Pannelli solari, qualche misura

Oddio, un po' più "tecnica", tanto per dare qualche spunto di riflessione.

Contrariamente a quanto talvolta espresso da venditori sovrentusiasti di pannelli, la quantità di carica giornaliera prodotta da un pannello in barca non ha nulla a che vedere con il discorso tipico "pannello da 120W, quindi 120/12=10 ampere, moltiplicato dieci ore di sole uguale 100 Ah al giorno".
Magari.
Su heo c'è stata una bella statistica fatta sulle produzioni effettive di chi ha pannelli solari in barca, insolazioni dal mediterraneo alle antille alla reunion (buone per gli arrosti).
In media, per 100W nominali istallati in modo "bruto" (vedi dopo) vengono prodotti fra 35 e 40Ah al giorno.
La produzione sarà probabilmente distribuita cosi' durante il giorno:

5-6 A dalle 1000 solari alle 1400 solari
2-2.5 A nei periodi 0900-1000 e 1400-1500
1 A periodo 0700-0900 e 1500-1700

combinate un po' come volete, si ricade nei 35/40Ah/giorno/100W nominali che vengono fuori dal sondaggio.


Inclinazione
Un primo miglioramento significativo viene dato dall'inclinazione del pannello, in particolare nelle ore mattinali o serali.
Sul Branca, con un misuratore di carica efficiente si osserva facilmente fra 1.5 e 3 volte la corrente prodotta istantaneamente, a seconda dell'ora e  dell'orientazione della barca (e delle frequenza con cui si orientano i pannelli).
In media, un'inclinazione "corretta" aggiunge un 20% alla carica prodotta quotidianamente dai pannelli; il risultato è in linea con la media delle esperienze raccontate su Heo.


Seconda considerazione, il regolatore.
In barca sono usati essenzialmente due tipi di regolatori, i PWM e gli MPPT.
Se si prende per esempio un pannello a 170W dati a 17 volt nominali (10A nominali), un regolatore PWM prende i 10A e li somministra a 13volt circa, quindi butta fuori 130W rispetto ai 170W nominali, 40W di perdita...
Un regolatore MPPT invece ottimizza lo sfruttamento della potenza disponibile nel pannello, lavorando essenzialmente come un convertitore CC-CC e inviando nella batteria il maggior numero di ampere possibile, che è poi cio' che conta. Il guadagno rispetto ad un regolatore PWM è variabile, ma consistente: puo' essere +10-15% in estate sotto il pieno sole, quando i pannelli regolatore o non regolatore lavorano comunque in condizioni semiottimali; puo' essere di +30-40% quando invece i pannelli hanno un ambiente difficile (inverno, foschia, ecc).
Diciamo 20%, tanto per continuare il discorso.
Unico neo un regolatore MPPT costa come un pannello in più (tipicamente 150-300 euro, rispetto ai PWM che costano qualche decina di euro), o ognuno di fare le^proprie considerazioni se vuole aggiungere un pannello in più o un regolatore più efficiente.


Insomma sul Branca ho 180W di pannelli: potrei in teoria aspettarmi fra i 60 e 70Ah al giorno, con il regolatore MPPT fra i 70 e 80 Ah al giorno (visto che siamo al sole), inclinando la mattina e il pomeriggio i pannelli raggiungere gli 80-90Ah al giorno (di piena insolazione, senza ombrette di nuvole o della manica a vento del paterazzo).
Alla prova dei fatti (tre mesi di prove e misure), siamo li'.


Terza considerazione pero': la capacità delle batterie, o l'intervallo di scarica di utilizzo.
Se si ha una batteria poco scarica, o poca capacità totale relativa alla potenza dei pannelli istallata, che succede: il pannello comincia a produrre, al massimo la mattina a mezzogiorno avrà caricato il 30-40% della carica potenzialmente fornibile nel giorno, pero' toh interverrà il regolatore che lo metterà in fase di assorbimento o mantenimento, quindi darà magari solo 1-2A per il resto del giorno, senza mai caricare completamente la batteria.
Se invece si ha una batteria molto scarica, o un banco con capacità relativamente maggiore, la tensione della batteria crescerà meno nel corso della giornata, il pannello potrà inviare tutta la carica di cui è capace per tutto il giorno e si recupererà molta più carica.
Insomma, per poter trarre dal pannello la carica che è capace di dare, bisognerebbe far lavorare le batterie -molto largo circa, a ognuno di farsi i suoi conti- fra 50-60% di scarica e 80% di scarica, in modo che tale carica equivalga la carica potenziale del pannello. Grooooossi banchi di batteria.

Da un altro punto di vista, sarebbe meglio avere due batterie servizi da far lavorare alternativamente fra 60% e 80% scarico, isolandone e caricandone una col pannello un giorno mentre si usa l'altra, e viceversa, piuttosto che avere un banco scarico all'80% che il pannello non sarà mai in grado di caricare al massimo a causa del regolatore (in sostanza facendo perdere W acquistati).

Sul Branca è esattamente cosi', l'equilibrio si trova dopo un po' di giorni senza ricaricare le batterie (né motore né 220 banchina): i pannelli non ricaricano completamente il primo giorno (il regolatore taglia la produzione), né il secondo, il terzo quarto (all'ingrosso) quando le batterie sono più scariche buttano fuori tutta la carica di cui sono capaci.
E noi ci stiamo con i consumi! evviva!


Abbiamo comparato il regolatore MPPT con un regolatore PWM di un'altra barca (che aveva il doppio di pannelli, 350W), e in effetti con tempo nuvoloso, o con la foschia umida mattinale, i pannelli regolati MPPT producono 20-40% in più (sempre meno rispetto a una giornata di pieno sole, ma l'MPPT almeno tira fuori qualcosa in più dai pannelli).