L’invenzione dei pannelli solari portatili ha rivoluzionato il settore dell’energia solare, offrendo agli amanti delle avventure in mezzo alla natura e a coloro che viaggiano zaino in spalla una fonte di energia mobile, green e sostenibile per alimentare tutti i dispositivi di cui hanno bisogno.

Tuttavia, proprio come per gli impianti fotovoltaici a tetto, anche per la progettazione di un impianto fotovoltaico con pannelli solari portatili è necessario considerare vari fattori, come ad esempio i fabbisogni in termini di energia elettrica. Preoccupati? Non ce n’è bisogno! In questo articolo vi spiegheremo come progettare un impianto solare portatile in pochi semplici passaggi. Bando alle chiacchiere e cominciamo.

Come progettare un impianto fotovoltaico con pannelli solari portatili

Calcolo del fabbisogno energetico

Indipendentemente dal tipo di impianto che state progettando, fotovoltaico fisso a tetto o con pannelli solari portatili, è necessario che sappiate di quanta energia avete bisogno. Perché?

Progettare un impianto senza considerare il consumo elettrico potrebbe portarvi a sovradimensionare o sottodimensionare l’impianto fotovoltaico.

Nel caso di sovradimensionamento dell’impianto, investireste denaro per acquistare un impianto che produce più energia del necessario (spendendo quindi più soldi per niente). Diversamente dagli impianti fotovoltaici fissi, nel caso di quelli portatili non ci sono vantaggi per l’energia prodotta e non utilizzata (non c’è possibilità di scambio sul posto e di “vendita” dell’energia prodotta al gestore come avviene per gli impianti fotovoltaici fissi), il che significa che ogni watt prodotto e non utilizzato va semplicemente sprecato. D’altro canto, nel caso di sottodimensionamento dell’impianto solare, vi ritrovereste con un impianto che non produce abbastanza energia da soddisfare il vostro fabbisogno elettrico.

Alla luce di tutto ciò, è facile capire quanto sia importante stabilire il fabbisogno elettrico prima di progettare un impianto fotovoltaico con pannelli solari portatili. Poiché nella maggioranza dei casi chi usa pannelli solari portatili lo fa dove non arriva la corrente elettrica, o su veicoli ricreazionali come camper e caravan, non è possibile affidarsi al consumo indicato in bolletta per calcolare l’energia elettrica necessaria come si fa nel caso di impianti fotovoltaici fissi.

Sarà quindi necessario fare il calcolo creando una lista di tutti i dispositivi elettrici ed elettronici che si desidera alimentare con l’impianto solare portatile, compresi ventilatori, forni elettrici, luci, smartphone, ecc.. Poi bisognerà aggiungere alla lista la potenza elettrica (wattaggio) di tutti i dispositivi. Se non è specificata sul dispositivo, potete stimare la potenza elettrica moltiplicando voltaggio e corrente di ingresso. Questo vi consentirà di farvi un’idea abbastanza precisa delle dimensioni che dovrà avere l’impianto portatile di cui avete bisogno.

Scelta dei pannelli solari

Ci sono alcuni elementi da tenere in considerazione nella scelta dei pannelli solari portatili. Il primo e più importante è il wattaggio dei pannelli. I pannelli solari portatili, come quelli fissi, sono disponibili con wattaggio differente, ad esempio 120W, 200W e 350W. Potete stabilire quale sia la capacità dei pannelli solari più adatta considerando il vostro fabbisogno energetico netto.

Per capire meglio, supponiamo che il vostro fabbisogno energetico netto sia di 180W. Per soddisfarlo potreste optare per un solo pannello da 200W. I 20W in più compenseranno le perdite di efficienza e altre variabili impreviste che possono influire sulla quantità di luce solare ricevuta. Dovete inoltre considerare la quantità di luce solare che riceverete e l’efficienza dei pannelli.

Più luce solare avete e maggiore è l’efficienza dei pannelli, minore è il sovradimensionamento che dovete considerare per compensare le perdite. In parole povere, se l’efficienza dei vostri pannelli è bassa e avete poche ore di sole, farete meglio a valutare un impianto più potente dei 200W, diciamo 240W (due pannelli fotovoltaici da 120W) per soddisfare il vostro fabbisogno di 180 W. Il wattaggio in più servirà a compensare le perdite extra.

Ecco perché è meglio scegliere pannelli ad alta efficienza quando si progetta un impianto con pannelli solari portatili. Alcune società come  Bluetti offrono pannelli solari con un’efficienza del 23,4%, decisamente un ottimo venditore da cui acquistare pannelli solari.

