ENERGIE RINNOVABILI NOMADICHE. realizzato da: Jacopo Fiorucci, Marco Pettinari

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1 ENERGIE RINNOVABILI NOMADICHE realizzato da: Jacopo Fiorucci, Marco Pettinari

2 Prima di tutto: motivazione Perché le energie rinnovabili? Perché risparmiare energia? Perché la salvaguardia dell ambiente? La risposta:

3 Introduzione Il concetto di energia rinnovabile di solito si applica ad installazioni fisse, come ad esempio pannelli solari nelle abitazioni, o impianti eolici che vediamo nei nostri paesaggi. Molto più difficile è riuscire ad ottenere energia rinnovabile in movimento in qualunque situazione e luogo. La sfida del futuro sarà proprio questa date le esigenze sempre maggiori di mobilità di chiunque nel mondo. A tal proposito proponiamo vari sistemi che permettono di ottenere energia svincolati da postazioni fisse. Pensando all utilizzo su mezzi di trasporto quali camper e roulotte, una prima idea consiste nell equipaggiamento con impianti pico-hydro, micro-eolico e pannelli solari flessibili. In questo modo abbiamo a disposizione un mezzo che si adatta con facilità ad ogni possibile condizione, privilegiando una fonte di energia o l altra a seconda della disponibilità. Più nel dettaglio pensando ai dispositivi elettronici di cui un viaggiatore normalmente dispone, abbiamo pensato a cellulari o notebook dotati di pannelli solari.

4 IMPIANTO SOLARE PER CAMPER L'aiuto del Sole per chi viaggia in camper è diventato oggi irrinunciabile. Con un buon impianto a energia solare è infatti possibile sostare ovunque, senza temere di restare a corto di energia elettrica, con notevoli vantaggi in termini di libertà, di economia di esercizio, e di pulizia dell'ambiente. E' naturalmente importante fare le cose bene, e quindi scegliere tutti i componenti dell'impianto secondo le effettive esigenze.

5 Esempio di impianto

6 Componenti

7 Dimensionamento Che potenza dobbiamo scegliere per i pannelli fotovoltaici? Per poter dimensionare in modo corretto il ns. impianto, dovremo per prima cosa fare l'elenco delle apparecchiature che vogliamo alimentate a camper fermo: luci, TV, frigo, ecc.. Distinguiamo quelle che possono essere alimentate a 12V in corrente continua da quelle che vanno alimentate a 220V in corrente alternata. Se alcune apparecchiature hanno entrambe le possibilità, scegliamo di alimentarle in corrente continua (la corrente in uscita dalla batteria del camper).

8 Dimensionamento Dovremo ora individuare le potenze giornaliere assorbite da ciascuna apparecchiatura. Pertanto andremo a leggere la potenza in watt (W) stampigliata sulla targhetta che di solito si trova sul retro di ogni apparecchio. Moltiplichiamo questa potenza per il numero di ore al giorno che prevediamo di usare, otterremo i Wattora assorbiti da quell'apparecchio in un giorno, e quindi la potenza che gli dovremo fornire.

9 Esempio 1 Un TV color assorbe 30W e pensiamo di tenerlo acceso per 4 ore al giorno: a quell'apparecchio dovremo fornire 30*4=120 Wh al giorno. Sommiamo quindi le varie potenze in wattora al giorno di luci, TV, ecc e otterremo la potenza totale assorbita dai nostri apparecchi. Attenzione: per il frigorifero non va moltiplicata la potenza assorbita per il numero di ore di accensione, in quanto il compressore non funziona continuamente: il dato di potenza assorbita giornaliera (wattora al giorno) è di solito presente nel manuale d'istruzioni o nella scheda tecnica fornita dal produttore.

