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.

 

 

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

  1. 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

    1. l’uscita dc load serve per collegarci un carico. Teoricamente tutti i carichi collegati alla barca dovrebbero passare per quell’uscita; essa eroga 12v costanti ed è in grado di staccare i suddetti carichi quando la batteria scende sotto il valore limite di tensione di danneggiamento. Ad esempio se ci colleghiamo una lampadina, essa rimane accesa fintanto che la batteria non scende sotto 10.8 V, poi si tacca per salvaguardarla. In realtà in barca è abbastanza complesso far passare i carichi esistenti da quell’uscita ( anche per le correnti in gioco) pertanto si lascia scollegata.
      Li puoi attaccarci tutti i carichi 12 Volt che vuoi ma non cambia nulla rispetto ad attaccarli in barca, oltretutto questa uscita ha un limite massimo di corrente erogabile. Non puoi caricarci una batteria perchè l’uscita è 12V, quindi non sufficiente per caricarla “correttamente” (servono 14 V.circa).

  2. 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

      1. Salve.io ho un pannello da 150w collegato ad una pompa da 8A.posso applicare un regolatore di carica che mi dia sempre 8A nelle ore di punta che il pannello ne produce circa 12A

  3. buongiorno, ho comprato proprio questo modello di MPPT T20, ( n. 2 pezzi per 2 circuiti ) l’uscita load anche se con segnalazione off nel pannello, misurata con il tester da un valore di 10 V. , in fase di on da i 13,8 della batteria. tale misurazione è su ambe due i pezzi. E’ normale ??

    vittorio

  4. vorrei sapere se un pannello fotovoltaico sviluppa una tensione di 40v 300w che regolatore di carica cia messo per poi caricare una batteria a 12v

  5. Salve, ho un regolatore per. se mi può aiutare vorrei sapere perché il led della batteria dei servizi è spento. Sulle istruzioni dice che la batteria non è collegata o sovravoltaggio. Quale può essere la causa?
    Grazie

  6. Emanuele Andreani

    Buon giorno, il regolatore di carica è meglio collegarlo allo staccabatterie o direttamente alle batterie? E nel caso è meglio collegarlo ad entrambe o solo a quella servizi?

  7. Salve vorrei chiederle un informazione. Ho un camper con impianto fotovoltaico. Pannello solare monocristallino da 150w e due batterie di servizio cellula collegate in parallelo se non sbaglio da 120 ah cadauna.con parallelatore che carica anche batteria motore e regolatore di carica inovtech 30ah pwm che costui quando sta al sole in lavoro scalda tantissimo quasi da non toccarlo. Io per sicurezza vorrei sostituirlo con un eveper mppt 20ah cosa mi consigliate ..magari un indomani vorrei aggiungere qualche pannello senza esagerare.grazie ..

  8. Francesco Fransè

    Buona sera.
    Mi aiuti per favore.
    Mi chiamo Franco.
    Ho collegato in parallelo 4 pannelli fotov. Policristallini da 200wp, Vop 21,3V, Vmp 17,8V, Imp. 11,24A, Inclinazione 30° sud. (Similparabole).
    Alla morsettiera di parallelo a vuoto ho una tensione di circa 19,5/20V. Ai morsetti del regolatore di carica pwm circa 13,5V all’ingresso fotovoltaico (come mai perdo già 7V circa??????? Lo riconosce come carico???? Anche alla morsettiera del parallelo leggo 13,5V una volta che collego i cavi al regolatore!!!). Al regolatore ho collegato in parallelo 4 batterie powersafe (gialle – penso siano gel?) 12V 92Ah più una da 12V 42 Ah Pb (tradizionale auto) come tampone. Alle batterie ho collegato un inverter onda pura da 3500W -7000Wp (con tutte le protezioni fusibili/interruttori diff. ecc…). Gli utilizzatori sono TV 32″ 60w, due ventilatori a soffitto 150w, luci led 35w, luci neon 240w, frigo 160w, luci esterne led tot. 60w. Quando tutto è in stand-by (oppure staccato appositamente per la ricarica di giorno) quest’ultima è lentissima e la tensione delle batterie non riesce a superare 12,2v-12,4v con 80℅ di carica (mai superato questo valore). Le batterie non sono proprio nuove, ma d’occasione, ed inizialmente davano anche 13,8V a vuoto. Fatta la prova collegando un solo pannello con una batteria riuscivo a caricarla anche a 13,8V. Da quando invece ho realizzato questo impianto da autodidatta (15gg circa) non riesco a caricarle sufficientemente e non supero i 12,2-12,4V. Dove sbaglio? Cosa non tengo in considerazione? Dalle ore 8 alle 10 circa ho una corrente di carica di circa 5Ah poi fino alle 15 oscilla da 8Ah a 14Ah per poi discendere a 4 Ah alle 18, fino al distacco di carica per tensione insufficiente dai pannelli. Ma quello che non capisco è perché dopo aver raggiunto una carica dell’80℅ a tutto spento, il display del regolatore mi comincia a segnalare via via <80℅ <78℅ ecc…come se ci fosse un carico inserito (ma tutto è staccato!!!!).
    P.S. ogni pannello F.V. ha un suo connettore mc4 con diodo aggiunto.
    Spero di essere stato il più completo possibile nell'informazione e spero che Lei possa dedicarmi qualche minuto per aiutarmi a risolvere il problema.
    La ringrazio anticipatamente e porgo cordialità. Francesco 3204650074

  9. Buon sera
    Con un regolatore di carica per fotovoltaico PWM è possibile pilotarlo con una tensione cc al posto di un pannello FV per testarlo ? grazie

  10. Ciao ho un regolatore 12v come in foto collegato a un pannello 20w dal quale arrivano 18v. Se collego il tester all’uscita che andrebbe a caricare la batteria che voltaggio dovrei leggere ?

  11. Salve potrebbe dirmi, secondo il suo parere, se a parità di Watt, è preferibile un pannello dal 12 volt o da 18 volt? Collegati ad un regolatore mppt.

  12. Buongiorno
    ho un problema, dal pannello di 250 watt esce una tensione di circa 28-30 volt, in pieno sole, il regolatore mi dà fuori 12,40 volt alle batterie, che non si caricano
    La mia domanda cosa non funziona?

  13. Salve scusate la domanda. Ho comprato una barchetta a vela sulla quale ho una batteria ( ma a breve ne compro un’altra). Ho comprato un pannello solare in quanto non riesco a rinunciare a cose tipo il frigo ecc.ecc. , però quando vado a vela non posso stare lì ogni volta a spegnere il frigo. La mia domanda è: se metto in moto e non “interrompo” la carica che viene dai pannelli solari succede qualcosa? In pratica la batteria verrebbe caricata contemporaneamente dal pannello e dall’alternatore… si può fare? Grazie per l’aiuto

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