È anche importante tenere a mente che vivere off-grid, cioè non allacciati alla rete elettrica, può essere a volte difficoltoso, quindi è meglio optare per pannelli solari durevoli e robusti. Accertatevi che i pannelli solari che scegliete abbiano un qualche tipo di rivestimento anti-graffio per proteggere lo strato superficiale in vetro, e che siano anche certificati come resistenti all’acqua o agli schizzi (i pannelli Bluetti hanno entrambe le caratteristiche).

Pannelli con tutti i requisiti specificati sopra vi garantiranno un impianto duraturo e affidabile, in grado di fornirvi tutta l’energia elettrica di cui avete bisogno.

Capacità della batteria

Le batterie sono fondamentali per gli impianti fotovoltaici con pannelli solari portatili perché i pannelli solari non sono in grado di produrre energia dopo il tramonto. Con una batteria, potete accumulare l’energia prodotta dal vostro impianto e non utilizzata per alimentare i vostri dispositivi elettrici ed elettronici durante la notte o quando è nuvoloso.

Per stabilire la corretta capacità della batteria per il vostro impianto è prima necessario capire quanta energia deve essere accumulata nella batteria. Continuando l’esempio sopra, ipotizzando un pannello solare da 200W a 12V e 5 ore di massima esposizione solare nel luogo in cui starete, il vostro impianto fotovoltaico genererà 1000Wh (wattora) o 1 kWh al giorno.

Dividendo l’energia per il voltaggio del pannello si ottiene la corrente:

In buona sostanza, avete bisogno di una batteria da 83.3Ah. Poiché tutte le batterie hanno perdite e non sono mai efficienti al 100% (e possono scaricarsi completamente) è consigliabile considerare un lieve sovradimensionamento. Alla luce di questo, per tornare all’esempio, sarebbe opportuna una batteria da 100Ah.

Nel caso di impianti con pannelli solari portatili è consigliabile inoltre scegliere una batteria a scarica profonda (deep cycle). Le batterie progettate per scariche più profonde garantiscono un’erogazione maggiore di energia. Questo tipo di batterie, inoltre, consente la ricarica rapida e garantisce cicli di carica e scarica superiori alle normali batterie.

Scelta del regolatore di carica

L’unico scopo del regolatore di carica della batteria è di regolare il flusso di elettricità dai pannelli solari portatili alla batteria. Il suo compito è quello di mantenere il voltaggio e la corrente dell’impianto fotovoltaico adatti alla batteria in modo da evitarne la sovraccarica o la scarica eccessiva. In questo modo, i regolatori di carica impediscono l’eccessivo degrado della batteria e contribuiscono ad allungarne il ciclo di vita.

Per calcolare la dimensione del regolatore di carica nel vostro impianto dovete semplicemente dividere la potenza netta prodotta dal vostro impianto fotovoltaico portatile per il voltaggio della vostra batteria. Il risultato così ottenuto vi fornirà la potenza in termini di corrente del regolatore di carica adatto al vostro impianto. Moltiplicate quindi il valore ottenuto per un fattore di sicurezza in modo da includere le fluttuazioni dell’energia erogata dei vostri pannelli. Assicuratevi sempre che il voltaggio del vostro regolatore sia adatto a quello della vostra batteria.

Se utilizzate batterie agli ioni di litio (LiFePO4) nel vostro impianto, il che è assolutamente consigliato, ci sono fondamentalmente due tipi di regolatore di carica che potete considerare e sono il regolatore PWM (Pulse-Width Modulation) e il MPPT (Maximum Power Point Tracking). I regolatori MPPT sono generalmente più costosi dei regolatori PWM poiché, a differenza dei PWM, regolano anche il voltaggio in uscita dai pannelli, e sono quindi più efficienti.

La minore efficienza dei regolatori PWM li rende una scelta poco adatta agli impianti solari di grandi dimensioni, ma possono essere un’opzione possibile per gli impianti portatili di piccole dimensioni. Al di là di tutto, i regolatori MPPT restano la scelta migliore in entrambi i casi.

Scelta dell’inverter – Conversione della corrente

E’ risaputo che gli inverters sono un componente essenziale di tutti gli impianti fotovoltaici, siano essi portatili o fissi. Molti però non sanno perché gli inverter sono così importanti. In poche parole, gli inverter sono necessari per convertire la corrente continua prodotta dai pannelli solari portatili in corrente alternata. La maggior parte degli apparecchi e dei dispositivi elettronici sono stati progettati per funzionare con corrente alternata perché è la normale corrente erogata dalla rete elettrica.

Di conseguenza, questi apparecchi non sono in grado di funzionare con la corrente continua generata dai pannelli e subirebbero immediatamente dei danni qualora alimentati direttamente. Per convertire la corrente continua in corrente alternata, quindi, c’è bisogno degli inverter. 

