A BASSO COSTO CON PANNELLI FOTOVOLTAICI
E CON BATTERIE TAMPONE AL PIOMBO GEL
A cura di IZ4BQV - 25 Luglio 2012
L'impianto in oggetto non e' a scopo di investimento finanziario
e non prevede nessuno scambio di energia con nessun gestore,
pertanto fatto salvo l'ambito dell'installazione di pannelli termici
e foto voltaici che deve ispirarsi ai principi della salvaguardia
dell'aspetto architettonico dei fabbricati dove verra' istallato,
non e' necessaria richiedere nessun tipo di autorizzazione.
Questo impianto inoltre non e' per uso continuo ma si propone
come riserva di energia da usare saltuariamente in luogo
normalmente non presidiato per alimentare in particolare
una stazione ricetrasmittente per uso radioamatoriale.
Inoltre i concetti espressi in questo progetto
non e' detto che siano perfettamente scientifici
o rappresentino lo stato dell'arte in materia ma esprimono
solo l'esperienza che mi sono fatto nel realizzarlo.
L'impianto sostanzialmente si compone di 2 pannelli solari usati
da 28 Volt 220 Watt teorici avuti gratis e da cinque batterie al piombio
e al piombo gel usate per un totale di 485 Ampere nominali a 12 volt.
Con una una capacita' simile si puo' operare con sicurezza
con un consumo di 50 Ampere a 12 Volt in tutta tranquillita'
per molte ore o giorni anche se nuvoloso o con poco perche'
l'assorbimento massimo in trasmissione avviene per poco tempo
mentre l'assorbimento in ricezione e' trascurabile.
Nel mio caso il mio RTX YAESU FT-450D assorbe 22 Ampere
in trasmissione e 5 Ampere in ricezione, cioe' la meta'
della potenza massima reale disponibile in uscita dalle batterie.
Questi sono i due pannelli montati verso sud e inclinati per ricevere piu' luce!
Come si puo' vedere ho preparato dell'angolare di alluminio per i futuri bordi
perche' uno dei due pannelli mi e' stato regalato senza nessuna cornice esterna!
Poi ho costruito un telaio di legno di pino quadrato di 20x20 con gli opportuni rinforzi!
Alla fine ho stretto il pannello fotovoltaico tra il telaio di legno e gli angolari!
Qui abbiamo alla fine anche il secondo pannello molto simile al primo anche come telaio!
Adesso passiamo allo schema elettrico dell'intero impianto!
La sua comprensione ci servira' a capire meglio il resto dell'installazione
Arrivare a questo schema ci ho impiegato 2 mesi dovendo risolvere
tutta una serie di problemi non perfettamente documentati in Internet!
B1,B1,B3,B4 e B5 sono tutte batterie al piombo gel sui 100 Ampere
recuperabili sui 10-15 euro nel mercato delle batterie usate.
B6 e' un futura batteria da installare in caso lo si ritenga opportuno.
PV1 e PV2 sono i 2 pannelli fotovoltaici mentre il regolatore
che provvede a tenere nella giusta carica le batterie e' da 10 Ampere.
S1,S2,S3,S4 e S5 sono degli interruttori da lavatrice da 16 Ampere per bypassare i relativi diodi.
D1,D2,D3,D4 e D5 sono diodi IR 40HF80A da 40 Ampere cadauno con 0,4 volt di caduta di tensione.
V0 e' un voltmetro di recupero per misurare la tensione tra meno e piu' a valle dei diodi.
V1,V2,V3,V4 e V5 sono i voltmetri per vedere la tensione delle singole batterie.
A,B,C,D,E e F sono i punti per caricare solo la relativa batteria.
P invece permette di caricare tutte le batterie con gli interruttore S1,S2,S3,S4 e S5 chiusi.
I problemi da affrontare in impianti a batterie sono di evitare incendi o scoppi
che si verificano nel caso una singola batteria vada in avaria riducendo la sua resistenza
interna richiamando su di se la corrente di tutte le altre batterie ancora sane
e contemporaneamente caricare e mantenere cariche tutte le batterie
tenendo anche conto che per tantissimo tempo l'impianto non e' presidiato.
Le batterie si proteggono tra di loro con gli interruttori aperti dato che cosi'
la corrente grazie ai diodi di potenza applicati puo' solo uscire dalla singola batteria!
Ne consegue che quando l'impianto non e' presidiato si aprono tutti gli interruttori
e si terra' sotto carica la batteria piu' scarica verificando quale con gli appositi voltmetri,
mentre quando l'impianto e' presidiato si chiudono tutti gli interruttori
in modo da avere tutte le batterie in parallelo alla massima potenza.
In questo stato si possono caricare tutte le batterie contemporaneamente dal punto P.
Qui sono visibili gli interrutori, i diodi e la banda metallica zincata per le linee del piu' e del meno!
I Diodi di potenza servono per la protezione di ogni batteria da
tutte le altre e sono di marca IR modello 40HF50A da 40 Ampere
cadauno con caduta di tensione abbastanza bassa di 0.45 Volt.
Gli interruttori da lavatrici verdi da 16 Ampere cadauno
servono per cortocircuitare i diodi come da schema.
