Regolatori di carica / Caricabatterie
I regolatori di carica lavorano in CC, sia in autonomia (standalone, collegati solo a pacchi batterie) che a fianco di inverter esistenti (predisposti o meno).
Un regolatore di carica (in senso stretto) regola la quantità di corrente che arriva alla batteria dai pannelli fotovoltaici (o da altro generatore di corrente), aprendo il circuito verso la batteria non appena questa risulta carica. L'aparecchio monodirezionale si definisce anche semplicemente 'caricabatteria'.
In un sistema di accumulo, il flusso è bidirezionale, e le batterie forniscono energia all'inverter quando necessario, secondo una logica opportunamente programmabile. In sistemi integrati o in retrofit, il regolatore (o la sezione regolatrice) è munita di un sensore (o più sensori) di carico, che permettono alla logica di immettere energia quando necessario (di solito dando la precedenza ai carichi per massimizzare l'autoconsumo).
PWM o MPPT ? Step up o step down (o entrambi) ?
Se non avete tempo di leggere le note tecniche che seguono, vi diamo qui i principali consigli in sintesi :
- non usate pannelli connessi direttamente alle batterie, con ottime probabilità le caricherete poco e le rovinerete (abbassandone la vita media)
- i PWM costano meno, ma rendono meno. Sono adatti ad applicazioni in cui l'energia usata è mediamente molta meno di quella producibile
- alcuni MPPT sono in grado di amministrare l'energia tra due pacchi distinti di batterie (principale e secondario, oppure avviamento e servizi), e di fornire sistemi di monitoraggio e controllo evoluti.
- I pannelli fotovoltaici utilizzati nelle applicazioni nautiche erogano energia elettrica ad una tensione che, a seconda del tipo di pannello e al numero di celle che lo costituiscono, può variare tra i 5 e i 30 Volt, o anche più.
Per caricare velocemente ed efficacemente le batterie dei servizi senza correre il rischio di danneggiarle, la corrente e la tensione applicate devono essere variate in funzione dello stato di carica, e comunque la tensione non dovrebbe mai superare i 14,7 Volt per gli impianti a 12 Volt, e 29,4 Volt per gli impianti a 24 Volt. Il compito di regolare tensione e corrente del pannello su valori compatibili con la ricarica veloce e sicura del banco batterie è affidata al regolatore di carica.
E’ un componente fondamentale del sistema fotovoltaico e deve essere scelto accuratamente in funzione dei pannelli a cui viene collegato. Scegliere un regolatore di carica inappropriato, nel migliore dei casi vi porterà alla perdita di una buona parte della preziosa (e costosa) energia prodotta dal pannello. In altri casi di manifesta incompatibilità, invece, il vostro impianto non funzionerà affatto.
PWM (Pulse Width Modulation).
Questo è il tipo più semplice ed economico. Solitamente questa classe di regolatori può solo abbassare la tensione del pannello per riportarla ad un valore adatto alla carica della batteria. Si usano in sostanza con pannelli che hanno una tensione superiore a 15 Volt (negli impianti a 12 Volt), e superiore ai 30 Volt (negli impianti a 24 Volt) : ricordiamo che i pannelli hanno un valore di potenza di targa (e di tensione in corrispondenza), ma lavorano in media a valori più bassi in funzione dell'irraggiamento che non saraà mai "perfetto".
MPPT (Maximum Power Point Tracking).
Questi regolatori hanno dei circuiti più sofisticati, e per questo motivo più costosi, che oltre ad abbassare la tensione come avviene nei PWM, sono anche in grado di aumentare la corrente inviata alle batterie in modo da mantenere inalterata la potenza totale generata dal pannello. Se il pannello ha una tensione sensibilmente maggiore di quella della batteria, l’utilizzo di un regolatore PWM è sempre possibile, ma un regolatore MPPT potrà evitare di sprecare una parte consistente dell’energia fornita dal pannello. La maggiore resa di un MPPT rispetto ad un PWM dipende ovviamente dai valori dello specifico impianto e dal suo utilizzo. Possiamo indicativamente stimare un guadagno del 20-40%.
Step-Up o Booster o Buck-Boost
Questi termini sono riferiti a convertitori CC/CC in grado di elevare la tensione di ricarica (Step-Up o Boost), oltre che abbassarla (Step-Down o Buck). Si usano solitamente nei casi in cui la tensione del pannello è inferiore a quella necessaria per la ricarica delle batterie (esempio: utilizzo di un pannello a 10 Volt in un impianto a 12 Volt, oppure utilizzo di un pannello a 18 Volt in un impianto a 24 Volt). La tecnologia impiegata in questi regolatori di carica consente infatti di elevare la tensione del pannello portandola al valore adatto alla ricarica. Le specifiche tecniche di ogni modello di regolatore indicano i range di tensioni e correnti dei pannelli che è consigliato usare, spesso in funzione della tensione di batteria (per lo più i regolatori moderni riconoscono batterie a 12 o 24 V e si adattano automaticamente).
Batterie
Caratteristiche importanti circa le batterie :
- tipologia di batterie usabili (Piombo o Litio e sottotecnologie)
- possibilità di gestire due pacchi id batterie (Dual battery), evitando l'uso di un parallalatore esterno
