori MPPT, oltre alla ridondanza che offre, è un approccio più costoso, ma più efficace.
Ciò significa che un pannello in ombra non agisce come "consumatore" e riduce la produzione del pannello ancora in ombra e collegato allo stesso regolatore MPPT.

Il regolatore MPPT di Victron SmartSolar MPPT 75/10 - a circa 80 euro - ha una potenza di 145 W a 12 V (290 W a 24 V) con dimensioni molto ridotte di soli 100(H) x 113(L) x 40(P) mm ed è predestinato a un modulo fotovoltaico fino a 120 W. Il tipo SmartSolar MPPT 100/15 con dimensioni identiche, è progettato per potenze fino a 220 W a 12 V (440 W a 24 V) e ha un prezzo molto vantaggioso di circa 100 euro.

L'esecuzione SmartSolar include già la connettività Bluetooth, che può essere utilizzata per visualizzare e rappresentare graficamente tutti i dati relativi alle prestazioni sull'applicazione per telefoni cellulari associata. BlueSolar-Le varianti NON hanno la funzionalità BT!

12 V o 24 V?

La necessità di utilizzare regolatori MPPT a 12 V o 24 V dipende dalla rete di bordo esistente o dal collegamento dei moduli FV (in serie o in parallelo).

Con i regolatori MPPT a 24 V, tuttavia, la tensione di avvio non sarà raggiunta con un solo modulo FV.

Un modulo che fornisce 19,8 V è correlato alla tensione di ingresso richiesta da un regolatore MPPT da 12 V (V_Batt + 5V = 17 V), ma non con quello di un regolatore MPPT a 24 V, che richiede almeno 24 +5 = 29 V per iniziare a funzionare.

Quando si utilizza un regolatore MPPT a 24 V, è quindi necessario collegare in serie due moduli fotovoltaici che forniscono 19,8 V per avviare il regolatore MPPT con 19,8 + 19,8 = 39,6 V.

Tipi di batteria

Di solito a bordo è presente una batteria AGM, che viene caricata dall'alternatore quando il motore è in funzione. I regolatori MPPT possono essere adattati a diversi tipi di batteria.

Le batterie LiFePo4 sono caratterizzate da una densità di carica molto elevata e da una tensione di uscita costante fino a poco prima della tensione di scarica finale. Tuttavia, richiedono caratteristiche di carica diverse rispetto alle batterie AGM, motivo per cui non devono essere collegate direttamente a un alternatore.

Ci si chiede ora se la batteria AGM (di avviamento) non debba essere utilizzata esclusivamente per l'avviamento e il resto della tecnologia di bordo sia alimentato da batterie LiFePo4 aggiuntive. In questo modo si garantirebbe che la batteria di avviamento sia sempre in stato di carica (ad esempio, caricata da un booster* Victron Orion-Tr Smart DCDC separato dalle batterie fotovoltaiche).
Al contrario, la batteria LiFePo4 può essere caricata anche tramite l'alternatore utilizzando un caricatore supplementare.

Inoltre, le batterie LiFePo4 sono di un buon terzo più leggere e compatte delle analoghe batterie AGM, soprattutto in termini di capacità, ma più costose. Tuttavia, vale la pena di considerare ...

Ulteriori informazioni su questo argomento sono disponibili in questo documento Contributo descritto in dettaglio.

Ricarica da batteria a batteria*

Un booster di carica DCDC (isolato galvanicamente) - consente di collegare sul lato d'ingresso una qualsiasi sorgente di tensione (ad es. alternatore o batteria, ad es. LiFePo4) a un altro tipo di batteria (ad es. AGM) per caricarla.

Oltre alla funzione di carica pura, un booster di carica compensa le perdite di tensione sul lato di ingresso. Di conseguenza, deve essere installato vicino alla/e batteria/e da caricare per ridurre al minimo le perdite di cavo sul lato di uscita.

