Energie rinnovabili in barca – L’impianto fotovoltaico
L’impianto fotovoltaico consente, come l’impianto eolico e l’impianto idrogeneratore, di rendere una imbarcazione da diporto autonoma dal punto di vista energetico.
Tale tecnologia permette di produrre energia elettrica, pulita e del tutto rinnovabile, sfruttando i raggi del sole: grazie all’esposizione al sole di un apposito pannello fotovoltaico, è possibile ricavare energia elettrica da immagazzinare nelle batterie dell’imbarcazione.
L’impianto fotovoltaico è composto da tre elementi: il pannello fotovoltaico; i cavi di collegamento dell’impianto; un regolatore di carica (collegato alle batterie da ricaricare).
I pannelli fotovoltaici possono essere di tipo monocristallino, policristallino oppure amorfo.
La tecnologia policristallina è particolarmente diffusa ed indicata nella nautica da diporto, in quanto è in grado di produrre energia anche in condizioni non ottimali (es. foschia).
Dal punto di vista strutturale vi sono pannelli rigidi (pesanti ed ingombranti, adatti a installazioni fisse), flessibili (leggeri e pensati per installazioni temporanee o mobili, possono essere anche arrotolabili e ripiegabili) e calpestabili (adatti a rivestire in maniera permanente l’intera coperta dell’imbarcazione).
I cavi di collegamento rappresentano una parte molto importante di tutto l’impianto: devono essere di sezione generosa, rapportata anche alla lunghezza dei cavi e alla potenza del pannello, nonché di materiale adeguato (solitamente si utilizzano cavi antifiamma con guaina esterna in neoprene, che non temono l’acqua e l’umidità).
È importante ridurre al minimo qualsiasi dispersione di energia al fine di evitare perdite di rendimento dell’intero impianto.
Inoltre, tutte le connessioni devono essere protette da fusibili per prevenire il rischio di incendi.
Il regolatore di carica, vero “cuore pulsante” di tutto l’impianto fotovoltaico, è il componente principale e più importante, che influenza il rendimento complessivo di tutto il sistema.
È collegato al pannello fotovoltaico e alle batterie di bordo da ricaricare, occupandosi di programmare e gestire la ricarica stessa.
Deve essere di altissima qualità affinché l’impianto sia sicuro ed efficiente.
Esistono due diverse tecnologie per i regolatori di carica: PWM e MPPT.
I regolatori PWM sono idonei all’utilizzo per piccoli impianti, solitamente dedicati ad una semplice funzione di “mantenimento” in carica delle batterie (per compensare la naturale e fisiologica “auto-scarica” delle batterie stesse).
I regolatori MPPT, invece, sono più efficienti e programmabili, ottimi sotto tutti i punti di vista e con maggior rendimento, ma hanno costi decisamente più elevati.
Il regolatore dovrà essere dimensionato alla potenza di tutto l’impianto.
Bisogna considerare che la produzione di energia elettrica ad opera dell’impianto fotovoltaico non è costante: più i raggi del sole sono perpendicolari al pannello fotovoltaico, maggiore sarà il rendimento energetico.
Pertanto, in momenti particolari della giornata – alba e tramonto – così come durante tutta la stagione invernale – per via dell’inclinazione dell’asse terrestre rispetto al sole – la produzione di energia non sarà ottimale.
Altro elemento da tenere in considerazione è la latitudine della zona in cui si naviga: più ci si avvicina ai poli allontanandosi dall’equatore, minore sarà il rendimento dell’impianto.
Scegliendo componentistiche di alta qualità si può ottenere un impianto in grado di produrre un buon quantitativo di energia in qualsiasi condizione ed in qualsiasi periodo dell’anno.
I VANTAGGI
Tra i vantaggi vi è sicuramente la semplicità di progettazione ed installazione, dovuta anche alla capillare diffusione di questa tecnologia: è possibile acquistare un impianto, già predisposto, con componentistiche di qualità e pronto da montare.
Sul mercato vi sono, infatti, moltissime soluzioni adattabili e altamente personalizzabili in grado di soddisfare qualsiasi esigenza.
Altro vantaggio è la ricarica continua: l’impianto fotovoltaico è adatto a tenere sempre cariche le batterie anche in caso l’imbarcazione non venga utilizzata frequentemente o per lunghi periodi.
Infine, il costo risulta abbastanza basso anche scegliendo componenti di qualità.
L’importante è, per una questione di sicurezza, non risparmiare sui cavi e sul regolatore di carica: questo vi permetterà di poter successivamente apportare migliorie all’impianto – ad esempio aumentando la potenza del pannello fotovoltaico – senza dover stravolgere o riprogettare tutto l’impianto.
GLI SVANTAGGI
Lo svantaggio principale è rappresentato dal fatto che la produzione di energia risulta concentrata nelle ore centrali della giornata: la ricarica delle batterie risulta, dunque, relativamente lenta, soprattutto se il pannello non è molto grande (più il pannello è grande, maggiore è la ricarica).
Un altro svantaggio è che, in assenza di sole, l’impianto non è in grado di produrre energia elettrica.
Per tale motivo, al fine di essere indipendenti dal punto di vista energetico, bisogna dimensionare bene l’impianto fotovoltaico – eventualmente affiancandogli un impianto idrogeneratore oppure un impianto eolico – nonché la capacità delle batterie da ricaricare in base alle proprie esigenze, onde evitare di rimanere “al buio” anche nel caso dovessero esserci diversi giorni in cui l’impianto non potrà ricaricare le batterie.
Infine, bisogna considerare che il pannello fotovoltaico necessita di una ampia superficie, completamente libera, dove poggiarsi: anche una piccolissima ombra può, infatti, incidere notevolmente in negativo sulla produzione di energia.
