ENERGIE RINNOVABILI NOMADICHE TV color assorbe 30W e pensiamo di ... cioè serva soltanto a...
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ENERGIE RINNOVABILI NOMADICHE
realizzato da:
Jacopo Fiorucci, Marco Pettinari
Prima di tutto: motivazione
Perché le energie rinnovabili?
Perché risparmiare energia?
Perché la salvaguardia dell’ambiente?
La risposta:
www.youtube.com/watch?v=K85xunnJJgw
IntroduzioneIl concetto di energia rinnovabile di solito si applica ad installazioni fisse,
come ad esempio pannelli solari nelle abitazioni, o impianti eolici che
vediamo nei nostri paesaggi. Molto più difficile è riuscire ad ottenere energia
rinnovabile in movimento in qualunque situazione e luogo. La sfida del futuro
sarà proprio questa date le esigenze sempre maggiori di mobilità di chiunque
nel mondo. A tal proposito proponiamo vari sistemi che permettono di
ottenere energia svincolati da postazioni fisse. Pensando all’utilizzo su mezzi
di trasporto quali camper e roulotte, una prima idea consiste nell’equipaggia-
mento con impianti pico-hydro, micro-eolico e pannelli solari flessibili. In
questo modo abbiamo a disposizione un mezzo che si adatta con facilità ad
ogni possibile condizione, privilegiando una fonte di energia o l’altra a
seconda della disponibilità. Più nel dettaglio pensando ai dispositivi
elettronici di cui un viaggiatore normalmente dispone, abbiamo pensato a
cellulari o notebook dotati di pannelli solari.
IMPIANTO SOLARE PER CAMPER
L'aiuto del Sole per chi viaggia in camper è diventato oggi irrinunciabile.Con un buon impianto a energia solare è infatti possibile sostare ovunque, senza temere di restare a corto di energia elettrica, con notevoli vantaggi in termini di libertà, di economia di esercizio, e di pulizia dell'ambiente. E' naturalmente importante fare le cose bene, e quindi scegliere tutti i componenti dell'impianto secondo le effettive esigenze.
Esempio di impianto
Componenti
Dimensionamento
Che potenza dobbiamo scegliere per i pannelli fotovoltaici?Per poter dimensionare in modo corretto il ns. impianto, dovremo per prima cosa fare l'elenco delle apparecchiature che vogliamo alimentate a camper fermo: luci, TV, frigo, ecc..Distinguiamo quelle che possono essere alimentate a 12V in corrente continua da quelle che vanno alimentate a 220V in corrente alternata.
Se alcune apparecchiature hanno entrambe le possibilità, scegliamo di alimentarle in corrente continua (la corrente in uscita dalla batteria del camper).
Dimensionamento
Dovremo ora individuare le potenze giornaliere assorbite da ciascuna apparecchiatura. Pertanto andremo a leggere la potenza in watt (W) stampigliata sulla targhetta che di solito si trova sul retro di ogni apparecchio. Moltiplichiamo questa potenza per il numero di ore al giorno che prevediamo di usare, otterremo i Wattora assorbiti da quell'apparecchio in un giorno, e quindi la potenza che gli dovremo fornire.
Esempio 1
Un TV color assorbe 30W e pensiamo di tenerlo acceso per 4 ore al giorno: a quell'apparecchio dovremo fornire 30*4=120 Wh al giorno.Sommiamo quindi le varie potenze in wattora al giorno di luci, TV, ecc… e otterremo la potenza totale assorbita dai nostri apparecchi.Attenzione: per il frigorifero non va moltiplicata la potenza assorbita per il numero di ore di accensione, in quanto il compressore non funziona continuamente: il dato di potenza assorbita giornaliera (wattora al giorno) è di solito presente nel manuale d'istruzioni o nella scheda tecnica fornita dal produttore.
Esempio 2
Supponiamo ora che il ns. calcolo ci indichi che abbiamo
bisogno in totale di 300 Wh al giorno. Se desideriamo
che il Sole fornisca tutta l'energia necessaria dovremo
installare:
- 1 pannello da 80W, se usiamo il camper solo d'estate
(in quanto un pannello da 80W in estate genera circa
300-350 Wh al giorno)
- 2 pannelli da 80W, se usiamo il camper anche d'inverno (in quanto d'inverno un
pannello da 80W genera circa 150-200 Wh al giorno) .
