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Come ricaricare le batterie a bordo? L’arma segreta è il regolatore di carica, parola del superesperto

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Roof-with-solar-panels-while-sailingI pannelli fotovoltaici utilizzati nelle applicazioni nautiche erogano energia elettrica ad una tensione che, a seconda del tipo di pannello e al numero di celle che lo costituiscono, può variare tra i 5 e i 30 Volt, o anche più.
Per caricare velocemente ed efficacemente le batterie dei servizi senza correre il rischio di danneggiarle, la corrente e la tensione applicate devono essere variate in funzione dello stato di carica, e comunque la tensione non dovrebbe mai superare i 14,7 Volt per gli impianti a 12 Volt, e 29,4 Volt per gli impianti a 24 Volt. Il compito di regolare tensione e corrente del pannello su valori compatibili con la ricarica veloce e sicura del banco batterie è affidata al regolatore di carica.
E’ facilmente intuibile che questo sia dunque un componente fondamentale del nostro sistema fotovoltaico e che debba essere scelto accuratamente in funzione del pannello a cui viene abbinato. Scegliere un regolatore di carica inappropriato, nel migliore dei casi vi porterà alla perdita di una buona parte della preziosa (e costosa) energia prodotta dal pannello. In altri casi di manifesta incompatibilità, invece, il vostro impianto non funzionerà affatto. Ecco le tre tipologie di regolatori di carica che si trovano in commercio:

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PWM (Pulse Width Modulation).
Questo è il tipo più semplice e meno costoso. I circuiti elettronici di cui è dotato possono solo abbassare la tensione del pannello per riportarla ad un valore adatto alla carica della batteria. Pertanto possono essere utilizzati esclusivamente con pannelli che hanno una tensione superiore a 15 Volt (negli impianti a 12 Volt), e superiore ai 30 Volt (negli impianti a 24 Volt).

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MPPT (Maximum Power Point Tracking)
.
Detti anche “Tracer”. Questi regolatori hanno dei circuiti più sofisticati, e per questo motivo più costosi, che oltre ad abbassare la tensione come avviene nei PWM, sono anche in grado di aumentare la corrente inviata alle batterie in modo da mantenere inalterata la potenza totale generata dal pannello. Se vi ricordate, nella prima puntata di questa serie di articoli avevamo visto che la potenza (Watt) era data dalla tensione (Volt) moltiplicata per la corrente (Ampere) e cioè W = V x A. Ora facciamo un esempio: un pannello da 100 Watt a 20 Volt, in pieno sole eroga una corrente di 5 Ampere (100 Watt = 20 Volt x 5 Ampere). Se questo pannello viene abbinato ad un regolatore PWM, la corrente che fluisce in batteria sarà sempre al massimo di 5 Ampere, perché questo tipo di regolatore, come detto, si limita ad abbassare la tensione da 20 Volt a 14 Volt circa. In batteria andranno quindi soltanto 70 Watt dei 100 erogati dal pannello (14 Volt x 5 Ampere = 70 Watt), con una perdita del 30% di potenza!. Se invece lo stesso pannello viene abbinato ad un regolatore MPPT, i 5 Ampere erogati dal pannello vengono portati a circa 7, conservando in questo modo la potenza totale (100 Watt = 14 Volt x 7 Ampere). Da questo esempio si capisce chiaramente che, se il pannello ha una tensione sensibilmente maggiore di quella della batteria, l’utilizzo di un regolatore PWM è sempre possibile, ma un regolatore MPPT potrà evitare di sprecare una parte consistente dell’energia fornita dal pannello.

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Step-Up
Detti anche “Booster”. Questi sono regolatori un po’ particolari, che devono essere utilizzati esclusivamente nei casi in cui la tensione del pannello è inferiore a quella necessaria per la ricarica delle batterie (esempio: utilizzo di un pannello a 10 Volt in un impianto a 12 Volt, oppure utilizzo di un pannello a 18 Volt in un impianto a 24 Volt). La tecnologia impiegata in questi regolatori di carica consente infatti di elevare la tensione del pannello portandola al valore adatto alla ricarica. Generalmente questo tipo di regolatori non funziona con pannelli a tensione maggiore di quella delle batterie, ma questo va attentamente verificato leggendo le specifiche tecniche.

cv-robertoCHI E’ ROBERTO MINOIA
Roberto Minoia nella vita si occupa di progettazione di software, ma appena può si dedica alla navigazione in Tirreno a bordo del suo Dehler 41 CR. La sua passione per la vela e la tecnologia, unita alla propensione per la divulgazione ha portato, nel 2008, alla nascita del Blog Della Vela (www.blogdellavela.it) dove, compatibilmente con il suo tempo libero, scrive articoli tecnici, recensisce prodotti per la nautica che lui stesso utilizza e pubblica i diari delle sue navigazioni.

 

 

3 Comments

  1. Paolo ha detto:

    Salve,

    vorrei porre una domanda in merito al regolatore di carica PWM, l’uscita DC load per cosa potrebbe esser utilizzata? Posso collegare una batteria di piccolo amperaggio da ricaricare? Fornisce della corrente direttamente dal pannello?
    Grazie!!!
    Paolo

  2. roberto ha detto:

    vorrei porre una domanda a cosa serve l uscita dc load del regolatore?per un utenza o per far disperdere se carica troppa corrente grazie

  3. silvano ha detto:

    salve , è possibile collegare un pannello da 24v. 270w. a una batteria da 12 v. 200A.?

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