Il rotolo di ferro zincato 25x1 serve per costruire usando
anche i fori prestampati la linea del MENO e del PIU' 12 Volt
Qui si vede invece tutto il reparto batterie nel suo assieme
a seguire troverete i singoli dettagli del relativo montaggio.
Questo montaggio rispecchia lo schema che avete visto prima.
Qui abbiamo 4 batterie al piombo gel usate da 90,100,100 e 150 Ampere
e una batteria al piombo per automobile da 45 Ampere per 485 Ampere
teorici totali, con una certa prudenza considerando anche
il calo di rendimento delle batterie piombo gel si puo'
stimare di avere disponibili 50 Ampere 12 Volt ottimali per
l'uso con un RTX con 20-30 Ampere di consumo in trasmissione.
Ogni batteria ha il suo voltmetro, poi c'e' il voltmetro per
la tensione a valle dei diodi con gli interruttori aperti.
E' visibile anche il regolatore di carica sulla destra
con i relativi amperometri e un inverter su cui mi
soffermero' successivamente per le relative spiegazioni.
Sopra a destra si vede anche un inverter 12 Volt CC 220 Volt CA
Queste sono le tre batterie al piombo gel della bancata di sinistra.
Si vedono tutti i dettagli costruttivi e di collegamento compreso
seminascosto a sinistra in basso il cellulare collegato in carica!
Dati gli Ampere in gioco tutto deve essere estremamente solido e robusto.
Quindi stagnature abbondanti e serraggi di viti e dadi be eseguiti.
Queste sono le due batterie della bancata di destra dell'impianto.
La batteria grande da 150 Ampere al piombo gel sostiene anche l'inverter
e sotto si vede il regolatore di carica delle batterie alimentato
dai due pannelli solari visti in precedenza lontani 15 metri circa.
E' un regolatore nuovo da 10 Ampere molto valido reperibile in internet.
Gli amperometri indicano la corrente di carica e di un eventuale utilizzo.
Fare attenzione nella procedura di collegamento quando si collega alle batterie.
Sulla sua destra si vede una lampada da auto da 55 Watt 5 Ampere usata come test.
Qui abbiamo il dettaglio del regolatore di carica delle batterie.
In base alla tensione di una batteria o di un gruppo di batterie in parallelo
il regolatore sa se deve caricare mantenere o interrompere la carica alle medesime.
I collegamenti da sinistra a destra sono piu' e meno dai pannelli
piu' e meno per caricare le batterie e piu' e meno per un eventuale
carico esterno fino a 10 Ampere programmabile o manuale che in questo
caso si vede a destra sottoforma di lampada per auto 55 Watt 5 Ampere.
L'interruttore che si vede in basso serve per scollegare i pannelli
nel caso si debba cambiare la batteria da mettere sotto carico.
Qui si vede il dettaglio del montaggio del diodo e dell'interruttore.
Non lesinate in stagno e fili grossi per non avere brutte sorprese.
con amperaggi in gioco molto elevati occorre fare la massima attenzione.
Qui siamo dall'altra parte del muro dove arrivano i cavi
con disponibile la tensione di 12 Volt 50 Ampere.
Usate cavi almeno di 5-6 mm di diametro altrimenti scaldano.
A questi coccodrilli potete applicare qualsiasi ricetrasmittente
commerciale con consumo fino a 50 Ampere circa e dotato di fusibile.
Fate la massima attenzione a non cortocircuitare questi cavi
pena la loro distruzione immediata con forti e pericolose scintille.
L'energia in gioco e' simile a quella di una saldatrice ad elettrodi.
State anche molto attenti ovviamente ad invertire la polarita' del collegamento.
CONCLUSIONI E COMMENTI FINALI
L'impianto usato come previsto dallo schema pubblicato prima lavora bene.
I due pannelli sono montati a muro sporgenti in avanti orientati a sud
ed iniziano a veder il sole dalle 11 del mattino circa poi continuamente fino al trmonto.
Piu' efficaci che sul tetto, smontabili in inverno e protetti dalla pioggia.
Considerando che il tempo di trasmissione e' minimo in confronto alla ricezione si puo'
usare un ricetrans fino a 100 Watt per un intero contest di 48 ore anche se e' nuvolo.
Fate attenzione agli inverter, sono delicatissimi e vanno accesi
sempre prima di accendere il carico pena la loro distruzione.
Inoltre non mettete assolutamente l'inverter vicino a muri perche'
deve essere perfettamente arieggiato per dare le massime prestazioni.
Gli inverter soft start ad onda modificata non sono adatti per apparati elettronici.
Dal punto di vista economico e' un mezzo disastro perche' i 250 euro spesi
tra inverter, regolatori, voltmetri, diodi, cavi, interruttori e materiale vario
non li recuperero' mai. Dovrei risparmiare oltre 1000 kW cosa impossibile.
Fatto con materiale nuovo questo impianto sarebbe un passivo spaventoso.
Secondo me, senza incentivi che possono cessare da un momento all'altro, il
foto voltaico agli attuali prezzi di mercato e' una bufala colossale
conveniente solo alle banche e agli installatori ma non per chi lo compra.
Naturalmente non badando al ritorno economico e' un bel favore alla natura.
Buon divertimento con l'energia solare!