Naturalmente queste valutazioni tengono conto che ci sia bel tempo: per cautelarci
dai giorni nuvolosi, sarà meglio fare una scelta prudenziale, maggiorando la
potenza dei pannelli, in modo da immagazzinare quando c'è il sole più energia
nella batteria. Se invece ci accontentiamo che l'energia solare sia solo di supporto,
cioè serva soltanto a mantenere carica la batteria di servizio durante brevi soste,
potremo naturalmente scegliere per il pannello potenze minori.
Batteria Che batteria mi occorre?Le batterie sono classificate in Ampere/ora: riprendendo l'esempio precedente, in cui abbiamo calcolato un assorbimento di 300 Wattora al giorno, la batteria ci dovrà assicurare 300W/12V=24 Ampere/ora al giorno. Pertanto in questo caso ci regoleremo in funzione della durata delle soste che prevediamo nel ns. viaggio. Se scegliamo una batteria da 100Ah, quando è completamente carica questa batteria ci assicurerà autonomia per circa 3/4 gg. Per quanto riguarda il tipo di batteria, possiamo dire che in linea teorica qualsiasi batteria a 12V può andar bene: è tuttavia da tener presente che le classiche batterie per uso automobilistico hanno una vita media di 2-3 anni e non sono progettate per cicli di carica e scarica profonda, per cui la loro durata sarà limitata. E' pertanto opportuno scegliere una batteria ermetica, al piombo/gel o piombo/calcio, progettata appositamente per funzionare con pannelli solari, senza necessità di manutenzione. Queste batterie durano fino a 8/10 anni, si ripagano del maggior costo, e garantiscono massima affidabilità di servizio.
Regolatore
Il regolatore di carica
Il pannello solare, come si può vedere dallo schema sopra illustrato, in realtà
non andrà ad alimentare direttamente i nostri apparecchi, ma il suo flusso di
corrente dovrà essere controllato dal "regolatore di carica". Questo
fondamentale apparecchio innanzitutto assicura una corrente costante ai
carichi, prelevandola dai pannelli e/o dalla batteria, e inoltre si occupa di
interrompere la carica quando la batteria è al 100%, e di disconnettere i
carichi quando la batteria è scarica. In questo modo eviterà stati di
sovraccarica e di scarica eccessiva alla batteria, mantenendola in buona
salute. La scelta del regolatore va fatta sulla corrente massima assorbita dai
nostri carichi.
Parallelatore e Display
Il Parallelatore e il Display
Si tratta di due apparecchi molto utili, anche se non strettamente
indispensabili: il parallelatore è infatti in grado di deviare sulla batteria
motore la corrente che giunge dai panelli solari e che verrebbe inutilizzata,
quando la batteria di servizio è carica, e quindi va a mantenere in carica la
batteria motore.
Il display è in grado di visualizzare lo stato di carica della batteria di servizio.
Inverter
L'inverter
E' l'apparecchio che converte i 12V c.c. della batteria nei classici 220 V c.a.: ci
servirà pertanto ad alimentare gli apparecchi che non hanno possibilità di
alimentazione in corrente continua, quali TV color senza alimentazione a 12V,
videoregistratori, fax, ecc.
Va acquistato se esiste almeno un apparecchio da alimentare a 220V, e va
dimensionato di potenza superiore alla somma delle potenze in corrente
alternata dei singoli apparecchi, per tener conto della corrente di spunto
all'accensione.
