Come caricare il vostro Batterie per barche con pannelli solari. Ogni marinaio conosce il suono del generatore in un ancoraggio tranquillo. È il segnale rumoroso e fumoso di chi brucia carburante costoso solo per recuperare energia nelle batterie. Se siete proprietari di una barca seria, operatori commerciali o gestori di flotte, conoscete fin troppo bene questo ciclo di rumore e spreco.
Ma c'è un modo migliore. La ricarica solare si è davvero affermata. Non si tratta più di un hobby di nicchia, ma di una fonte di energia completamente affidabile e mainstream per qualsiasi tipo di imbarcazione, dalla barca a vela del fine settimana alla barca da lavoro commerciale. Ma la realtà è questa: per creare un sistema che fornisca effettivamente energia e, soprattutto, che non uccida lentamente il vostro costoso banco di batterie, ci vuole molta più intelligenza di quanto non ne richieda l'apposizione di un pannello sul vostro arco. Vediamo come farlo nel modo giusto.
Batteria Lifepo4 da 12V 200AH
Perché i pannelli solari sono ideali per le batterie delle imbarcazioni
Vantaggi della ricarica solare per le imbarcazioni
I vantaggi sono difficili da ignorare. Innanzitutto, il risparmio di carburante è reale e immediato. Per ogni ora in cui il generatore non è in funzione, si risparmia denaro. Si sostituisce il costoso gasolio con l'energia gratuita del sole. E poi c'è il silenzio. Solo questo è un enorme miglioramento della qualità della vita che cambia l'intera esperienza alla fonda. Infine, aspetto fondamentale per la salute della batteria, l'energia solare fornisce una carica lenta e delicata per tutto il giorno. Questa carica "bassa e lenta" è fondamentalmente più salutare per le batterie rispetto alla scossa ad alta intensità di corrente che ricevono da un grande alternatore o da un caricabatterie da terra.
I malintesi più comuni
Chiariamo un paio di cose. Le persone chiedono sempre delle giornate nuvolose, soprattutto in luoghi come il Pacifico nord-occidentale o in inverno. E sì, la produzione diminuisce. Ma i moderni pannelli ad alta efficienza, collegati a un buon regolatore, sono in grado di produrre una discreta quantità di energia anche nelle giornate grigie. Non è una questione di tutto o niente. Un'altra preoccupazione è la compatibilità delle batterie. La buona notizia? Con il giusto regolatore di carica, l'energia solare è compatibile con qualsiasi batteria marina in circolazione, dalle vecchie batterie al piombo alle più recenti al litio. Il regolatore è il cervello che fa funzionare tutto insieme.
Conoscere le batterie della barca
Non è possibile progettare un sistema di ricarica se non si conosce la batteria che si sta cercando di caricare.
Tipi di batterie per barche
- Piombo-acido (allagato, AGM, Gel): Per molto tempo sono stati questi. Funzionano, ma sono un compromesso. Sono incredibilmente pesanti per la potenza che contengono, si dovrebbe utilizzare solo circa 50% della loro capacità nominale e devono essere sorvegliati.
- Ioni di litio (LiFePO4): Per qualsiasi impianto marino serio, questo è lo standard. Le batterie al litio-ferro-fosfato pesano circa la metà di quelle al piombo-acido e consentono di utilizzare quasi tutta la loro capacità nominale. Il vero cambiamento è ciclo di vita-Stiamo parlando di un numero di cicli di carica 5, 10 o addirittura 15 volte superiore. Inoltre, le batterie integrate BMS (Sistema di gestione delle batterie) offre uno strato vitale di protezione automatica che il piombo-acido non ha.
