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il mio futuro impianto fotovoltaico stand alone

Vorrei un impianto fotovoltaico stand alone. Il conto energia? no grazie, non ho capitali che non so dove mettere e sono arci stufo di contratti con i gestori. Scelgo di rimanere libero.

Come forse già sapete, un impianto fotovoltaico genera corrente elettrica a 12-24 Volt e serve un inverter per la necessità dei 220 Volt.

Non è che voglio (nè posso) staccarmi dal gestore elettrico, il mio intento sarebbe quello di alimentare gli apparecchi elettrici che utilizzo di giorno possibilmente con il sole (fotovoltaico stand alone) e tutto il resto pagando la bolletta al gestore.

Parlo sicuramente da incompetente e pochissimo preparato, ma questo sarebbe il mio disegno.

Le ragioni? Trovo un po’ stupido che mentre splende il sole il frigo consumi corrente da pagare in bolletta, e anche il computer, le stampanti, i telefoni, gli stand-by, la caldaia, la pompa dell’impianto di riscaldamento.

Per quel che ho letto in giro, mi serve una cella solare, una batteria e un inverter.

3 componenti da assemblare… sembra facile!

Penso ad una batteria, cioè un accumulo di energia, come supporto all’impianto elettrico ed eventualmente per stoccare l’elettricità che non ho utilizzato mentre c’era il sole.

Non ho ancora ben capito come scegliere il pannello fotovoltaico, ma credo che debba essere in silicio monocristallino (efficientissimo) e con un certo numero di Watt di potenza di picco. Non mi sogno nemmeno di tornare sul tetto per installarlo, quindi l’irraggiamento non sarà ottimale, ma una posizione decente la troverò anche in giardino. E comunque l’inclinazione ottimale di 35° potrebbe essere ritoccata a mano in ogni stagione.

So che produrrà corrente continua a 12 Volt e che mi servirà un regolatore di carica (protezione da sovraccarica, sovrascarica, corto circuito, tuoni e collegamento sbagliato) per dirigere l’energia prodotta dal sole ai miei apparecchi elettrici.

In realtà non ho ben capito come potrò decidere quali apparecchi useranno questa energia regalata dal sole… Se a pranzo volessi cuocere gli spaghetti, immagino che la mia mini energia elettrica solare (più quella accumulata nella batteria) verrebbe divorata dalla mia piastra ad induzione in un sol bloccone. Approfondirò. Certo è che Watt son Watt, e quindi se li mangia il frigo, la stampante, o l’induzione è uguale: quei Watt sono comunque offerti dal sole. O no?

Grazie al regolatore di carica potrò anche sapere se c’è disponibilità di energia, e quindi vedendo la spia led spenta potrei magari posticiparne il consumo, se proprio non fosse una cosa urgente. Potrei cuocere gli spaghetti alle 13:30 invece che alle 12. O accendere la stampante nel pomeriggio, quando il sole avrà offerto tutti i suoi raggi! Stampo alle 11 quello che dovrò avere necessariamente su carta, ma accenderò la stampante solo nel pomeriggio.

Diventerà una vita complicata? Insomma, i miei 1300 grammi di cervello mi saranno di supporto e le sinapsi probabilmente si addomesticheranno a questa nuova gestione del consumo dell’energia elettrica. Sì, ne sono sicuro, le mie sinapsi chimiche ce la faranno.

Deciso il pannello fotovoltaico e i Watt di potenza di picco potrò scegliere il regolatore (che avrà almeno quei Watt di potenza).

Il mio elettricista preferito, Angy Bottura, mi aiuterà a collegarlo

  • al pannello fotovoltaico
  • alla batteria
  • all’inverter
  • e agli apparecchi elettrici (e qui non ho ben capito come si farà)

Poi non ho capito un bel niente della capacità nominale della batteria, e della capacità a livello pratico (utile).

