Tutto quello che devi sapere sull’installazione di un sistema fotovoltaico per barche sulle barche

II fotovoltaico per barche rappresenta un’ottima soluzione come fonte di energia supplementare, in grado di offrire energia pulita e autoprodotta per garantire un’autonomia entro specifici periodi di tempo, alimentare i sistemi di bordo senza pesare sulle batterie e ricaricare le stesse quando l’imbarcazione è ferma in porto.

La tecnologia ha fatto passi da gigante e, ad oggi, sul mercato sono disponibili diverse soluzioni per poter dotare un’imbarcazione di pannelli fotovoltaici, capaci di adattarsi alle esigenze di ogni tipo di imbarcazione, che sia a motore o a vela.

In questo articolo cercheremo di offrirti una panoramica dello stato dell’arte del fotovoltaico per barche, senza ovviamente trascurare uno sguardo sugli sviluppi futuri.

Come è fatto un pannello fotovoltaico?

Il primo passo da fare per comprendere al meglio le potenzialità che il fotovoltaico per barche offre al più ampio settore della nautica è quello di capire concretamente come è fatto un pannello.

A livello strutturale, un pannello fotovoltaico rigido standard si compone di:

• Un frame in alluminio
• Un vetro temprato
• Fogli di incapsulanti EVA: si tratta di un foglio in etilene vinil acetato, progettato appositamente per l’incapsulamento delle celle solari, garantendo elevata resistenza alla trazione, buona aderenza, ottima trasparenza e filtro UV
• Le celle solari
• Un pannello posteriore
• Un box di congiunzione per il collegamento di tutte le celle

La disposizione tipica delle celle fotovoltaiche all’interno di un modulo può essere rappresentata come nell’immagine, in cui le celle vengono posizionate prima in serie e poi in parallelo.

Così disposti si ottengono dei circuiti capaci di generare energia ognuno in autonomia, così nel caso porzioni del pannello siano soggette ad ombreggiamenti, i circuiti al sole sono comunque capaci di lavorare a pieno regime senza impedimenti.

I pannelli fotovoltaici sono classificati in base alla potenza nominale, che è la potenza che un pannello fotovoltaico può generare in condizioni standard, che sono 1000 watt su metro quadro di radiazione incidente, temperatura delle celle solari pari a 25°C e Air Mass (AM) uguale a 1,5, l’equivalente di una fresca e soleggiata giornata di solo, ove i raggi solari sono perlopiù perpendicolari alla superficie del modulo solare considerato.

E’ chiaro quindi che la potenza che può dare un modulo, e di conseguenza l’energia che può produrre (energia = potenza x tempo di esposizione) è variabile in funzione della intensità della radiazione solare, e quindi della nuvolosità e anche della temperatura (perché più il pannello si riscalda, meno produce!).

In un ambito di applicazione come quello della nautica, la questione del calore è un aspetto importante, e ove possibile sarebbe ideale installare il fotovoltaico in modo tale da consentirgli di scambiare il più possibile calore con l’aria aperta.

A volte però, per motivi di spazio ed estetici perlopiù, pannelli fotovoltaici flessibili vengono applicati aderenti a tendalini e parti strutturali, e la produzione su base giornaliera è da aspettarsi inferiore di un 10/20% rispetto una soluzione ventilata.

La vita di un pannello fotovoltaico.

Un pannello fotovoltaico non è un diamante, non dura per sempre, ma se  propriamente installato e gestito, vanta comunque longevità non indifferente: normalmente è garantita a 25 anni la produzione di almeno l’80% della potenza nominale, mentre per quanto riguarda la garanzia sui guasti meccanici standard di mercato sono garanzie da 5 ai 10 anni.

Come si struttura un impianto fotovoltaico per barche

Il sistema fotovoltaico si configura come nell’immagine.

Tendenzialmente in ambito nautico si preferisce utilizzare un pannello flessibile, in quanto è la soluzione che offre la maggiore adattabilità, ma anche moduli rigidi sono talvolta utilizzati

La potenza che viene generata dai pannelli viene convogliata in un regolatore di carica che ha il compito di regolare -appunto- la tensione di ingresso della corrente nelle batterie, e l’energia viene nel tempo accumulata all’interno delle stesse.

Dalle batterie si possono alimentare tutte le utenze di bordo, che generalmente sono a 12V, ma quando necessario, l’impianto viene integrato con un inverter capace di convertire la corrente delle batterie da continua (CC) in alternata (AC).

Tale trasformazione permette di alimentare piccoli elettrodomestici o altri dispositivi elettrici di uso quotidiano e che non sono pensati per l’alimentazione tramite corrente continua.