La tensione di uscita di un amplificatore di carica può essere impostata in un intervallo più ampio (10 ... 15, o 20 ... 30 V).

cablaggio

I cavi dei moduli fotovoltaici Flex standard sono disponibili in formato 4 mm.² eseguito. Un cavo per il positivo e uno per il negativo devono essere collegati all'ingresso di un regolatore MPPT. Sono flessibili, ma non altamente flessibili come i cavi di misura, ad esempio, ma consentono comunque raggi di installazione relativamente stretti e un collegamento diretto delle estremità dei cavi spellati ai terminali a vite di un regolatore MPPT.
Se utilizzate i puntali, sarete ricompensati con una connessione particolarmente sicura e un modello di connessione visivamente accattivante.

Un booster di carica DCDC è più esigente in termini di sezione dei cavi: con una corrente di cortocircuito fino a 60 A, la sezione deve essere di almeno 10 mm.² deve essere. Nella tabella precedente, la colonna DC è determinante. Le sezioni trasversali sono state calcolate per 12 V. Per i sistemi a 24 V, le correnti sono dimezzate, vale a dire solo 6 mm².

Qui è possibile calcolare la sezione necessaria dei cavi di rame per le applicazioni in corrente continua e la caduta di tensione. I campi gialli sono modificabili. Assicurarsi che l'ortografia sia corretta: inserire 2,5 invece di 2,5!

Più spesso è il cavo, minori sono le perdite. Quindi non fa mai male posare cavi più spessi del necessario. Questo perché, nel corso del tempo, l'impianto viene solitamente ampliato e il carico che oggi è ancora considerato moderato può rapidamente lasciare il posto a un carico significativamente più elevato. E chi vuole reinstallare il cablaggio di base solo perché le correnti diventano improvvisamente troppo strette?

I capicorda sono obbligatori per le correnti più elevate, per contrastare efficacemente i contatti allentati e la trasmissione irregolare della corrente nei punti di connessione. Sì, bisogna anche considerare il costo dell'utensile di crimpatura necessario, se non si può chiedere al proprio elettricista di fiducia uno o due utensili in prestito.

I collegamenti a vite devono essere sempre ben serrati per evitare un aumento della resistenza, il conseguente riscaldamento del punto di contatto e la possibile causa di incendio.
Le coppie di serraggio sono talvolta indicate sui dispositivi. Queste possono essere rispettate utilizzando chiavi dinamometriche adeguate.

Esempio di commutazione per 12 V e 24 V

Ecco uno schema di un'installazione a 12 V:

o per l'impianto elettrico del veicolo a 24 V (batteria di avviamento / alternatore a 12 V):

Selezione della batteria

Ora che la tabella precedente mostra le utenze e i carichi, si conosce la capacità minima richiesta della batteria ed è importante trovare batterie di buona qualità e con un elevato numero di cicli di carica.

Sui portali specializzati si possono trovare offerte di fornitori diretti dell'Estremo Oriente che inizialmente sembrano convenienti. Occorre tenere presente che le richieste di garanzia saranno più difficili da far valere rispetto ai fornitori nazionali. È inoltre necessario tenere conto dei costi di spedizione e delle tasse doganali, talvolta molto elevati.

Finora si è sempre dimostrato più conveniente acquistare dai rivenditori locali.

È importante scegliere le batterie di un produttore presente sul mercato da molti anni, che produca grandi quantità e che abbia un'alta densità di personale. Le batterie EVE sembrano attualmente offrire il miglior rapporto qualità-prezzo.

Il numero di cicli sopra indicato si basa sempre su una percentuale di scarica. Ciò significa che 6.000 cicli con una profondità di scarica di 60 % sono valutati peggio di 6.000 cicli con 80 %. Si consiglia di studiare attentamente le schede tecniche. Se queste informazioni mancano, è necessario contattare il rivenditore e richiedere le schede tecniche pertinenti.

ps Se hai bisogno di supporto personale nell'implementazione a pagamento, sei il benvenuto biglietteria Fare!