L’inverter porta la tensione in uscita (12 Volt) a 220 Volt (la corrente continua che arriva dal pannello fotovoltaico (e dalla batteria?) diventa corrente alternata). Come tutti gli intermediari, anche lui, vuole la sua percentuale! e la vuole in forma di corrente. Ho letto che bisogna stare attenti, consuma!

La batteria giusta mi sembra un’altra cosa complicata: ho letto che capacità nominale non significa capacità di accumulo effettivo (parliamo di Wattora). La capacità nominale è il prodotto Volt x Ah. Comunque i veri Watt/h utilizzabili sono molti di meno.

Oltre a tutti i dubbi sull’installazione, e sulla scelta dei componenti, mi resta ancora il dubbio atavico: ha senso perdere tanto tempo a progettare il  mini impianto fotovoltaico stand-alone-low-cost per il ratto dei Watt al Sole?

Forse ha senso per il piacere di sfidare il sole con la tecnologia disponibile e poi per vedere una lampadina ikea a led da pochi Watt far luce per ore ed ore. Boh

Probabilmente tutta la soddisfazione potrebbe dipendere dalla capacità di stoccaggio della batteria o delle batterie in parallelo, ma allora l’investimento salirebbe e la delusione sarebbe dietro l’angolo.

Che fare?

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Veneziana integrata nella finestra e la posizione più efficiente

Sapete che le schermature solari devono proteggere una superficie vetrata, ed essere applicate in modo solidale con l’involucro edilizio (quindi non smontabili e rimontabili dall’utente come le mie arelle!) e non servono per i fori finestra esposti a nord.

Sapete anche che, in linea di principio, consiglio di evitare avvolgibili o antoni per poter concentrare sia l’investimento economico sia lo sforzo di una buona posa in un unico elemento: la finestra con ombreggiatura incorporata.

In questo modo ci si deve solamente occupare della posa del telaio fisso al foro finestra:

meno cose da fare = meno errori

eliminare-cassonetto-avvolgibile

Sì, il serramento diventa più caro se confrontato con uno normale, ma ne vale la pena.

Molti felici possessori di serramenti ad alte prestazioni con veneziana integrata mi chiedono consiglio sull’inclinazione delle lamelle in relazione alla prestazione Ug del vetrocamera (la trasmittanza del vetro Ug cambia a seconda dell’orientamento della veneziana?). Insomma, a parte il momento in cui servono a fare ombra, come bisognerebbe orientare la veneziana per ottenere il valore di trasmittanza migliore in assoluto?

Ci si può arrivare anche con la logica, senza esperimenti e calcoli, ma c’è chi ha fatto costose analisi: il Research Centre on Zero Emission Buildings (ZEB)!

Il Centro di ricerca ha investigato sulle conseguenze di 4 posizioni diverse della veneziana:

veneziana-integrata-finestra-posizione-ombreggiatura-efficiente

scoprendo questi valori:

veneziana-integrata-finestra-posizione-ombreggiatura-efficiente 3Conclusione: il valore di trasmittanza migliore in assoluto si può ottenere con la veneziana in oscuramento totale (lamelle verticali)!

a seguire:

  • lamelle della veneziana inclinate a 45°
  • lamelle della veneziana impacchettate in alto (vetro libero)
  • lamelle della veneziana orizzontali (la posizione meno efficiente)

Ora che abbiamo anche questa certezza, diamoci una regolata!

       

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Pannelli solari in posizione verticale: massimo design e minimo rendimento?

 Per ottenere un design esterno molto pulito ho spesso sognato di chiedere l’installazione dei pannelli solari in posizione verticale: come un modernissimo televisore incastonato nella facciata, sud.

pannelli-solari-verticali

Naturalmente il termotecnico lo vorrebbe montato sulle sue staffe ed inclinato all’ottimo grado con un pessimo rapporto prestazioni/bellezza, ma io sono testardo.

pannelli-solari-verticali-2

A naso, avrò meno irraggiamento in estate rispetto all’inverno, ma in estate c’è maggior disponibilità di sole e temperature ambientali maggiori, cose che concorrono agevolmente a  sopperire al minor irraggiamento dovuto all’inclinazione sfavorevole. Dunque, a naso, avrò sicuramente un impianto ben bilanciato: meno prestante d’estate e più favorevole d’inverno.

