Guide essential: l’impianto fotovoltaico in camper

Il camper, di qualsiasi tipo, necessita di energia elettrica che viene fornita dalla batteria, quando si è in autonomia, oppure dalla rete 220V quando si è collegati ad una colonnina di un campeggio o area sosta.

Da diversi anni sono venuti in aiuto i pannelli fotovoltaici, comunemente chiamati “solari“: sono moduli di varie tecnologie in grado di produrre energia elettrica dal sole: i costi oramai sono molto contenuti e il beneficio è indubbio, anche dal punto di vista ecologico perché non si emettono scarichi di alcun tipo, e sono produttori di energia pulita e rinnovabile.

La domanda ricorrente quando si vuole installare un impianto fotovoltaico in camper è: di quale potenza e modello mi serve?

La risposta, non è scontata: ogni veicolo ha consumi diversi e non può esistere una risposta univoca.

Occorre quindi procedere con una analisi, se pur grossolana, degli assorbimenti che occorrono per il funzionamento degli accessori sul proprio veicolo.

Una tabella indicativa potrebbe essere questa, consumi indicativi in watt giornalieri:

(nota: in genere si usa un’altra unità di misura, i wattora (approfondimento qui: https://it.wikipedia.org/wiki/Wattora ) ma per semplificare questo calcolo, abbiamo preferito questa forma forse meno corretta ma più chiara ai non addetti ai lavori.)

• Illuminazione LED (6 ore): 120w
• Illuminazione incandescenza (6 ore): 300w
• Tv 22 pollici (5 ore): 200w
• Pompa acqua: 30 minuti 60w
• Riscaldatore (webasto ecc, 5 ore) 100w
• Combi Truma: ( 5 ore) 120w
• Oblo’ Turbovent: (2 ore) 120w
• Ricarica di tre telefoni: 100w
• Frigorifero 12V compressore: 700w

Abbiamo volontariamente escluso apparecchi alimentati da Inverter, per il quali approfondiremo più avanti, e i consumi indicati sono ovviamente molto approssimativi perché dipende dal periodo dell’anno e dall’uso personale degli accessori.

Il totale di questi assorbimenti, per un uso “normale” è di quindi circa 1500/1700w al giorno.
Ovviamente se non si usano certi accessori (Esempio, il frigo a compressore) i consumi diminuiscono e ripetiamo, la tabella serve solo per darvi un’idea generale.

Una batteria AGM da 100Ah, in ottimo stato, può immagazzinare circa 1000wh prima di scendere sotto la sua tensione minima.

Come vedete, già siamo sotto il livello dei consumi e saremmo costretti ad una ricarica a 220v oppure mettere in moto e partire.

Ma stiamo parlando di pannelli fotovoltaici i quali possono erogare corrente in modo da compensare questi consumi: il calcolo è abbastanza semplice ma sarà molto variabile in base al clima e meteo, all’ombreggiatura, alla pulizia dei pannelli e infine, alla loro inclinatura rispetto il sole.

Un buon pannello da 100w in estate sarà in grado di erogare, indicativamente, circa 4/500wh in una giornata.
Questo valore scenderà o aumenterà leggermente in base appunto alle condizioni elencate prima.

Nel nostro esempio di consumi precedente saremmo ancora sotto le necessità, e anche di molto, perché il giorno seguente la batteria sarà completamente scarica e non in grado di erogare la corrente necessaria all’uso del mezzo nella mattinata.

Quindi, sempre considerando l’esempio di consumi, saranno necessari almeno 300w di pannelli fotovoltaici per poter garantire, con relativa tranquillità, la riserva di energia necessaria.

Dopo questa necessaria disamina, passiamo alla scelta del regolatore e del montaggio.

IL REGOLATORE

Sul mercato esistono una miriade di regolatori fotovoltaici a 12V, destinati sia per l’uso sul camper che per la realizzazione di piccoli impianti domestici.

Essenzialmente esistono due categorie: i PWM (pulse width modulation) e gli MPPT (maximum power point tracking).

I primi sono apparati economici e molto semplici, i secondi sono più evoluti e permettono sia di utilizzare pannelli di tensione maggiore, sia di rendere maggiormente, fino al 25% in più, grazie alla conversione elettrica DC-DC in modo da permettere di far lavorare il pannello sempre al suo maggior punto di massima potenza, e anche di poterli accoppiare in parallelo, cosa non fattibile con i regolatori PWM.
Il parallelo può essere utile quando si dispongono pannelli di diversa tensione Voc, i quali non possono essere montati insieme.
Quindi in questo caso potrebbero avere ognuno il suo regolatore MPPT collegato in parallelo agli altri, in uscita.

