Solare eolico energia gratis capirci qualcosa!!! : Guide eBay

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Guida vista: 3845 volte Tag: eolico | solare | fotovoltaico | elettricità | generatore


Ciao a tutti.
Facciamo un pò di chiarezza sui termini ed i numeri snocciolati da chi propone sistemi per risparmiare, produrre o ricavare energia da varie fonti.
Chi se ne intende troverà le mie spiegazioni inesatte ed incomplete, ma ciò è voluto visto che la guida è destinata a chi non conosce l'argomento
e ha bisogno di capire il senso delle cose, che vanno quindi semplificate.
Iniziamo con il definire i termini: potenza, corrente, tensione, resistenza.
la potenza è la 'forza' che riusciamo ad ottenere, quella cioè che ci permette di
far girare un motore, scaldare l'acqua, illuminare un ambiente, e si misura in watt (W).
La potenza è il prodotto della corrente per la tensione.
Se paragoniamo l'energia elettrica ad un tubo dell'acqua, la tensione è il diametro del tubo, si misura in volt (V)
la corrente è la quantità di acqua che scorre, si misura in ampere (A)
Maggiore è il diametro più acqua passa.
In realtà parlando di energia elettrica entra in gioco un altro parametro, la resistenza o carico; è l'entità su cui viene applicata l'energia,
sia esso un motore, una lampadina ecc.
Queste grandezze sono legate tra loro da semplici leggi:
Tensione =resistenza X corrente
Resistenza =tensione : corrente
Corrente=tensione : resistenza.
Potenza=tensione X corrente
Da qui, a parità di carico maggiore è la tensione maggiore è la corrente
e quindi la potenza.
Prendiamo ad esempio una lampadina di casa da 100W:
E' costruita per funzionare a 230V.
Avrà quindi una sua caratteristica resistenza tale per cui passerà una determinata corrente così da sviluppare la potenza desiderata.
100/230=0,43 ampere
Quindi la resistenza è 230/0,43=534 ohm.
Se la alimentiamo con una tensione più bassa scorrerà meno corrente,
e si accenderà poco; stessa lampadina, ma minore tensione = minore corrente e minore potenza.
Se la alimentiamo con una tensione più alta farà più luce, ma presto si brucerà, per un motivo che spiegheremo più avanti.
Come ho detto questi sono calcoli semplificati e inesatti ma il principio
è questo.
Stabiliti questi dati di partenza, possiamo iniziare a parlare di generatori,
cioè di quelle macchine che producono elettricità.
Esistono principalmente due tipi di generatori:
Quelli meccanici, tipo la dinamo della bici, l'alternatore dell'auto,
e quelli chimici, pile e batterie.
In entrambi la tensione dipende dalle caratteristiche fisiche dell'apparecchio.
Per i generatori meccanici, che trasformano il movimento rotatorio in elettricità la tensione d'uscita è stabilita dal progetto del generatore stesso,
e varia con il numero di giri.
Per i generatori chimici la tensione dipende dai materiali impiegati e da quante celle chimiche sono collegate insieme.
Ad esempio la batteria dell'auto è fatta con piombo e acido, una coppia di materiali che a causa delle caratteristiche chimiche genera circa 2 volt.
Sei celle collegate insieme (all'interno della batteria) danno i 12 volt.
Quindi, la tensione è un parametro fisso del generatore.
La corrente dipende da cosa colleghiamo.
Se alla nostra batteria colleghiamo una piccola lampadina, di bassa potenza,
passerà poca corrente, se facciamo girare il motorino d'avviamento ne scorrerà molta di più.
Ovviamente ogni generatore ha un limite, quindi se colleghiamo un carico
che 'chiede' troppa corrente il generatore si rompe o si ferma a seconda del tipo.
Altra caratteristica di un generatore è quindi il limite massimo di corrente che gli possiamo chiedere, ed è di solito legato alle dimensioni;
Per accendere il motore di una nave ci vorrà una batteria grande come una stanza, per illuminare una città ci vuole un alternatore grande come un palazzo, per ascoltare le partite basta una piletta di pochi centimetri.
