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Fotovoltaico fai da te: come partire da zero con un impianto ad isola

Visti gli attuali costi dell'energia, vediamo come partire da zero per realizzare un piccolo impianto fotovoltaico fai-da-te ad isola, cioè completamente staccato dalla rete Enel e quindi senza troppa burocrazia.
Il fotovoltaico ad isola non ha infatti necessità di presentare documentazioni al gestore elettrico proprio perchè non è collegato alla rete e la produzione di energia è limitata sia come potenza, sia al consumo in proprio, cioè non si può essere venduta a qualsivoglia titolo. Questo non toglie che l'impianto, per pur piccolo che sia, deve essere fatto a regola d'arte.  Un impianto ad isola dal costo contenuto può garantire un piccolo fabbisogno energetico dedicato all'accensione di lampade e lampioni in giardino o a alimentare alcuni elettrodomestici della casa (es. frigorifero, tv, ecc), fino ad arrivare all'indipendenza completa se si vuole ampliarlo in tal senso.pannelli solari pexels kindel media 9875412
 
Giusto per conoscere tutti gli impianti fotovoltaici che si possono fare:
  • scollegato dalla rete fisicamente (ad isola)
  • collegato alla rete fino a 350 W, non sono necessarie pratiche burocratiche ma solo una comunicazione all'enel.
  • collegato alla rete fino a 800 W, necessarie pratiche semplificate.
  • collegato alla rete sopra gli 800 W, bisogna fare le pratiche dovute al gestore/GSE.

La differenza tra un'impianto solare collegato alla rete e quello ad isola si basa sullo stoccaggio dell'energia generata. I pannelli solari infatti generano energia elettrica solo quando c'è il sole e per i sistemi ad isola è quindi necessario stoccarla in una o più batterie. Con i sistemi collegati alla rete invece non si necessitano di batterie in quanto l'energia generata viene inviata alla rete pubblica. 

Decidere di installare pannelli solari per sfruttare l'energia solare non è una grande impresa se parliamo di piccoli impianti e se ti piace il fai-da-te può essere un progetto divertente e molto gratificante. Prima di correre ad acquistare pannelli solari e altro materiale ti consigliamo di leggere questa breve guida che contiene le basi di ciò che devi sapere prima di partire.

Innanzitutto ci sono molti fattori da considerare, per prima cosa serve avere uno spazio dove posizionare i pannelli solari, possibilmente sul proprio un tetto con un orientamento verso SUD, senza zone d'ombra o alberi nelle vicinanze che potrebbero ombregiare anche solo uno dei pannelli in una determinata ora del giorno, facendo di conseguenza crollare la produzione di energia.

Atra domanda che dobbiamo porci è:  "cosa vogliamo alimentare con i pannelli??" La risposta è fondamentale per capire quanti pannelli solari ci occorrono, il tipo di inverter e quante batterie servono cosi' da avere corrente di notte quando il sole non c'è.
Per fare un piccolo impianto fotovoltaico è quindi necessario uno o più pannelli, un regolatore di carica Mppt, una batteria per stoccare la corrente da utilizzare di notte e un inverter se abbiamo bisogno di trasformare la corrente prodotta da 12 a 220 V.
 
Per ottenere il massimo dal tuo sistema solare ti consigliamo di dimensionare correttamente il sistema per coprire i tuoi bisogni energetici.
 

Come dimensionare il sistema solare

Passaggio 1: determinare i propri consumi energetici

Innanzitutto, è necessario sapere quanta energia utilizzano luci ed elettrodomestici che vogliamo alimentare, su base giornaliera. Questo è misurato in wattora o kilowattora al giorno.

Ad esempio, supponiamo che dobbiamo tenere acceso un elettrodomestico che consuma 10 watt di energia e funziona 24 ore al giorno:

10 watt x 24 ore = 240 wattora al giorno o 0,24 kWh al giorno

Quindi, è necessario fare il calcolo totale di energia consumata da tutto ciò che ci serve (in Watt), moltiplicata per il numero di ore di funzionamento al giorno.  Ricordiamoci di inserire tra i consumi anche quello dell'inverter che consuma una piccola quantità di energia mentre è in funzione. L'autoconsumo dell'inverter varia in genere da meno di 1 watt a circa 30 watt a seconda della tipologia.

