Collocamento di pannelli solari su una barca: 7 cose da sapere

Posizionare i pannelli solari su una nave è un argomento di grande interesse per i velisti in quanto consente loro di raggiungere l’indipendenza energetica.

Essere autonomi significa che puoi stare in mare più a lungo, lontano dai porti estivi rumorosi, costosi e affollati.

Questa indipendenza si ottiene agendo su due fronti: consumo e produzione. A bordo consuma elettricità, raffredda e immagazzina cibo, alimenta gli strumenti di navigazione, pilota automatico, a bordo. I principali consumatori di elettricità sono il verricello di ancoraggio, l’autoclave, il generatore di acqua e il radar.

Posizionare i pannelli solari su una barca aiuta la produzione di energia della barca, ma senza dubbio il più importante è l’ alternatore nel motore , in grado di fornire molta energia rapidamente . I generatori autonomi di diesel o benzina sono anche potenti ed efficace.

Tuttavia, queste fonti di energia hanno il difetto di essere inquinanti, rumorose, di consumare carburante. Pertanto, almeno, inoltre, sono state sviluppate altre fonti di energia che non richiedono carburante e quindi sono rinnovabili, più silenziose e meno inquinanti.

Questa categoria comprende pannelli solari , turbine eoliche , generatori di resistenza . Ricorda anche le celle a combustibile

Come puoi vedere è un argomento di estrema complessità e quindi sarà affrontato da capitoli.

Iniziamo oggi con generatori fotovoltaici, che utilizzano l’energia prodotta dal sole. Cercheremo di fornire semplici e comprensibili, ma tecnicamente corretti.

1. Come funziona un generatore fotovoltaico?

Radiazione solare quando colpisce alcuni di questi cristalli di materiali semiconduttori, a causa di modifiche molecolari che possono essere trasformate in elettricità.

Tra i pochi materiali, come il cadmio. Sono stati abbandonati per la loro tossicità. Il fatto che la maggior parte delle persone usi a basso costo è il silicio. Questo elemento, abbondante in natura, si trasforma in blocchi, dai quali, mediante taglio o fusione, possiamo ottenere il materiale di base per produrre le cellule.

2. Quali tipi di pannelli fotovoltaici esistono per la navigazione?

Siamo in grado di identificare sostanzialmente tre tipi di pannelli, come monocristallino, policristallino e amorfo. Differiscono notevolmente in termini di costi, efficienza energetica e caratteristiche.

Schematicamente, possiamo dire:

• I pannelli fotovoltaici  monocristallini sono più costosi e hanno un’alta efficienza energetica. Possono essere riconosciuti perché sono costituiti da una serie di celle di silicio cristallino puro.
• Nonostante la loro efficacia, hanno alcuni limiti: se una cellula è all’ombra, l’efficienza energetica del pannello diminuisce drasticamente, inoltre richiedono un orientamento completo ai raggi del sole. Funzionano anche meno bene alle alte temperature. Questi pannelli hanno una performance che può andare dal 13 al 20%. Classicamente sono pannelli rigidi, in una lega di supporto e coperti da una lastra di vetro, ma le celle possono anche essere fissate e incorporate in un materiale plastico semi-flessibile o supporto in resina. Le prestazioni di questi semi-flessibili sono eccezionali, ma il costo è elevato.
• policristallino: le cellule non sono così omogenee  con i cristalli orientati in direzioni diverse. Costano meno del monocristallino ma la loro efficienza energetica è inferiore, circa il 13%. D’altra parte soffrono meno alte temperature, esposizione parziale e aree d’ombra.
• I pannelli fotovoltaici   amorfi sono realizzati spruzzando silicio fuso su un supporto. Questo li rende molto sottili ed economici, ma le loro prestazioni sono molto inferiori rispetto alle altre. Producono energia anche se esposti a illuminazione diffusa. Ma per produrre energia deve avere un’area più ampia.

Maggiori informazioni sui tipi di pannelli solari

I pannelli fotovoltaici per uso nautico sono composti da subunità in numero sufficiente per produrre una corrente elettrica che varia tra 9 e 18 volt, a seconda del colpo di sole. Naturalmente, il fatto che la corrente oscilli è necessario per utilizzare regolatori , che «tagliano» i picchi di energia troppo in alto, il che è potenzialmente dannoso per le batterie.

Successivamente, sono necessari i diodi , che funzionano come valvole unidirezionali. In questo modo, la corrente può fluire solo dal pannello alle batterie e non viceversa.

