Sfruttare i pannelli solari nella nostra barca a vela cambia enormemente il modo di vivere le crociere e la vita a bordo. L’installazione dei pannelli a bordo non è difficile, ma ci sono alcune decisioni chiave che condizionano molto l’efficacia di questi componenti e che è necessario conoscere.
Poter sfruttare i pannelli solari a bordo di una barca a vela fa un’enorme differenza nelle nostre crociere. Non solo ci permette di vivere in modo più confortevole e con un’abbondante scorta di elettricità, ma ci consente di ancorare e sostare in rada per periodi anche lunghi. L’installazione di pannelli solari a bordo non è difficile, ma ci sono alcune decisioni chiave che condizionano molto l’efficacia di questi componenti e che è necessario conoscere.
Un impianto solare su una barca a vela in genere è composto da due sistemi indipendenti: un sistema per caricare le batterie e un altro per fornire corrente alternata a 220 Volt per i vari elettrodomestici e le utenze di bordo. Nel sistema di ricarica i pannelli solari convertono la luce del sole in corrente elettrica e la forniscono alle batterie tramite un regolatore di carica solare. Simile a un regolatore di tensione, il regolatore di carica protegge le batterie dalla ricezione di più corrente di quella necessaria durante la carica. Nel sistema di alimentazione CA, un inverter o un inverter/caricabatterie converte la corrente continua a 12 Volt della batteria in 220 Volt ogni volta che viene acceso.
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Quale potenza per i pannelli solari?
Scegliere tra i vari tipi di pannelli solari proposti dal mercato dipende dai nostri consumi energetici, dalla capacità delle batterie servizi che vogliamo ricaricare e non da ultimo dalla disponibilità di superfici o supporti cui fissarlo. Si rende necessario fare un calcolo stimato dei consumi di bordo che possono cambiare molto a seconda del tipo di lampade impiegate (led, neon o incandescenza), della elettronica in uso, della navigazione diurna o notturna, delle ore di lavoro del pilota automatico e dei vari elettrodomestici in uso.
Se facciamo un uso saltuario della barca, per esempio solo nel weekend, possiamo stimare un consumo di circa 100 Ah. Un pannello fotovoltaico da 40 W ha una produzione teorica di 3,3 Ah, che si riduce a circa 2 Ah medi. In 10 ore 20 Ah entreranno nelle batterie. Quindi nei giorni da lunedì a venerdì possiamo accumulare i 100 Ah necessari al weekend. Diverso il caso di un velista che usa la barca tutti i giorni. Anche con attenzione ai consumi, per incamerare i 350 Ah necessari, sarà necessario un pannello fotovoltaico da 120 W. Se poi si passa molto tempo a bordo e si fanno lunghe crociere, utilizzando il radar per molte ore al giorno, facendo molti ancoraggi con il salpa ancora, occorrerà una potenza doppia.
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Posizionamento dei pannelli solari
Una delle maggiori sfide per i velisti che installano l’energia solare su una barca a vela è trovare un posto a bordo dove i pannelli saranno ombreggiati il meno possibile. Pochi centimetri quadrati di ombra su un pannello ne riducono molto l’efficienza. Purtroppo tra albero, crocette e boma, l’ombra colpisce il ponte per tutto il giorno, soprattutto quando la barca va avanti e indietro all’ancora. L’ombra ha un impatto enorme anche durante la navigazione.
La soluzione più semplice è di installare i pannelli sulla tuga, ma tale posizione li espone al rischio di essere coperti dall’ombra del boma o dell’albero, oltre a essere d’intralcio quando si eseguono manovre all’albero. Una soluzione efficace ma antiestetica è quella di fissare i pannelli fotovoltaici a un roll bar collocato sul pozzetto: in questo modo si possono installare anche grandi superfici fotovoltaiche che fanno anche da copertura per il timoniere. Un’altra soluzione è quella di agganciarli alle draglie con cimette o staffette, in modo tale da essere orientati verso il sole. Tuttavia questa posizione li espone, specie in porto, al rischio di urti accidentali e in navigazione a spruzzi e onde. Molto impiegato dai diportisti è anche un palo con un supporto snodato ed orientabile da fissare al pulpito.
Diametro cavi e cablaggio
Se i pannelli sono cablati in serie piuttosto che in parallelo, ciò può condizionare l’intero sistema di pannelli solari. La scelta di cablare i pannelli in serie o in parallelo su una barca influisce sul diametro dei fili richiesti, motivo per cui molti installatori tendono a cablare i pannelli in serie. I pannelli cablati in serie possono essere cablati fino al regolatore di carica solare con un filo più sottile rispetto a quelli cablati in parallelo. Questo perché la tensione dei pannelli cablati in serie è additiva, mentre la corrente rimane costante, quindi la corrente che scorre è solo quella di un singolo pannello. Al contrario la corrente che fluisce dai pannelli cablati in parallelo è additiva, mentre la tensione che li attraversa non lo è. Ciò significa che in un’installazione in parallelo, la corrente che va al regolatore di carica è diverse volte più alta e richiede un cavo più spesso per evitare qualsiasi perdita di tensione sul filo.
Non solo il filo più sottile è meno costoso, ma è anche più flessibile rendendo il lavoro di agganciarlo dentro e intorno alle varie fessure della barca e di collegarlo al regolatore di carica solare molto meno faticoso. Così la scelta tra cablaggio in serie e in parallelo si riduce a un compromesso tra le prestazioni del sistema, la spesa e la facilità di installazione dei nostri pannelli solari. Fortunatamente le dimensioni del filo possono essere ridotte se si scelgono pannelli solari ad alta tensione. Pertanto, la scelta di pannelli nominali a 24 Volt invece di pannelli a 12 Volt consente l’uso di fili di dimensioni più sottili, indipendentemente da come sono cablati. Altro consiglio è quello di montare il regolatore di carica solare il più vicino possibile alle batterie, in un punto dove è facile da monitorare e programmare.
Quali batterie scegliere?
Veniamo ora alle batterie di bordo. Il modo migliore per caricare un banco di batterie cablato in parallelo è quello di coprire l’intero banco di batterie con i cavi provenienti dal regolatore di carica. Per fare questo si collega il cavo positivo dal regolatore di carica al terminale positivo della prima batteria del banco e il cavo negativo dal regolatore di carica al terminale negativo dell’ultima batteria. Passando per l’intero banco, le batterie vengono caricate in modo uguale, invece di avere la corrente di carica concentrata solo sulla prima batteria del banco.
Le batterie AGM sono migliori rispetto a quelle a cella umida (allagate) perché possono essere installate con qualsiasi orientamento, non richiedono manutenzione, non possono fuoriuscire (anche durante un capovolgimento della barca) e si caricano più rapidamente. Quasi tutte le batterie AGM sul mercato inoltre hanno una doppia funzione, combinando le caratteristiche sia delle batterie a ciclo profondo che di quelle di avviamento.