A seconda di come viene generata l'aìelettricità può essere di due tipi:  'continua' o 'alternata'.
In un generatore meccanico l' energia si ottiene grazie ad una bobina di filo elettrico davanti alla quale viene fatta passare una serie di calamite.
Il principio fisico è noto ma complicato, prendiamolo per buono.
Se una calamita fissata ad un albero rotante passa ripetutamente
davanti ad una bobina di filo di rame fissa, ai capi della bobina, cioè sui punti
che rappresentano l'inizio e la fine dell'avvolgimento verrà generata una tensione.
Tale tensione dipende dala forza delle calamite e dal numero di spire della bobina.
Notate che la tensione è generata dal passaggio della calamita e non dalla sua presenza, una calamita ferma davanti ad una bobina non genera nulla.
L'energia prodotta in questo modo è detta 'alternata' perchè l'avvicinarsi e allontanarsi delle calamite crea una variazione della tensione generata;
E' quella che troviamo nelle prese a muro.
Diversamente quella generata da batterie è detta 'continua' perchè il suo valore resta costante derivando da un processo chimico.
La differenza è importante perchè alcuni apparecchi hanno bisogno, per principio di funzionamento, di continua, altri di alternata.
Se abbiamo un generatore che produce una determinata tensione e un utilizzatore che necessita di un altro valore, dobbiamo trasformare l'energia che abbiamo in quella che ci serve.
L'energia si può trasformare per livello e per tipo.
Possiamo trasformare l'alternata in continua tramite un componente elettronico detto ponte di graetz.
Possiamo trasformare la continua in alternata tramite un apparecchio
complesso detto inverter, si alimenta in continua e simula il funzionamento rotatorio con circuiti elettronici dedicati.
Se vogliamo trasformare il livello di tensione, in caso di alternata
possiamo usare un apparecchio detto trasformatore,
se abbiamo la continua dobbiamo prima renderla in alternata, poi usare il trasformatore,
quindi riconvertirla in continua.
Facciamo qualche esempio sulla necessità di operare variazioni.
Ho un campo di pannelli solari e voglio far funzionare uno scaldabagno.
Lo scaldabagno è da 2000W, ed è costruito per funzionare a 220V alternata.
Quindi, la corrente in gioco è 2000/220= 9 Ampere circa.
Il carico dello scaldabagno varrà: 220/9=24 ohm.
Supponiamo che i nostri pannelli generino una tensione di 12V.
Sono pannelli solari quindi parliamo di continua.
Se applico una tensione di 12V continua al resistore dello scaldabagno non commetto nulla di grave perchè è una di quelle cose che possono funzionare indistintamente in continua e in alternata.
Facciamo però due conti:
12v/24ohm=0,5A
Ciò significa che se applichiamo 12V al nostro scaldabagno pensato per funzionare a 230,
scorrerà una corrente di 0,5 ampere.
12 X 0,5=6
Quindi la potenza sviluppata sarà solo 6W e l'acqua non si scalda.
Dobbiamo allora trasformare la nostra fonte in una forma adatta a far funzionare lo scaldabagno.
Dobbiamo innanzitutto verificare che il nostro 'generatore' cioè i pannelli, sia in grado di fornire la potenza necessaria.
Ci servono 2000W quindi se la nostra tensione di uscita è 12V,  2000/12=166 Ampere.
Il nostro impianto solare dovrà poter fornire tale corrente.
Quindi:
Tramite l'inverter rendo alternata la 12 continua.
Tramite il trasformatore trasformo la 12 in 220.
Ora posso far funzionare lo scaldabagno come se lo avessi collegato alla spina di casa.
Come detto, ci sono apparecchi che funzionano con la continua, altri che usano l'alternata.
Ad esempio, il frigorifero,  il phon, il trapano hanno bisogno necessariamente di alternata, perchè i loro motori
funzionano tramite un principio che sfrutta la variazione.
La televisione, lo scaldabagno, le lampadine, il computer potrebbero funzionare con entrambi i tipi.