3. Quanta energia può fornire un pannello fotovoltaico?

A seconda della superficie e del numero di celle del pannello sono caratterizzate da un certo numero di watt. 

Per conoscere la quantità di energia che può essere prodotta è sufficiente dividere i watt su 12, che vengono utilizzati sui volt di bordo (o più raramente a 24, sugli impianti a 24 volt). Ad esempio, un pannello da 60 watt, in teoria, potrebbe produrre 5 Ampere / h.

Sfortunatamente, questo è vero solo per una perfetta esposizione al sole. Con l’angolo di aumento dell’incidenza che si verifica all’alba o al tramonto o alle latitudini più basse, la produzione diminuisce molto.

Schematicamente possiamo calcolare una produzione di circa il 60% della teoria. Tornando al nostro esempio, il pannello da 60 W produrrà in estate circa 3 Ah per 10 ore al giorno, quindi puoi contare su trenta Ah nelle nostre batterie.

4. Quale pannello solare fotovoltaico dobbiamo acquistare per la barca?

Ciò dipende dal nostro consumo di energia, dalla capacità dei servizi che vogliamo ricaricare le batterie, dalla disponibilità delle superfici  .

Per posizionare i pannelli solari su una barca, è   necessario effettuare un calcolo stimato del consumo a bordo , che può cambiare molto a seconda del tipo di lampade utilizzate (LED, neon o incandescenza), l’elettronica in uso, durante il giorno o la navigazione Durante la notte, orario di lavoro dell’autopilota, frigorifero, radar, radio, stereo, ecc.

Ciò significa che se facciamo un uso occasionale della barca, ad esempio, nel fine settimana, l’uso di un frigorifero efficiente con regolazione elettronica per circa 6 ore (6 x 6 = 36), il pilota per 3 ore (4 , 5 x 3 = 13, 5), la radio per 1 ora, la luce di ancoraggio per 8 ore (2x 8 = 16), per strumenti di 8 ore (2 x8 = 16), un consumo di circa 100 Ah.

Un pannello fotovoltaico da 40 W ha una potenza teorica di 3,3 Ah, che è ridotta a circa 2 Ah in media. In 10 ore 20 Ah Quindi nei giorni dal lunedì al venerdì avremo accumulato 100 Ah necessari per il fine settimana.

A differenza del caso di un browser che utilizza la nave ogni giorno. Anche con un buon risparmio di carburante, per rinunciare ai necessari 350 Ah, è necessario un pannello solare da 120 W. Quindi, se viene dato il consumo sfrenato, che utilizza il radar diverse ore al giorno, viene realizzato un gran numero di ancore Con il verricello, senza l ‘appoggio del motore sarà necessaria una doppia potenza.

5. Quanto dovrebbe essere grande il pannello solare?

A seconda dell’efficienza energetica e del tipo di pannello può variare notevolmente. Possiamo più o meno valutare un’area di circa 1 dm «ogni 2 W. Successivamente, un pannello da 100 W può avere un’area di circa 50 dm» (50 x 100 cm).

6. Dove e come installarlo sulla barca?

Posizionare i pannelli solari su una nave Dove?

ripararli sulla tuga , espone al rischio di essere coperti dall’ombra del boma o dell’albero, oltre ad essere un ostacolo quando si esegue l’asse di manovra.

Una soluzione molto efficace, ma piuttosto poco attraente è quella di fissare i pannelli solari a un roll bar posizionato nel pozzo. In questo modo è anche possibile installare grandi superfici fotovoltaiche, che sono anche pensiline per il timoniere.

Una soluzione potrebbe essere la fissazione alla piattaforma . In questo modo, con fiori o relè, possono anche essere orientati verso il sole. Tuttavia, questa posizione li espone, soprattutto nel porto, con il rischio di shock e traumi, navigazione e spruzzi di onde.

7. Come si collega alle batterie?

L’autoscarica delle batterie è circa l’1% della capacità totale: ciò che per un banco di batterie da 200 Ah è necessario caricare 2 Ah al giorno per evitare scariche graduali.

Un pannello di smorzamento, che serve solo a compensare tale autoscarica, può essere collegato direttamente ai terminali della batteria, con un semplice diodo unidirezionale.

Tutti i rimanenti pannelli solari sono collegati alle batterie tramite un controller. Questo è in grado di tagliare i picchi di tensione che si verificano in caso di forte esposizione e di bloccare il carico se la tensione della batteria supera il livello massimo impostato.




I regolatori sono progettati in base alla potenza dei pannelli collegati e la loro qualità è importante per avere una carica efficiente ed evitare danni alle costose batterie.