Quindi ovviamente consigliamo i secondi, anche se costeranno di più, compenseranno il loro maggior costo in breve tempo.

Una nota importante, se il vostro regolatore dispone di un DISPLAY.

Il sistema pannello fotovoltaico/regolatore permette di inviare corrente alla batteria dosando l’effettiva necessità, altrimenti non si fermerebbe e anche con batterie cariche continuerebbe a caricarle, provocando danni ingenti.

Quindi, se il vostro display indica pochi A di produzione, potrebbe essere del tutto normale: la corrente erogata è proporzionale allo stato di carica delle batterie e alle richieste dell’impianto.
Se avete tutto spento e le batterie sono perfettamente cariche, il regolatore fermerà del tutto la sua carica.
Questo ovviamente non significa che non stia funzionando, così come una bassa carica indicata dal display, non indica che non stia funzionando bene.
Una prova di efficienza può essere fatta in pieno sole, con le batterie non cariche e qualche utenza accesa (pompa, turbovent ecc) in modo da richiedere all’impianto fotovoltaico il massimo che può erogare.

L’INSTALLAZIONE

Come sempre suggeriamo di far realizzare queste installazioni da personale esperto, onde evitare danni ai prodotti appena acquistati, che al camper.

Se proprio volete tentare l’installazione, che è comunque relativamente semplice per chi è addetto ai lavori, considerate che:

I PANNELLI devono essere fissati saldamente al tetto con uso di adesivi poliuretanici (NON sigillanti, ma ADESIVI), lasciando che sotto al pannello rimanga dello spazio per la necessaria areazione.

Il PASSAGGIO DEI CAVI deve essere realizzato con apposito passacavo, generalmente in dotazione nei kit completi, sigillandolo con SIGILLANTE poliuretanico, a regola d’arte.

Durante l’installazione, è bene coprire i pannelli con cartone o coperte.

Una volta passati i cavi e fissato il regolatore, occorre seguire scupolosamente queste indicazioni:

PER PRIMO si collegano i 12V della batteria al regolatore: solo successivamente sarà possibile collegare il pannello.

E’ molto importante configurare il regolatore in base alla batteria in dotazione, una errata impostazione può provocare danni seri all’accumulatore.

Se dovete scollegare l’impianto, la procedura è INVERSA e cioè PRIMA scollegare i pannelli e SOLO DOPO, i 12V.

Se avrete seguito i passaggi, il vostro impianto inizierà subito a produrre energia e caricare le batterie: una volta caricate, il regolatore svolgerà una delle sue funzioni limitando l’energia che viene inviata alla batteria: è quindi normale che una volta che l’accumulatore è carico il display (se presente) non indicherà più correnti di carica, perché non è più necessario.

In futuro è sempre bene mantenere puliti i pannelli fotovoltaici, anche se, paradossalmente, la sporcizia non influirà più di molto sulla resa globale (certo se sono completamente coperti di fango, allora si!)

DIODO SI o DIODO NO?

Alcune leggende metropolitane narrano dell’assoluta necessità di usare DIODI in serie al pannello.
E’ una pratica completamente inutile e anzi dannosa perché riducono la resa quando si ha un solo pannello montato, ed ha una importante validità quando si hanno PANNELLI COLLEGATI IN SERIE.
In questo caso il diodo va montato IN PARALLELO AD OGNI PANNELLO e occorre per bypassare il pannello (per questo vengono chiamati diodi di bypass) quando lo stesso è ombreggiato o non funzionante per qualsivoglia ragione.
In caso contrario, senza diodo, il pannello ombreggiato non permetterà la circolazione della corrente, fermando anche gli altri collegati.
Il diodo in serie ad un solo pannello è inutile per due motivi:

• il pannello fotovoltaico è già di per se un “diodo” e quindi si comporta come tale fermando la tensione inversa almeno fino al suo valore di Voc.
• Il regolatore (se di qualità ovviamente) non permette di avere tensione in uscita, all’ingresso del pannello.
  Quindi non arriverà mai tensione al pannello, da qui l’inutilità di montare un diodo che servirebbe a fermare, appunto corrente inversa (cioè dalla batteria al pannello).