MontaggioIl montaggio
Il montaggio meccanico ed elettrico va effettuato preferibilmente da
personale specializzato. Per chi si diletta nel "fai-da-te" e si sente in
grado di effettuare tutto da solo è possibile acquistare supporti di fissaggio e
cavi, e quindi procedere al montaggio del/i pannello/i sul tetto del camper ed
ai collegamenti elettrici. Riassumiamo i componenti necessari per un
impianto solare per camper:
- 1 o 2 pannelli fotovoltaici
- 1 regolatore di carica della batteria
- 1 o 2 batterie ermetiche senza manutenzione
- parallelatore e display
- inverter
- supporti di fissaggio pannelli, cavi e guaine
PICO HYDRO TRASPORTABILE
E’ noto che l’energia idraulica si trova in una posizione privilegiata rispetto
alle altre fonti rinnovabili quali vento, sole, biomasse, perché presenta alcuni
vantaggi fondamentali, quali un costo d’impianto generalmente più basso a
parità di potenza prodotta, una superiore affidabilità, una produzione
energetica più intensa e regolare nel tempo.
Impianti pico-idroelettrici trasportabili si possono utilizzare qualora
s’incontrino piccoli corsi d’acqua con sufficiente portata. Gli impianti di
piccola taglia sono quasi sempre ad acqua fluente, cioè la produzione di
energia è funzione della disponibilità effettiva dell’acqua e non di quella che
potrebbe derivare dall’eventuale regolazione e accumulo in un invaso:
questo semplifica l’installazione che non richiede opere accessorie.
Classificazione UNIDO
Secondo la classificazione introdotta dalla UNIDO Organizzazione delle
Nazioni Unite per lo Sviluppo Industriale (Penche, 1998) gli impianti idro-
elettrici si suddividono, in base al valore della potenza nominale prodotta, in:
• Pico impianti P < 5 kW
• Micro impianti P < 100 kW
• Mini impianti 100 < P < 1000 kW
• Piccoli impianti 1000 < P < 10000 kW
• Grandi impianti P > 10000 kW
Classificazione presa-accumulo
Un altro tipo di classificazione è basato sulla modalità di presa e accumulo
delle acque:
• impianti ad acqua fluente, essi non sono in grado di regolare la portata
derivabile durante l’anno; il loro funzionamento è quindi funzione del regime
idrologico del corso d’acqua;
• impianti a bacino, sono in grado di regolare la portata derivata grazie
all’utilizzo di un serbatoio; la regolazione può essere giornaliera, settimanale
o mensile e la sua entità è connessa alla capacità di accumulo del serbatoio;
• impianti inseriti in un canale o in una condotta per l’approvvigionamento
idrico, questo tipo di impianti sono anche detti impianti multi-funzione in
quanto la produzione idroelettrica avviene contemporaneamente ad un’altra
funzione. E’ il caso degli impianti idroelettrici inseriti in canali irrigui o in
sistemi d’approvvigionamento potabile.
Pico hydro ad immersione
Ci sono migliaia di luoghi in cui le persone hanno una sorgente di acqua che
cade o scorre, ma non hanno energia elettrica. Per queste comunità rurali,
pico hydro è il più basso costo della tecnologia per la generazione di energia
elettrica: l’illuminazione da questa fonte è la più conveniente. Possono inoltre
essere trasportati a bordo di camper, barche..ecc.
IMPIANTI AD ACQUA FLUENTE (AD IMMERSIONE)
Pico hydro ad immersione
“Picolo200” turbina 200W “Picolo500” turbina 500W
• Portata (L/sec) 35 70
• Immersione (m) 0.5-1.5 0.5-1.5
• Capacità (W) 200 500
• Output (VAC) 220 (50-60Hz) 220 (50-60Hz)
Pico hydro a condotta
"La luce dall'acqua"
Impianto generatore di energia elettrica 220V per mezzo di una mini
turbina ad acqua
COMPOSIZIONE IMPIANTO
• MINITURBINA DAFNE HYDRO 624/1524
• REGOLATORE RH 624/1524
• INVERTER INV 624/1N1524
• ACCUMULATORI 2 da 12V 100/150AH
• CAVI DI CONNESSIONE
Dafne Hydro 624/1524
GENERATORE IDROELETTRICO MODELLO DAFNE HYDRO 624/1524
POTENZA: 624-> 600/2000W 1524-> 1500/3500 W
PRESSIONE NECESSARIA: min 2 max 7,5 Atm
CONSUMO D'ACQUA: min 1 max 2 lt/sec
AUTONOMIA: 624-> 500W min 5 ore 1524-> 1000 W min 4 ore
CHE COS'È HYDRO 624/1524
• E' un generatore idroelettrico di energia elettrica a 220V che utilizza come sorgente di energia il salto d'acqua di una piccola sorgente o di piccoli acquedotti privati; può alimentare tutte le normali utenze di casa esclusi lavatrice o lavastoviglie;
• è ideale per chi necessiti di energia elettrica in luoghi lontani dalle reti di distribuzione nazionali;
• può alimentare uno chalet, una casa isolata, un camper in sosta;
Dafne Hydro 624/1524• può essere altresì utilizzato in abbinamento ad un impianto fotovoltaico;
• è esente da tasse;
• non richiede manutenzione salvo la verifica semestrale delle batterie;
• è costruito nel rispetto delle normative di sicurezza CEE;
• la sua vita media è di oltre 15 anni (eccetto batterie).