La velocità con cui l'alternata varia è rappresentata da un ulteriore parametro, la frequenza, misurata in Hertz (Hz)
Non ci soffermeremo sugli effetti di tale parametro, diremo solo che è praticamente la 'frequenza' con cui la suddetta calamita
passa davanti alla bobina, quindi in ultima analisi la velocità di rotazione del generatore.
Visto che sole, vento, e solitamente tutte le fonti di energia alternativa vanno e vengono in maniera casuale e imprevedibile, va da se che
avremo momenti in cui verrà generata molta energia e momenti in cui non ne potremo avere (es di notte con i pannelli solari)
Per poter avere una costante presenza di energia è quindi necessario immagazzinare quella prodotta nei momenti di punta,
per consumarla poi quando non è direttamente disponibile dal generatore.
Per fare ciò si utilizzano le batterie.
La batteria è un generatore elettrochimico caratterizzato dalla reversibilità del processo.
Supponiamo per fare un esempio, che l'unione di idrogeno e ossigeno per creare acqua sia un fenomeno che produce energia;
Fornendo energia torniamo a separare i due elementi, che potranno ripetere il meccanismo in seguito.
Quindi, la batteria genera corrente, quando è scarica le diamo corrente e la ricarichiamo.
La capacità di una batteria si misura in anpere/ora, simbolo Ah.
In teoria una batteria da 100Ah dovrebbe fornire 100A per un'ora.
In realtà ciò non è possibile, perchè le reazioni chimiche hanno bisogno di tempo per completarsi, quindi
è più realistico dire che potrà fornire 10A per 10 ore. (sono sempre 100Ah sul piano matematico).
Anche se le diverse tecnologie danno diversi comportamenti, assumiamo come regola generale che
una batteria va caricata con al max il 10% della sua capacità, e avrà un limite di corrente erogabile pari anche qui al 10%.
Quindi ci vorranno 10 ore per caricare la nostra batteria, e la potremo usare per 10 ore, ma al 10% della sua capacità
Logica conseguenza di questo è che tutto va dimensionato correttamente.
Se i nostri pannelli forniscono 100A a mezzogiorno, e 1A la mattina o la sera, o il nostro generatore eolico gira fortissimo ma solo per un'ora al giorno,
saremo costretti ad avere batterie da 1000 Ah per poter utilizzare senza sprechi i momenti di picco usando tutti i 100A generati,
ma non le caricheremo a più del 10% della loro capacità.
Diversamente, se avremo una batteria  da 100Ah, che appare molto più proporzionata a pannelli/generatori da 100A DI PICCO,
sprecheremo molta dell' energia prodotta..
Un altro sistema per immagazzinare energia è venderla all'enel iniettendola nella rete tradizionale nel momento in cui viene prodotta, e consumando
sempre dalla rete quella che ci serve.
Per fare ciò però è necessario un sistema molto sofisticato che è difficile da ammortizzare, nonostante i tanto sbandierati aiuti fiscali.
Infatti, l'energia da mandare in rete deve rispettare parametri estrememente restrittivi, come la tensione esatta, la frequenza esatta; deve inoltre essere
perfettamente in fase con quella prodotta dall'enel, cioè le variazioni devono avvenire in maniera identica.
Se pensiamo che la frequenza standard è 50Hz, cioè 50 variazioni al secondo, possiamo avere un'idea di quanto questo parametro sia difficile da rispettare.
Non potendo pretendere che il vento soffi all'esatta velocità che ci servirebbe, non possiamo pensare di usare i generatori eolici 'in fase' con la rete.
I pannelli generano continua, e a bassa tensione, idem per le batterie.
Quindi, tutta l'energia deve entrare in un grosso apparecchio che si occuperà di trasformare e monitorare tutti i parametri.
Questo apparecchio deve essere omologato, quindi non possiamo pensare di risparmiare trovando l'affare, ma dobbiamo comprare marca e modello che ci vengono indicati,
se si guasta può essere riparato solo da personale qualificato, ecc.