PANNELLI IN PARALLELO O IN SERIE?

Se disponete di più pannelli, è possibile utilizzarli insieme ma seguendo alcuni principi:

• IN PARALLELO, debbono essere possibilmente identici, assolutamente con la stessa Voc altrimenti le potenze non si sommeranno;
• IN SERIE, debbono invece essere essere della STESSA CORRENTE IN A e debbono essere dotati di DIODO di STANDBY in parallelo ad ogni pannello, e debbono essere orientati nello stesso modo.
  Ovviamente con i pannelli in serie le tensioni si sommeranno, quindi è assolutamente necessario che il regolatore accetti questa tensione sommata.

In definitiva, sia che i pannelli siano posti in parallelo che in serie, i pannelli dovrebbero essere IDENTICI.

Se disponete di pannelli diversi, è consigliabile realizzare un impianto (pannello+regolatore) per ognuno. Le uscite dei regolatori RIGOROSAMENTE MPPT, andranno collegati in parallelo: in questi casi, non è ASSOLUTAMENTE POSSIBILE usare regolatori PWM.

PANNELLO MONOCRISTALLINO, POLICRISTALLINO, PERC o AMORFO?

Oggi esistono molte tecnologie costruttive, quelle più diffuse sono queste indicate.

Diciamo che la differenza in resa tra i diversi tipi, non è altissima: Alla fine non si noteranno sostanziali cambiamenti nell’uso quotidiano, anche se si differenziano per altri fattori:

MONOCRISTALLINO:
Sono facilmente riconoscibili per via della loro colorazione blu notte scuro.
I cristalli di silicio in questi pannelli sono tutti orientati nello stesso modo e questo permette una maggiore resa, ma hanno bisogno di ricevere i raggi solari più perpendicolarmente. In genere sono più costosi dei policristallini per via della loro tecnica costruttiva e rendono bene anche a temperature molto basse al contrario di altri tipi di pannello.

POLICRISTALLINO:
Riconoscibili anche loro dal colore, un blu cangiante, si caratterizzano dalla possibilità di poter rendere anche con sole non perpendicolare.
Con sole perpendicolare però, renderanno meno dei monocristallini.

PERC:
Acronimo di Passivated Emitter and Rear Cell , è una tecnologia costruttiva particolare che permette la cattura degli elettroni anche dal retro della base del pannello

Approfondimento qui.

AMORFO:
Sono pannelli costruiti in maniera particolare, anche su superfici flessibili, e non sono divisi in CELLE ma su una unica superficie, aumentando così la resa.
La tecnologia costruttiva impiega molto meno silicio delle altre ed è per questo che il costo normalmente è più basso.

A queste tecnologie ultimamente si affiancano le versioni “Black Solar” prodotte da NDS e da altri: in sostanza sono pannelli monocristallini realizzati in maniera particolare in modo da aumentare la loro efficienza e solo i modelli più richiesti ultimamente.

PANNELLI PER APPLICAZIONI DOMESTICHE

Altre domanda frequente: posso usare sul camper pannelli destinati all’uso domestico?
La risposta è SI, con alcune accortezze.
La prima riguarda le dimensioni, ovviamente sul tetto del camper dovremo avere spazio a sufficienza per poter ospitare pannelli più grandi e pesanti.
La seconda, la tensione in uscita dai pannelli: un economico regolatore PWM per 12V normalmente non accetta tensioni in ingresso superiori a 19/20V.
In questi casi è senz’altro preferibile usare un buon regolatore MPPT che sarà assolutamente in grado di accettare in ingresso le tensioni dei pannelli più grandi.

INVERTER e PANNELLI FOTOVOLTAICI

Abbiamo visto che i pannelli, se pur molto utili, erogano correnti limitate.

Se si vuole utilizzare un inverter, occorrerà considerare alcune informazioni:

• L’inverter di potenza e le batterie AGM non vanno d’accordo, gli accumulatori si rovinerebbero molto presto
• Per un uso tranquillo e corretto, è necessario un impianto Litio (LiFePo4)
• Un assorbimento importante, ad esempio, 1000w o più, non è gestibile con i pannelli che si possono montare su un camper perché non sarebbero in grado di compensare questo assorbimento.