La capacità dell’inverter non deve essere mai inferiore al wattaggio totale di tutti gli apparecchi che devono essere alimentati dall’impianto solare. Il voltaggio nominale dell’inverter e della batteria deve inoltre essere lo stesso.

L’inverter di un impianto solare portatile autonomo deve avere una capacità sufficiente a gestire il wattaggio combinato di tutta l’elettronica che si utilizzerà in qualsiasi momento. Si dovrà inoltre aggiungere un certo margine di sicurezza per gli eventuali picchi imprevisti, cosa comune con apparecchi come pompe e ventilatori; l’inverter dovrà avere quindi una capacità dal 25 al 30% superiore al wattaggio netto di tutti i dispositivi che potrai utilizzare in qualsiasi momento.

Generalmente si consiglia di utilizzare inverter ad onda sinusoidale pura per la loro maggiore efficienza (efficienza che varia dal 90 al 95%).

I pannelli solari portatili sono davvero vantaggiosi?

Ora che sapete progettare un impianto solare portatile, resta solo da capire se vale la pena davvero investire nei pannelli solari portatili. Ecco alcuni motivi per cui i pannelli solari portatili rappresentano un ottimo investimento:

Pochissima manutenzione

Un impianto fotovoltaico con pannelli solari portatili non ha componenti che si muovono, il che significa non dovere lubrificare o sostituire componenti come ad esempio i cuscinetti. Una bella lavata con acqua e una pulizia profonda ogni due o tre mesi è tutto ciò che bisogna fare in termini di manutenzione. A confronto con i classici generatori a combustibile, gli impianti con pannelli solari portatili possono farvi risparmiare una notevole quantità di denaro, tempo e fatica nel lungo periodo.

Possono essere riposti facilmente

I pannelli solari portatili come quelli di Bluetti hanno un design pratico che consente di ripiegarli facilmente su sé stessi così da poterli riporre in poco spazio. Caratteristica che i generatori di certo non hanno. E se per risparmiare spazio optate per un generatore compatto, allora dovrete fare i conti con una minore potenza energetica.

Possono produrre energia praticamente ovunque

L’unica cosa di cui i pannelli solari hanno bisogno per produrre energia è la luce del sole, una risorsa sostenibile e disponibile praticamente in qualunque parte del mondo. Ciò significa potere produrre energia con i pannelli solari quasi ovunque. Con i generatori, invece, il limite è posto dalla disponibilità di carburante, che non è sempre disponibile dove ne abbiamo bisogno o non in grandi quantità, specialmente nei luoghi più sperduti.

Domande ricorrenti (FAQ)

Cosa serve per un impianto fotovoltaico con pannelli solari portatili?

Sono necessari quattro componenti principali e cioè:

• Pannelli solari portatili
• Una batteria
• Inverter
• Regolatore di carica

I pannelli solari portatili hanno bisogno della messa a terra?

Sì, come qualsiasi dispositivo elettrico anche i pannelli solari portatili devono essere messi a terra. La messa a terra fa sì che le cariche elettriche vaganti nel corpo del dispositivo vadano immediatamente disperse a terra, evitando che le stesse possano dare la scossa a chi ne viene accidentalmente a contatto.

I pannelli solari necessitano di una batteria?

Non è indispensabile, ma sicuramente avere una batteria nell’impianto solare portatile è consigliabile. I pannelli solari non possono produrre energia di notte, quindi avere una batteria permette di accumulare l’energia prodotta di giorno per poterla poi usare di notte quando i pannelli solari non ne producono.

Un pannello solare da 100 watt è sufficiente per un camper?

Se il luogo in cui si campeggia ha una buona esposizione solare (molte ore di sole continuative durante il giorno e assenza di nuvole) un pannello solare da 100 watt può produrre una considerevole quantità di energia elettrica che potrebbe essere sufficiente a fare andare i dispositivi su un veicolo ricreazionale. Nei giorni nuvolosi, però, l’energia prodotta da un pannello solare da 100 watt non è sufficiente ad alimentare un camper.

Considerazioni finali

I pannelli solari portatili sono una scelta validissima per alimentare un veicolo ricreazionale (camper o caravan) o una baita in un luogo remoto, senza alcun accesso alla rete elettrica. Uno dei più grandi vantaggi degli impianti fotovoltaici con pannelli solari portatili è la poca manutenzione richiesta e la loro “naturale” capacità di fornire energia elettrica praticamente ovunque. Sono vantaggi che altre fonti di energia portatili, come i generatori, semplicemente non hanno. Per essere certi di sfruttare tutti i vantaggi di un impianto fotovoltaico portatile e non avere problemi nel lungo periodo, è necessario acquistare pannelli affidabili e di qualità, da aziende serie e commercialmente valide, come Bluetti.

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