10 Esempio 2 Supponiamo ora che il ns. calcolo ci indichi che abbiamo bisogno in totale di 300 Wh al giorno. Se desideriamo che il Sole fornisca tutta l'energia necessaria dovremo installare: - 1 pannello da 80W, se usiamo il camper solo d'estate (in quanto un pannello da 80W in estate genera circa Wh al giorno) - 2 pannelli da 80W, se usiamo il camper anche d'inverno (in quanto d'inverno un pannello da 80W genera circa Wh al giorno). Naturalmente queste valutazioni tengono conto che ci sia bel tempo: per cautelarci dai giorni nuvolosi, sarà meglio fare una scelta prudenziale, maggiorando la potenza dei pannelli, in modo da immagazzinare quando c'è il sole più energia nella batteria. Se invece ci accontentiamo che l'energia solare sia solo di supporto, cioè serva soltanto a mantenere carica la batteria di servizio durante brevi soste, potremo naturalmente scegliere per il pannello potenze minori.

11 Batteria Che batteria mi occorre? Le batterie sono classificate in Ampere/ora: riprendendo l'esempio precedente, in cui abbiamo calcolato un assorbimento di 300 Wattora al giorno, la batteria ci dovrà assicurare 300W/12V=24 Ampere/ora al giorno. Pertanto in questo caso ci regoleremo in funzione della durata delle soste che prevediamo nel ns. viaggio. Se scegliamo una batteria da 100Ah, quando è completamente carica questa batteria ci assicurerà autonomia per circa 3/4 gg. Per quanto riguarda il tipo di batteria, possiamo dire che in linea teorica qualsiasi batteria a 12V può andar bene: è tuttavia da tener presente che le classiche batterie per uso automobilistico hanno una vita media di 2-3 anni e non sono progettate per cicli di carica e scarica profonda, per cui la loro durata sarà limitata. E' pertanto opportuno scegliere una batteria ermetica, al piombo/gel o piombo/calcio, progettata appositamente per funzionare con pannelli solari, senza necessità di manutenzione. Queste batterie durano fino a 8/10 anni, si ripagano del maggior costo, e garantiscono massima affidabilità di servizio.

12 Regolatore Il regolatore di carica Il pannello solare, come si può vedere dallo schema sopra illustrato, in realtà non andrà ad alimentare direttamente i nostri apparecchi, ma il suo flusso di corrente dovrà essere controllato dal "regolatore di carica". Questo fondamentale apparecchio innanzitutto assicura una corrente costante ai carichi, prelevandola dai pannelli e/o dalla batteria, e inoltre si occupa di interrompere la carica quando la batteria è al 100%, e di disconnettere i carichi quando la batteria è scarica. In questo modo eviterà stati di sovraccarica e di scarica eccessiva alla batteria, mantenendola in buona salute. La scelta del regolatore va fatta sulla corrente massima assorbita dai nostri carichi.

13 Parallelatore e Display Il Parallelatore e il Display Si tratta di due apparecchi molto utili, anche se non strettamente indispensabili: il parallelatore è infatti in grado di deviare sulla batteria motore la corrente che giunge dai panelli solari e che verrebbe inutilizzata, quando la batteria di servizio è carica, e quindi va a mantenere in carica la batteria motore. Il display è in grado di visualizzare lo stato di carica della batteria di servizio.

14 Inverter L'inverter E' l'apparecchio che converte i 12V c.c. della batteria nei classici 220 V c.a.: ci servirà pertanto ad alimentare gli apparecchi che non hanno possibilità di alimentazione in corrente continua, quali TV color senza alimentazione a 12V, videoregistratori, fax, ecc. Va acquistato se esiste almeno un apparecchio da alimentare a 220V, e va dimensionato di potenza superiore alla somma delle potenze in corrente alternata dei singoli apparecchi, per tener conto della corrente di spunto all'accensione.