COME FUNZIONA
Il microimpianto idroelettrico sfrutta un salto d'acqua trasformando l'energia
meccanica in energia elettrica. Viene così generata una tensione a 24 V
(28,8V) in corrente continua la quale carica delle batterie e alimenta un
inverter. Detto inverter provvede a convertire l'energia elettrica in cc in ca a
220 V/50 Hz. L'inverter dispone al suo interno di un dispositivo di controllo di
presenza del carico che provvede a spegnerlo automaticamente quando non
viene richiesta energia.
Dafne Hydro 624/1524
Attenzione: questo generatore è dotato di un dispositivo elettronico di nuova
concezione che provvede ad adeguare la potenza in uscita dalla turbina al
salto ed alla quantità di acqua disponibile, controllando la carica delle batterie
sino ad un massimo livello; l'energia in eccesso verrà inviata ad un
riscaldatore o ad un boiler.
PRESTAZIONI
Energia immagazzinata giornaliera:
Salto Portata Wh
(m) (l/sec) (giornalieri)
• 20 (0,95) 1.680
• 25 (1,05) 2.400
• 35 (1,25) 4.320
Dafne Hydro 624/1524
• 45 (1,40) 6.480
• 55 (1,60) 8.080
• 65 (1,70) 11.520
• 75 (1,90) 14.400
Potenza disponibile:
• HYDRO 624: 600 VA (2kVA di spunto)
• HYDRO 1524: 1.500 VA (3,5 kVA di spunto)
APPARECCHI COLLEGABILI
• Impianti di illuminazioni dotato di lampade a basso consumo
• televisori a colori, apparecchi radio o ricetrasmittenti
• frigoriferi da 70 - 120 litri
• apparecchiature elettriche con motore fino a 1/2 HP, pompe, trapani, ecc.
Dafne Turbox 200
"La luce dall'acqua“
Impianto generatore di energia elettrica 220V per mezzo di un micro
generatore idroelettrico
GENERATORE IDROELETTRICO
MODELLO DAFNE TURBOX 200
- POTENZA: 200 VA (max 300 VA)
- PRESSIONE NECESSARIA: min 2 max 5 Atm
- CONSUMO D'ACQUA: min 14 max 25 lt/sec
- AUTONOMIA: 100 W min 5 ore
- DIMENSIONI: 250 x 420 x h 320 mm
- PESO: 26 kg
Dafne Turbox 200
CHE COS'È TURBOX 200
• E' un generatore portatile di energia elettrica a 220V azionato dall'acqua di un normale acquedotto.
• Alimenta lampade (meglio se a basso consumo), radio, televisione, carica batterie per radiotelefoni e cellulari, piccoli utensili.
• Consuma come un irrigatore da giardino (15-25 lt/min).
• E' l'ideale per chalet, case isolate, camper in sosta, piccole stazioni radio.
• Ha un costo contenuto, non richiede né autorizzazioni né tasse.
• E' costruito nel rispetto delle normative di sicurezza CEE.
• Rappresenta un'alternativa ecologica alla soluzione motogeneratore.
• Può essere utilizzato in abbinamento ad un impianto fotovoltaico preesistente.
