I PANNELLI FOTOVOLTAICI
Calcolo della potenza – Angolo d’inclinazione (Tilt) – Installazione e fissaggio dei pannelli
Salve a tutti i miei lettori, questo argomento verrà trattato con un po’ di teoria per capire l’argomento e molti esempi pratici (la mia realizzazione già attiva), ma supportata anche da quegli strumenti che alcune organizzazioni mondiali mettono a disposizione di tutti, sulla rete internet, per agevolare il calcolo e l’installazione del fotovoltaico.
Uno strumento on line di calcolo gratuito, PHOTOVOLTAIC GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEM della Comunità Europea, collegato ad un database con i dati reali d’irraggiamento solare zona per zona di quasi tutto il mondo, che vi dara un’idea chiara e concreta, in funzione della vostra posizione geografica (latitudine e longitudine), della potenza dei pannelli fotovoltaici installati e dell’angolo di inclinazione (tilt), quanta energia avrete dall’impianto, in KW mese per mese, in tutti i dodici mesi dell’anno. (https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/it/tools.html)
PVGIS è un’applicazione web che consente all’utente di ottenere dati sulla radiazione solare e sulla produzione di energia del sistema fotovoltaico (PV), in qualsiasi luogo nella maggior parte del mondo. È completamente gratuito, senza restrizioni su ciò per cui possono essere utilizzati i risultati e senza necessità di registrazione. PVGIS può essere utilizzato per eseguire diversi calcoli.
Dal sole arriva una radiazione di energia pari a 1.000 W (1KW) per metro quadrato, ma l’efficienza dei pannelli solari riesce a captare solo il 20-21% di questa energia ecco perché ne occorrono tanti.
Nella mia installazione della stazione radio (casa), ho installato 6 pannelli in totale, 4 pannelli da 330W (165×100 cm) in tecnologia PERC (poi spiegherò i vantaggi di questa tecnologia di produzione dei pannelli fotovoltaici) e per ultimo due pannelli da 450W (204×100 cm) sempre in tecnologia PERC per un totale dei 6 pannelli, con potenza totale di 2.220 W (2,220KW) divisi in tre stringhe collegate a tre regolatori di carica singoli (da 40A, 50A e 60A) carica della batteria fino a 150 A/h, spiego meglio.
I regolatori di carica MPPT ad alta efficienza di conversione (oltre 98%), sono tre, da 40A, 50A, e 60A per un totale di ricarica della batteria LiFePo4, fino a 150A con oltre 2.000W per ora di sole.
Ho installato i pannelli sul tetto con due angolazioni (tilt) diverse, la prima a 60 gradi e la seconda a 45 gradi, seguendo le acque del tetto. L’installazione è stata realizzata con il fissaggio sul tetto di due barre di allumino da 320 cm ciascuna per tre pannelli e altre due barre per gli altri tre pannelli, formando i due blocchi, quello posizionato a 60 gradi e quello posizionato a 45 gradi, entrambi orientati perfettamente a SUD.
I sei pannelli fotovoltaici sono collegati, due a due, in serie e formano le tre stringhe, che si collegano ai tre regolatori di carica, che convertono la tensione di 65/70V (per i pannelli da 330W e gli 80/100V dei pannelli da 450W), in una tensione compatibile con la ricarica della batteria LiFePo4 con tensione nominale di 12,8V e 320 Ah (4.096 KW) (min. 11,5V max. 14,6V) a cui verrà aggiunta una seconda batteria in parallelo raggiungendo gli 8KW di accumulo, appena arrivano le 4 celle acquistate di recente su Alibaba.
Quando c’è sole, anche quello del periodo invernale, che è molto basso sull’orizzonte, rispetto al periodo estivo che è molto più alto, con 2.220W di pannelli fotovoltaici, riesco a inviare alla batteria LiFePo4 12,8V e 320 Ah (4.096 KW), dai tre regolatori di carica, circa 150 Ampere/Ora di carica che in due ore circa, ricaricano la batteria completamente e in 4 ore una da 8KW.
Ma una volta caricata la batteria quanto dura, quanta autonomia ha la casa? Un esempio, se ho un carico fisso da 500W la batteria mi darà energia attraverso l’inverter (12V CC a 230/240V AC), per più di 8 ore (4.096W diviso 500W di assorbimento=8,1 ore, circa) e per più di 16 ore con un accumulo da 8.000W (8KW due batterie LiFePo4 da 12V in parallelo).
Nella pratica vi posso dire la mia esperienza diretta, che la batteria anche se piccola (4KW), con il sole presente in questo periodo di Marzo 2022 (dalle 8 alle 17 del pomeriggio), mi da autonomia per 24 ore. Il mio consumo giornaliero è di circa 8/9 KW che vengono coperti in parte dall’energia prodotta dai pannelli fotovoltaici e in parte dall’accumulo della batteria LiFePo4 (la sera quando non c’è più sole).
In aiuto al periodo invernale vi sono i tre pannelli fotovoltaici (330+330+450W) posizionati con inclinazione a 60 gradi che captano meglio i raggi del sole d’inverno, basso all’orizzonte, ma anche quelli a 45 gradi (330+330+450W) fanno la loro parte.
Ho incentivato con la posizione a 60 gradi dei tre pannelli, la produzione di energia nel per invernale, anche perché nel periodo estivo, vi sarà in ogni caso una sovrapproduzione di energia rispetto a quello che si riesce a consumare.
Che cos’è la tecnologia PERC
La tecnologia PERC è un tipo di struttura della cella che differisce profondamente da quella usata negli ultimi 30 anni e a cui si fa normalmente riferimento nei manuali fotovoltaici.
Ad oggi la stragrande maggioranza delle celle fotovoltaiche viene prodotta in questo modo: partendo dalla superficie della cella e procedendo verso il lato posteriore troviamo i seguenti materiali:
– Pasta d’argento serigrafata per i contatti
– Rivestimento anti riflesso
– Drogaggio superficiale del wafer di silicio con atomi di fosforo e boro per le giunzioni P N
– Strato posteriore in alluminio
– Pasta di alluminio serigrafata
L’obiettivo è quello di tirar fuori il maggior numero di elettroni da una cella e per fare questo la tecnologia PERC agevola l’imprigionamento della luce in prossimità della superficie posteriore ottimizzando così la cattura di elettroni.
Accessori per il fissaggio dei pannelli fotovoltaici sul tetto:
Nel prossimo articolo i collegamenti elettrici dei pannelli fotovoltaici e le protezioni elettriche (fusibili, interruttori magneto termici in corrente continua, SPD scaricatori di sovratensioni) necessari a salvaguardare il buon e sicuro funzionamento dei pannelli fotovoltaici collegati ai regolatori di carica, che convertono la tensione e la corrente dei pannelli nella forma (tensione e corrente) adatta alla tipologia di batteria di accumulo utilizzata ( nel mio caso una LiFePo4 a 12 V ) e la ricaricano.
Un cordiale e sincero saluto da Antonio IU8CRI.
Un pensiero di pace per l’Ucraina.