Passaggio 2: valuta la posizione del sito

L'energia che si può immagazzinare a Milano è inferiore alla stessa che si può stoccare a Palermo. Si da il caso quindi che al nord sarà necessario installare un pannello in più rispetto al sud Italia a parità di consumi. Inoltre l'impianto fotovoltaico deve essere dimensionato in base al mese con il maggior consumo energetico e/o la minor risorsa solare, tipicamente dicembre o gennaio.

Passaggio 3: calcola le dimensioni del banco batteria

Una volta compresi i propri consumi sarà necessario capire di che batterie abbiamo bisogno. Teniamo conto anche della perdita di efficienza che si verifica durante la carica e la scarica delle batterie. Le batterie al piombo o al gel sono comunemente classificate in ampere (Ah) anziché in wattora (Wh). Per convertire i wattora in amperora, dividere per la tensione della batteria del sistema. Se per esempio abbiamo bisogno di reggere un consumo di 2.000 Wh, sarà necessario dimensionare la batteria con il seguente calcolo:

2.000 Wh ÷ 12v = 166 Ah Banco batterie 12V

2.000 Wh ÷ 24v = 83 Ah Banco batterie 24V

Quando si dimensiona un banco di batterie, considerare sempre la profondità di scarica o quanta capacità viene scaricata dalla batteria. Il dimensionamento di una batteria al piombo per una profondità di scarica massima del 50% prolungherà la durata della batteria. Le batterie al litio non sono così interessate da scariche profonde e in genere possono gestire scariche più profonde senza influire sulla durata della batteria.

Passaggio 4: scopriamo quanti pannelli solari hai bisogno

Ora che abbiamo determinato la capacità della batteria è necessario calcolare quanti pannelli abbiamo bisogno per ricaricarla completamente e per fare questo ricordiamoci che i nostri pannelli devono essere messi in condizione di ricevere luce solare diretta senza ostacoli dalle 8:00 alle 16:00 in tutte le stagioni. Se anche una parte del pannello solare è in ombra durante il giorno si avrà un enorme abbattimento della carica per cui è necessario adeguare le dimensioni dell'impianto fotovoltaico. In media, per installare un impianto fotovoltaico di 1 kW devi considerare circa 4 pannelli da 250 watt o 3 pannelli da 350 watt. 

Monocristallino o Policristallino? Il pannello monocristallino è costituito da cristalli di silicio monocristallino tutti orientati nella stessa direzione. Per questo motivo la produzione di energia è maggiore quando i raggi del sole sono perpendicolari, avendo bisogno di una superficie inferiore per produrre la stessa quantità di energia degli altri sistemi, anche se sono più costosi.

Il pannello policristallino è costituito da celle in silicio policristallino orientate in modo casuale, questo fa sì che la resa sia meno efficacie rispetto al mono, ma sfruttano meglio i raggi solari nell’arco della giornata. I pannelli di silicio Policristallino sono meno costosi di quelli monocristallino.

Quando un pannello solare da 12 V è valutato a 100 W, si tratta di una valutazione istantanea, se tutte le condizioni di test sono soddisfatte, quando si misura l'uscita, la tensione sarà di circa 18 volt e la corrente sarà di 5,55 ampere. Poiché i watt equivalgono a volt per ampere, 18 volt x 5,55 ampere = 100 watt.

Quanto tempo ci vuole per caricare una batteria da 100 ampere? La corrente di carica è 3,6A quindi (in teoria) in 10 ore ricarica 36A, per una batteria da 100A ci vogliono quindi almeno 30 ore. 

Come collegare tra loro i pannelli solari

Esistono 3 modi per collegarli fra loro ed ogni metodo ha uno scopo specifico a seconda che si voglia produrre più tensione in uscita o più corrente. I pannelli solari possono infatti essere collegati in serie o in parallelo per produrre rispettivamente la tensione o l'amperaggio oppure possono essere collegati insieme in serie ed in parallelo per aumentare sia l'uscita di tensione che quella di corrente. 

Pannelli solari in seriepannelli solari serie

PANNELLI SOLARI IN parallelo 

pannelli solari serie

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