Capacità della batteria e requisiti solari
La capacità del banco batterie si misura in Ampere/ora (Ah). Ma il numero che dovete davvero imprimere nel vostro cervello è Ore di corrente utilizzabili, che riguarda il Profondità di scarico (DoD). Un accumulatore al piombo da 400Ah è in realtà un accumulatore utilizzabile da 200Ah. Se la si scarica regolarmente oltre i 50%, la si sta danneggiando attivamente. Una batteria LiFePO4 da 400Ah? Si possono utilizzare tranquillamente 80% o 90%, per un valore reale di 320-360Ah. Questo cambia completamente i calcoli per le vostre esigenze solari. Non è necessario un array solare così grande perché il "serbatoio di carburante" è molto più efficiente.
Come i pannelli solari caricano le batterie delle barche
Come funzionano i pannelli solari
La potenza di un pannello solare è espressa in Watt, ovvero semplicemente Volt per Ampere. Ma l'energia che esce direttamente da un pannello è selvaggia e non regolata. La sua tensione varia a seconda dell'intensità del sole. L'apparecchio che regola questa potenza è il regolatore di carica. È il cervello del vostro sistema solare. Il suo compito è quello di prendere questa tensione disordinata e fluttuante e trasformarla in una carica stabile a più stadi di cui le batterie hanno bisogno per mantenersi in salute e ottenere una carica completa.
Regolatori di carica solare
Avete due possibilità, ma per qualsiasi barca solo una ha senso.
- PWM (modulazione di larghezza di impulso): Si tratta di una tecnologia vecchia, economica e inefficiente. Si tratta fondamentalmente di un interruttore rozzo che si accende e si spegne. In questo modo si spreca molta dell'energia potenziale dei pannelli, soprattutto con la luce mutevole che si ha sempre sull'acqua.
- MPPT (Inseguimento del punto di massima potenza): È l'unica scelta professionale. Un regolatore MPPT è un convertitore DC-DC intelligente. È sempre alla ricerca di una tensione e di una corrente ottimali per spremere fino all'ultimo watt dai vostri pannelli in tempo reale. I nostri test dimostrano che un MPPT consente di ottenere fino a 30% di potenza in più dagli stessi pannelli solari rispetto a un PWM. In quelle giornate grigie e marginali, quei 30% fanno la differenza tra tenere il generatore spento o doverlo accendere.
Dimensionamento del campo solare
Per farlo bene, è necessario eseguire un audit energetico. Sembra più spaventoso di quanto non sia. Basta sommare l'assorbimento giornaliero di energia (in Ah) di tutto ciò che si utilizza: il frigorifero è quasi sempre il più grande consumatore, poi autopiloti, luci ed elettronica. Una buona regola è quella di avere una potenza solare sufficiente a restituire ciò che si utilizza in circa 5-6 ore di sole decente. Una barca da crociera costiera potrebbe cavarsela con 200 watt. Una barca d'altura più grande con un dissalatore potrebbe aver bisogno di 800 watt o più.
Considerazioni sull'installazione e sulla sicurezza
Montaggio di pannelli solari su una barca
Si può optare per pannelli a struttura rigida, che sono il cavallo di battaglia di un arco, di una deriva o di un hardtop, oppure per pannelli flessibili che possono piegarsi a una coperta curva o a un bimini. Ci sono due regole che non si possono infrangere: eliminare ogni ombra e costruire un supporto a prova di bomba. Anche una piccola ombra di uno strallo o di un albero radar su un angolo di un pannello può ridurne la resa di oltre la metà. Inoltre, il supporto deve essere abbastanza resistente da sopportare l'acqua verde sul ponte e non trasformarsi in un aquilone in caso di burrasca.
Cablaggio e collegamenti
È possibile cablare i pannelli in serie (aggiunge la tensione) o parallelo (aggiunge la corrente). La scelta del modo migliore dipende dai pannelli e dalle specifiche di ingresso del regolatore MPPT. Spesso è preferibile una tensione più elevata da un collegamento in serie, in quanto riduce la perdita di potenza nei lunghi percorsi dei cavi da un arco fino alle batterie. In ogni caso, tutti i cavi devono essere in rame stagnato di tipo marino, dimensionati in base agli ampere e alla distanza per evitare cadute di tensione. È inoltre necessario installare fusibili o interruttori automatici. Non si tratta di un'operazione facoltativa, ma di una fase fondamentale per la sicurezza antincendio.