15 Montaggio Il montaggio Il montaggio meccanico ed elettrico va effettuato preferibilmente da personale specializzato. Per chi si diletta nel "fai-da-te" e si sente in grado di effettuare tutto da solo è possibile acquistare supporti di fissaggio e cavi, e quindi procedere al montaggio del/i pannello/i sul tetto del camper ed ai collegamenti elettrici. Riassumiamo i componenti necessari per un impianto solare per camper: - 1 o 2 pannelli fotovoltaici - 1 regolatore di carica della batteria - 1 o 2 batterie ermetiche senza manutenzione - parallelatore e display - inverter - supporti di fissaggio pannelli, cavi e guaine

16 PICO HYDRO TRASPORTABILE E noto che l energia idraulica si trova in una posizione privilegiata rispetto alle altre fonti rinnovabili quali vento, sole, biomasse, perché presenta alcuni vantaggi fondamentali, quali un costo d impianto generalmente più basso a parità di potenza prodotta, una superiore affidabilità, una produzione energetica più intensa e regolare nel tempo. Impianti pico-idroelettrici trasportabili si possono utilizzare qualora s incontrino piccoli corsi d acqua con sufficiente portata. Gli impianti di piccola taglia sono quasi sempre ad acqua fluente, cioè la produzione di energia è funzione della disponibilità effettiva dell acqua e non di quella che potrebbe derivare dall eventuale regolazione e accumulo in un invaso: questo semplifica l installazione che non richiede opere accessorie.

17 Classificazione UNIDO Secondo la classificazione introdotta dalla UNIDO Organizzazione delle Nazioni Unite per lo Sviluppo Industriale (Penche, 1998) gli impianti idroelettrici si suddividono, in base al valore della potenza nominale prodotta, in: Pico impianti P < 5 kw Micro impianti P < 100 kw Mini impianti 100 < P < 1000 kw Piccoli impianti 1000 < P < kw Grandi impianti P > kw

18 Classificazione presa-accumulo Un altro tipo di classificazione è basato sulla modalità di presa e accumulo delle acque: impianti ad acqua fluente, essi non sono in grado di regolare la portata derivabile durante l anno; il loro funzionamento è quindi funzione del regime idrologico del corso d acqua; impianti a bacino, sono in grado di regolare la portata derivata grazie all utilizzo di un serbatoio; la regolazione può essere giornaliera, settimanale o mensile e la sua entità è connessa alla capacità di accumulo del serbatoio; impianti inseriti in un canale o in una condotta per l approvvigionamento idrico, questo tipo di impianti sono anche detti impianti multi-funzione in quanto la produzione idroelettrica avviene contemporaneamente ad un altra funzione. E il caso degli impianti idroelettrici inseriti in canali irrigui o in sistemi d approvvigionamento potabile.

19 Pico hydro ad immersione Ci sono migliaia di luoghi in cui le persone hanno una sorgente di acqua che cade o scorre, ma non hanno energia elettrica. Per queste comunità rurali, pico hydro è il più basso costo della tecnologia per la generazione di energia elettrica: l illuminazione da questa fonte è la più conveniente. Possono inoltre essere trasportati a bordo di camper, barche..ecc. IMPIANTI AD ACQUA FLUENTE (AD IMMERSIONE)

20 Pico hydro ad immersione Picolo200 turbina 200W Picolo500 turbina 500W Portata (L/sec) Immersione (m) Capacità (W) Output (VAC) 220 (50-60Hz) 220 (50-60Hz)

21 Pico hydro a condotta "La luce dall'acqua" Impianto generatore di energia elettrica 220V per mezzo di una mini turbina ad acqua COMPOSIZIONE IMPIANTO MINITURBINA DAFNE HYDRO 624/1524 REGOLATORE RH 624/1524 INVERTER INV 624/1N1524 ACCUMULATORI 2 da 12V 100/150AH CAVI DI CONNESSIONE