Tipologie di installazione di un pannello fotovoltaico flessibile

Come precedentemente anticipato, un pannello fotovoltaico per uso nautico può essere applicato su un’imbarcazione in diversi modi:

• A cerniera, Una zip può essere cucita sul pannello, permettendo un’installazione rimovibile, specialmente sui bimini.
• Tramite occhielli in acciaio inox, possono essere montati sui bordi dei pannelli per consentire una facile installazione e rimozione. Questa soluzione consente di fissare il pannello con cime o viti.
• Tramite bottoni Loxx, un tipo speciale di occhielli, che rendono più semplice il fissaggio e la rimozione dei pannelli. Adatti per installazioni su tela così come su superfici rigide.
• Tramite adesivo strutturale, questa soluzione non permette poi lo spostamento del pannello una volta applicato.
• Custom, la soluzione più impegnativa in termini economici, ma che garantisce i massimi livelli di personalizzazione, in quanto si procede con l’installazione di pannelli realizzati su misura per adattarsi al meglio alle caratteristiche dello spazio di collocamento.

Qualche accorgimento per un’installazione ottimale di un pannello fotovoltaico su un’imbarcazione.

Il posizionamento di un pannello fotovoltaico su un’imbarcazione per essere ottimale deve essere pianificato con attenzione.

Sconsigliamo di procedere con l’installazione seguendo soltanto una considerazione di presenza di spazi liberi nella barca.

Bisogna innanzitutto scegliere e identificare quelle postazioni che garantiscono la massima esposizione solare, senza che ci siano ostacoli che possano creare zone d’ombra sul pannello, inibendo così la produzione di energia.

Ma non bisogna fare attenzione soltanto alle ombre!

Il pannello andrebbe posizionato in una posizione dove non corre rischi di essere calpestato od entrare in contatto con oggetti quali cime, funi o altro.

Questo perché si rischia di andare a danneggiare la superficie del pannello e andare a creare delle microfratture sulle celle, arrecando un danno importante alla produzione di energia.

Se proprio non fosse possibile mettere il pannello in una posizione sicura, sul mercato sono disponibili dei pannelli di ultima generazione, dove le celle solari sono ulteriormente protette da due reti metalliche.

La rete frontale è accuratamente disegnata per ottimizzare la raccolta della corrente fotovoltaica mentre quella posteriore rafforza la struttura meccanica della cella.

Un pannello realizzato in questo modo è quindi intrinsecamente flessibile e resistente agli urti.

Inoltre il contatto elettrico distribuito che si ottiene grazie alla rete metallica permette di superare gli inconvenienti delle microfratture, garantendo il funzionamento delle celle anche in caso di danneggiamento.

Un caso concreto di applicazione del fotovoltaico: il gozzo elettrico EW01

Adesso che abbiamo fatto tanta teoria, possiamo passare ad analizzare qualche caso concreto.

E per l’occasione vogliamo illustrarti un caso speciale: il gozzo elettrico EW01, la barca demo di Elettrica Wave, a disposizione dei tanti potenziali armatori che valutano la conversione o l’acquisto di una imbarcazione elettrica, e vogliono testare con mano la silenziosità, l’assenza di vibrazioni e la sostenibilità di questo tipo di navigazione

Le principali caratteristiche tecniche dell’imbarcazione sono:

• Impianto fotovoltaico costituito da sei moduli fotovoltaici bifacciali della potenza nominale complessiva di 1kWp
• Capacità delle batterie di 17 kilowattora (kWh).
• Motore con potenza di picco di 15 kW e nominale 10kW.
• Generatore ausiliario di bordo della potenza si 6kW

Tale configurazione garantisce un’ora di autonomia di più di 6h alla velocità di 5 nodi totalmente in elettrico, ed una autonomia di più di 20h se utilizziamo il generatore elettrico nella modalità idrido serie (generatore che alimenta le batterie che alimentano il motore elettrico di propulsione).

Cosa molto interessante è che in questa specifica applicazione, ad una velocità di tre nodi la barca necessita di soli 800W per muoversi e grazie all’impianto fotovoltaico da 1kWp installato, in una bella giornata di sole, è possibile sostenere interamente la navigazione tramite l’energia solare!

Oltre a questo, il vero vantaggio dell’implementazione di un sistema fotovoltaico in una imbarcazione è quello di caricare continuamente, silenziosamente, e soprattutto gratuitamente, le batterie di bordo, consentendo in taluni casi, come ad esempio EW01 una ricarica veramente sostenibile, sotto il profilo ambientale ed economico.

Per concludere

Il settore del fotovoltaico applicato alla nautica è una realtà capace di farti vivere la passione per il mare sotto una luce (gioco di parole voluto 😉) completamente nuova!

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