Scegliere i componenti giusti per la vostra barca
Per una tipica imbarcazione di 25-40 piedi, un sistema con 200-400 watt di energia solare, un controller MPPT di alta qualità e un banco di batterie LiFePO4 da 200-400 Ah è una configurazione fantastica e super efficiente. Per le imbarcazioni più grandi o per quelle che gestiscono carichi pesanti come l'aria condizionata, è sufficiente aumentare il sistema. Ecco come funziona: sì, il costo iniziale di un regolatore MPPT di alto livello e di batterie LiFePO4 è più elevato. Ma l'enorme guadagno in termini di prestazioni reali, di potenza utilizzabile e di durata di vita vi offre un ritorno sull'investimento che non potrete mai ottenere risparmiando sui componenti.
Conclusione
L'installazione di un sistema di ricarica solare ben progettato sulla vostra barca è uno degli aggiornamenti più soddisfacenti che possiate fare. Vi dà una vera indipendenza energetica, riduce i costi di gestione e migliora la vita a bordo. Le chiavi del successo non sono complicate: calcolate il vostro reale fabbisogno energetico, acquistate un ottimo regolatore di carica (non lesinate sul cervello) e collegatelo a un moderno banco di batterie in grado di assorbire tutta l'energia gratuita. Se lo fate bene, potreste dimenticare il rumore del vostro generatore.
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FAQ
Di quanti pannelli solari ho bisogno per caricare le batterie della mia barca?
Dipende dall'uso che si fa dell'imbarcazione. Il primo passo consiste nel calcolare il consumo giornaliero totale di ampere/ora (Ah). Una volta che si conosce questo numero, un buon punto di partenza è sapere che ogni 100 watt di pannello solare vi fornirà circa 30-35 Ah al giorno con un buon sole. Quindi, se utilizzate 100 Ah al giorno, avrete bisogno di almeno 300 watt di energia solare per mantenere le vostre batterie soddisfacenti e per essere sempre al passo con i tempi.
I pannelli solari possono sovraccaricare le batterie della mia barca?
No, non se si dispone di un regolatore di carica solare adeguato. Il compito principale del regolatore è quello di agire come una valvola intelligente. Osserva il livello di carica della batteria e riduce automaticamente la corrente, quindi interrompe completamente la carica quando la batteria è piena. Questo rende impossibile il sovraccarico.
Cosa succede se sulla mia imbarcazione ci sono diversi tipi di batterie, come una batteria di avviamento al piombo e una batteria domestica al litio?
Si possono e si devono caricare entrambi con l'energia solare, ma è necessario un sistema predisposto per questo. Il metodo professionale consiste nel far sì che il regolatore di carica solare principale si concentri sull'accumulatore al litio. Poi si aggiunge un caricatore DC-DC separato (come un Victron Orion). Prenderà un po' di energia dalla batteria domestica completa per mantenere al massimo il livello della batteria di avviamento al piombo. In questo modo, ogni tipo di batteria riceve l'esatta tensione di carica di cui ha bisogno per vivere a lungo.
I pannelli solari flessibili sono altrettanto validi di quelli rigidi?
Sono migliorati molto, ma c'è ancora un compromesso. I pannelli flessibili sono ottimi perché sono leggeri e si possono montare su superfici curve dove un pannello rigido non funziona. Tuttavia, di solito non durano a lungo a causa dell'esposizione al calore e ai raggi UV e spesso sono un po' meno efficienti. Per un'installazione permanente ad alta potenza su un arco o un hardtop, i pannelli rigidi sono ancora la scelta più durevole e conveniente a lungo termine.