Analizziamo i dati di irraggiamento delle nostre zone nei giorni ”chiave” dell’anno alle ore 12:00, esposizione a SUD:

  • con inclinazione verticale,
  • e con inclinazione di 30°
 21 dicembre 21 marzo  21 giugno  21 settembre
pannello verticale   1111 Watt/mq  908 Watt/mq  466 Watt/mq  901 Watt/mq
pannello a 30 gradi  945 Watt/mq  1268 Watt/mq  1288 Watt/mq  1258 Watt/mq

 Direi che non c’è tanto da temere: proprio quando il sole manca (in dicembre) e le temperature sono rigide e la spesa energetica è massima, la resa del pannello solare in posizione verticale cresce quasi del 20%.

Non male come risultato: estetica e prestazioni ai massimi livelli.

Un’ulteriore vantaggio per i pannelli solari termici in posizione verticale lo si ha nella notte: vedendo una meno ampia sezione fredda della volta celeste, esso verrà raffreddato più lentamente.

…a questo non avevate pensato vero? ammettetelo!

   Riassumendo, nella determinazione della inclinazione ottimale non può essere data una singola soluzione generale: ogni pannello, di qualsiasi tipo si tratti, sarà più sensibile e avrà un rendimento maggiore quando i raggi solari lo colpiscono in maniera perpendicolare al piano. Questo, perché sempre secondo la legge di Lambert l’energia di una radiazione è proporzionale all’angolo incidente.

Sta a noi scegliere se vogliamo una media di prestazioni più elevata o vogliamo la massima prestazione quando ne abbiamo il massimo bisogno!

La scelta dell’ orientamento per una panello solare è molto importante nel caso di montaggio verticale. Infatti, tanto più la disponibilità di energia solare coincide con il momento del fabbisogno di energia, tanto più sarà la resa dell’impianto. Accumulatori a parte, se la domanda coincide con l’offerta si posso ottenere dei sensibili vantaggi in termini di guadagno energetico! Perciò il momento della domanda di energia può influenzare la scelta dell’orientamento ottimale. Se per esempio la domanda di calore nel mattino è più bassa che nel pomeriggio, un orientamento verso il sole pomeridiano a sud-ovest può essere più vantaggioso.

La richiesta energetica giornaliera media per la produzione di acqua calda sanitaria ACS di una persone è di 2-3 Kwh (80 Kwh su proiezione mensile). Questo bisogno energetico viene soddisfatto per la maggior parte attraverso un impianto formato da quasi 2 mq di pannelli solari. Solo nei mesi invernali la produzione energetica dei pannelli non arriva a soddisfare completamente la richiesta di acqua calda sanitaria, che deve venire integrata con la normale caldaia.

L’energia solare resta la più disponibile: il sole irradia sulla Terra 178.000 milioni di milioni di Watt ogni anno pari a 15.000 volte l’attuale consumo di energia da parte dell’uomo. Sfruttiamola!

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Mini glossario per voi:

  Altezza solare: l’angolo formato tra la direzione dei raggi solari e il piano orizzontale.

  Solstizi: i due punti dove l’eclittica raggiunge la massima distanza dall’equatore. Il Sole vi transita all’inizio dell’estate (solstizio estivo) con declinazione +23°27′, e all’inizio dell ‘inverno (solstizio invernale) con declinazione -23°27’.

  Equinozi: i due punti nei quali l’eclittica interseca l’equatore. Il Sole vi transita all’inizio della primavera (equinozio primaverile), e all’inizio dell’autunno (equinozio autunnale).

collettore-solare-verticale
Ultima realizzazione a Padova:

 solare-termico-in-verticale

Sul tema potete leggere questo eccellente pdf:


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