Una delle principali richieste che ci giungono al supporto tecnico sono relative al calcolo dei pannelli solari per stazioni ove non c’è corrente oppure dove il ciclo di ricarica giornaliero non è sufficiente.

Per prima cosa va chiarito un punto molto importate. Garantire la continuità di funzionamento di una stazione remota alimentata a soli pannelli solari è un’impresa davvero ardua e richiede in genere una quantità di pannelli solari e batterie che scoraggia anche il più intrepido.

L’applicazione più idonea, soprattutto con i nostri SmartBox alimentati dalla TW-IDU-NODE è sicuramente il ciclo lampione perchè abbiamo una garanzia di presenza costante della corrente elettrica di notte.

Carico Applicabile

Per prima cosa va calcolato il carico del sistema in base ai dispositivi che desideriamo tenere accesi. Ci sono subito un paio di considerazioni importanti da tenere presente.

1. I datasheet sono in genere pessimistici in merito al consumo reale. Infatti alimentando gli apparati in modo diretto di norma il carico effettivo espresso in Wh è inferiore.
2. Valutare bene sempre il numero di dispositivi che si desidera inserire nell’armadio perchè ogni oggetto in più può generare una grossa differenza.
3. Non sottovalutare l’impatto della ventola di aerazione.

Per rispondere al punto n.1 chiediamo sempre una caratterizzazione del sistema così da poter il reale consumo dei dispositivi.

Calcolo del fabbisogno giornaliero

Facciamo un esempio con i seguenti dispositivi collegati

Qta	Descrizione	Consumo Wh
2	Telecamere	15
1	CPE Interconnessione wireless	6
1	Router / Switch	4
	Totale	40

Il consumo complessivo è di 40Wh ai quali vanno aggiunti circa 3Wh di consumo intrinseco dell’armadio stesso, per un totale di circa 43Wh.

Fabbisogno Giornaliero (FG) : 43 x 24 = 1032 Wh

Ipotizzando un armadio con 4 IDU e batteria 110Wh e una durata di carica notturna di 8 ore del ciclo lampione (deve essere sempre verificato):

Ogni TW-IDU-IDU ha una capacità di carica di 2.5Ah che a 12V (voltaggio batteria) sono: 2.5x12x4 = 120Wh

Ricordarsi sempre che le batterie al piombo non possono essere caricate ad una “velocità” superiore al 10% della loro capacità nominale quindi una 110Ah può essere caricata max a 11Ah, noi con 4 TW-IDU-NODE arriviamo a 10Ah.

Carica giornaliera (CG): 120 x 8 = 960 Wh

In una situazione di questo tipo la capacità di ricarica notturna non è sufficiente a garantire il ciclo giornaliero e ci troveremo di fronte ad una deriva della batteria:

CG – FG = 960 – 1032 = -72 Wh

Nota: Non è stato considerato l’apporto della ventola (7Wh) di aerazione da valutare caso per caso e soprattutto in funzione del solo funzionamento in estate e della località di installazione (mare / montagna).

Aggiungiamo un pannello solare

Dal calcolo eseguito sopra è evidente che il ciclo lampione è in crisi e l’uso di un pannello solare è sicuramente indispensabile. In queste situazioni non serve una grande pannello per fortuna ma un minimo di dimensionamento è corretto farlo.

Per capire la capacità di apporto di una pannello solare consigliamo di eseguire il calcolo in questo portale dove basterà inserire il punto di installazione e specificare il la capacità di picco del pannello.

https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/tools.html

Come si vede nella seconda immagine da calcolatore a dicembre, con un pannellino da 25W,  abbiamo una produzione stimata media di 1.46kWh, calcolato nella nostra posizione (Townet).

Apporto Giornaliero (AG) : (1.46 x 1000) / 31 = 47 Wh che è inferiore alla nostra necessità , infatti

Bilancio Giornaliero (BG) = CG – FG + AG = 960 – 1032 + 47 = -25 Wh

Un pannellino da 25Wp non è sufficiente a soddisfare il fabbisogno giornaliero medio e quindi sarà necessario selezionare un pannello superiore.

Di seguito una tabella dei valori a dicembre con diverse dimensioni di pannelli:

Capacità Wp	Resa Mese kWh	Resa Giorno Wh
25	1.46	47
50	2.93	94
80	4.68	150
100	5.86	198

Notare bene che anche se ci possiamo stare da calcolo con un pannello da 50 dobbiamo sempre considerare un fattore di incertezza generale dovuto all’installazione, a consumi non previsti, perdite di sistema o altro non prevedibile.
Inoltre è da considerare in modo importante il momento in cui viene eseguito il calcolo, che di norma è considerato nel mese di dicembre perchè il più sfavorevole. Tutto cambia se a dicembre non abbiamo la necessità di una copertura totale (dove totale è sempre un’indicazione) e se il calcolo lo spostiamo in primavera con dei valori totalmente differenti. Seguirà in futuro un’altro articolo dove riporterò degli esempi di calcolo (sempre con il portale utilizzato in questo articolo) a differenti momenti della stagione con evidenza delle differenze ottenute a parità di impianto.

Conclusioni

Comprendo che questo articolo può risultare un po complicato perchè richiede alcuni calcoli, i puristi mi perdoneranno se ho adottato una serie di semplificazioni.

Purtroppo il dimensionamento di pannelli solari dipende da un numero molto variabile ed incerto di fattori ma seguire le indicazioni di questo articolo può aiutare il dimensionamento semplificato di un Townet SmartBox con pannello solare.

Un aiuto concreto può giungere dal nostro Calcolatore OnLine per il dimensionamento delle IDU in situazione di ciclo lampione (Duty Cycle) utilizzabile liberamente. attenzione però che questo calcolatore esegue solo il calcolo del bilancio giornaliero senza considerare i pannelli solari che dovranno essere calcolati a parte.