Dafne Turbox 200
COME FUNZIONA
Il microgeneratore idroelettrico è azionato dalla pressione presente
nell'acquedotto di casa o in una piccola condotta con un diametro di 30-40
mm (1 pollice). L acqua fa ruotare una turbina che mette in movimento un
piccolo generatore elettrico che carica due batterie interne la cui energia
viene trasformata in corrente elettrica a 220V 50Hz dall'inverter incorporato.
PRESTAZIONI
Energia immagazzinata giornaliera: SALTO Portata Wh
(m) (l/min) (giornalieri)
20 (14) 370
30 (18) 670
40 (21) 1.050
50 (23) 1.450
Altri esempi
MINI EOLICO
Le mini pale eoliche sono generatori eolici di piccola taglia detti anche
impianti mini eolici che utilizzano il vento per produrre energia elettrica:
assumono il suffisso mini per differenziarli dagli impianti di grandi dimensioni
che costituiscono le centrali eoliche. Hanno rotori di piccolissime
dimensioni generalmente di diametro inferiore al metro e una grande
semplicità di installazione (ben si prestano al fai da te). Data la loro semplicità
possono essere posizionati in qualunque posto dal terrazzo al balcone di casa
dalla barca al camper. Una loro fondamentale caratteristica è che possono
utilizzare anche venti dotati di velocità estremamente basse dell'ordine dei
due metri al secondo. Per taluni marchi la realizzazione del rotore è effettuata
con plastica riciclata anziché in metallo allo scopo di ridurre peso e costo di
realizzazione.
Considerazioni
I vantaggi dell'installazione di un siffatto impianto sono ben evidenti
e riassumibili in:
- ecologici, assenza di qualunque tipo di emissioni inquinanti;
- economici, possibilità di interfacciare l'impianto alla rete del Gestore ed
usufruire delle tariffe incentivanti per la vendita dell'energia elettrica.
Il costo di una mini pala eolica dipende ovviamente dalla potenza generata,
per la categoria in oggetto va dai 1000 ai 3000 euro a kW di potenza. Con i
decreti attuativi della finanziaria del 2007 è stata confermata per il mini eolico
la tariffa onnicomprensiva di 0,30 di euro per ogni kW di energia elettrica
immessa in rete. La cosa ha destato grandi aspettative nel mercato.
Occorre innanzi tutto monitorare con estrema attenzione il sito per un
adeguato periodo e poi effettuare con appositi software delle proiezioni della
futura produttività dell'impianto . Effettuati e superati tali calcoli si può
Ulteriori vantaggi
passare alla installazione che conviene far curare ad esperti del settore che
garantiranno l'impianto stesso e lo doteranno di tutti i necessari collaudi e
certificazioni e cureranno la pratica nei confronti del GSE per ottenere le
incentivazioni. Un impianto di 3,5 kW del costo di circa 10000 euro consente il
recupero dell'investimento in sei anni circa. Tenuto conto che la vita media
dell'impianto è 25/30 anni e che gli incentivi durano per 15 anni, dopo si
potrà vendere la corrente al miglior offerente. Si capisce che l'installazione
del mini eolico può essere un discreto affare oltre che una scelta responsabile.
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applicazioni professionali che richiedano elevate potenze. É infatti in grado di
erogare ben 670 Ah alla settimana con un vento di soli 20 Km/h. É dotato di
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funzionare in modo continuo ed in piena sicurezza anche con venti di
tempesta arrivando a generare una corrente massima di 30A a 24V cc.
Principali caratteristiche
• Cominciano ad erogare energia con velocità del vento di circa 8 Km/h;
• sono progettati per resistere a venti di fortissima intensità;
• sono tra i più silenziosi generatori eolici esistenti sul mercato;
• la velocità di rotazione è particolarmente bassa;
• sono compatti, leggeri ma molto robusti ed affidabili;
• non hanno né frizione né dissipatore interno;
• tutte le parti in movimento sono costruite con materiali marinizzati e ad elevata resistenza per garantire anni di funzionamento senza interventi di manutenzione;
• l’alternatore incorporato, senza spazzole, è ad alta efficienza ed è supportato da cuscinetti lubrificati a vita per alte prestazioni.
Applicazioni
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• Case isolate di vacanza estiva
• Telemetria, monitoraggio e trasmissione dati
• Stazioni di rilevamento meteorologico
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