Non mi dilungherò a spiegare i mille aspetti di questo tipo di applicazione, dirò solo che la valutazione sulla convenienza è molto complessa e per nulla scontata.
Eventualmente gli interessati potranno stabilire un contatto personale con il sottoscritto per  approfondimenti.
Riassumendo:
Puoi generare energia indipendentemente dall'enel  con un sistema  molto sovradimensionato, così da avere la potenza che ti serve anche nei momenti di bassa produzione;
Puoi vendere l'energia quando la produci e usarla quando ti serve appoggiandoti all'enel ma fai bene i tuoi conti...
In definitiva, non volendo fare grossi investimenti, i sistemi alternativi risultano a mio parere effettivamente interessanti solo per le applicazioni off-grid, cioè indipendenti.
Quindi, alimentare un singolo apparecchio, come appunto lo scaldabagno o il condizionatore (e in estate sole = caldo ma anche corrente).
Tornando all'esempio dello scaldabagno, non è difficile avere acqua sempre calda grazie all'impiego in tandem di pannelli solari e generatori eolici,
Considerando i cicli di utilizzo dell'acqua e l'inerzia di raffreddamento dei boiler, non è difficile ipotizzare un forte risparmio anche se l'energia non viene applicata in maniera continuativa,
magari predisponendo anche una commutazione automatica alla rete in caso di zero produzione così da non rimanere comunque al freddo.
Ovviamente non possiamo pensare di guardare le tv alimentandola con un mulino a vento, ma tornando sul discorso delle batterie ciò è fattibile.
In realtà anche se poco nota esiste una terza alternativa:
Un'abitazione solitamente usa una fornitura enel da 3KW, cioè 3000W.
Non è una potenza così elevata, ed è relativamente facile ed economico reallizzare un sistema che fornisca tale potenza, e che grazie ad una commutazione automatica con la rete, ci permetta di usare l'energia alternativa quando prodotta, e di passare automaticamente all'enel quando l'alternativa è assente senza usare contatori bidirezionali e contratti speciali.
In questo modo l'eventuale sovrappiù viene sprecato, e se non produci a sufficienza non puoi assorbire dall'enel soltanto la differenza.
Cioè: mettiamo che il vento e il sole mi regalino 500w, e io in quel momento ne sto consumando 200, userò l'energia alternativa.
Se però ne consumo 600, passerò all'enel.
Questo non significa che non sia possibile 'sommare' in senso tecnico, solo che non è fattibile con un sistema semplice ed economico che, quando lavora, permette comunque un certo risparmio.
Attenzione a verificare comunque le leggi vigenti; anche se in questo modo tutto resta a valle del nostro contatore, esistono comunque cose che si possono fare e cose che non vanno bene.
Un altro uso intelligente delle energie alternative è portare la corrente 'a spot' dove non è presente e non vale la pena portarla come fornitura enel.
Infatti, ci sono infinite applicazioni in cui avere elettricità, anche se con potenze non elevate e per poco tempo nell'arco della giornata
può essere molto utile.
Il classico esempio è quello dell'orto, magari in aperta campagna e lontano dalle case.
Solitamente si usano i generatori a benzina, che consumano e quindi costano, fanno rumore e puzza.
Un piccolo eolico che carica una batteria nell'arco di 24 ore pùò fornire l'energia necessaria ad usare per alcune ore una pompa, un decespugliarore, una sega elettrica per potare,
a costo zero e nel rispetto della natura.
Rileggendo quanto scritto mi rendo conto di aver 'buttato lì' un certo numero di cose, il campo è molto vasto ed è difficile riassumere centrando i punti importanti.
Spero che se non nella sua totalità questa guida possa essere utile almeno a spezzoni, chiarendo dubbi isolati.
Resto comunque a disposizione di chiunque voglia interpellarmi con domande o richieste pertinenti, sperando di poter essere utile.
Vi chiedo solo un pò di pazienza, rispondo nel tempo libero, il problema è averne!!!
Ciao!!













ID guida: 10000000009640887Guida creata: 06/12/08 (aggiornato il 20/08/13)

 
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