22 Dafne Hydro 624/1524 GENERATORE IDROELETTRICO MODELLO DAFNE HYDRO 624/1524 POTENZA: 624-> 600/2000W 1524-> 1500/3500 W PRESSIONE NECESSARIA: min 2 max 7,5 Atm CONSUMO D'ACQUA: min 1 max 2 lt/sec AUTONOMIA: 624-> 500W min 5 ore 1524-> 1000 W min 4 ore CHE COS'È HYDRO 624/1524 E' un generatore idroelettrico di energia elettrica a 220V che utilizza come sorgente di energia il salto d'acqua di una piccola sorgente o di piccoli acquedotti privati; può alimentare tutte le normali utenze di casa esclusi lavatrice o lavastoviglie; è ideale per chi necessiti di energia elettrica in luoghi lontani dalle reti di distribuzione nazionali; può alimentare uno chalet, una casa isolata, un camper in sosta;

23 Dafne Hydro 624/1524 può essere altresì utilizzato in abbinamento ad un impianto fotovoltaico; è esente da tasse; non richiede manutenzione salvo la verifica semestrale delle batterie; è costruito nel rispetto delle normative di sicurezza CEE; la sua vita media è di oltre 15 anni (eccetto batterie). COME FUNZIONA Il microimpianto idroelettrico sfrutta un salto d'acqua trasformando l'energia meccanica in energia elettrica. Viene così generata una tensione a 24 V (28,8V) in corrente continua la quale carica delle batterie e alimenta un inverter. Detto inverter provvede a convertire l'energia elettrica in cc in ca a 220 V/50 Hz. L'inverter dispone al suo interno di un dispositivo di controllo di presenza del carico che provvede a spegnerlo automaticamente quando non viene richiesta energia.

24 Dafne Hydro 624/1524 Attenzione: questo generatore è dotato di un dispositivo elettronico di nuova concezione che provvede ad adeguare la potenza in uscita dalla turbina al salto ed alla quantità di acqua disponibile, controllando la carica delle batterie sino ad un massimo livello; l'energia in eccesso verrà inviata ad un riscaldatore o ad un boiler. PRESTAZIONI Energia immagazzinata giornaliera: Salto Portata Wh (m) (l/sec) (giornalieri) 20 (0,95) (1,05) (1,25) 4.320

25 Dafne Hydro 624/ (1,40) (1,60) (1,70) (1,90) Potenza disponibile: HYDRO 624: 600 VA (2kVA di spunto) HYDRO 1524: VA (3,5 kva di spunto) APPARECCHI COLLEGABILI Impianti di illuminazioni dotato di lampade a basso consumo televisori a colori, apparecchi radio o ricetrasmittenti frigoriferi da litri apparecchiature elettriche con motore fino a 1/2 HP, pompe, trapani, ecc.

26 Dafne Turbox 200 "La luce dall'acqua Impianto generatore di energia elettrica 220V per mezzo di un micro generatore idroelettrico GENERATORE IDROELETTRICO MODELLO DAFNE TURBOX POTENZA: 200 VA (max 300 VA) - PRESSIONE NECESSARIA: min 2 max 5 Atm - CONSUMO D'ACQUA: min 14 max 25 lt/sec - AUTONOMIA: 100 W min 5 ore - DIMENSIONI: 250 x 420 x h 320 mm - PESO: 26 kg

27 Dafne Turbox 200 CHE COS'È TURBOX 200 E' un generatore portatile di energia elettrica a 220V azionato dall'acqua di un normale acquedotto. Alimenta lampade (meglio se a basso consumo), radio, televisione, carica batterie per radiotelefoni e cellulari, piccoli utensili. Consuma come un irrigatore da giardino (15-25 lt/min). E' l'ideale per chalet, case isolate, camper in sosta, piccole stazioni radio. Ha un costo contenuto, non richiede né autorizzazioni né tasse. E' costruito nel rispetto delle normative di sicurezza CEE. Rappresenta un'alternativa ecologica alla soluzione motogeneratore. Può essere utilizzato in abbinamento ad un impianto fotovoltaico preesistente.

28 Dafne Turbox 200 COME FUNZIONA Il microgeneratore idroelettrico è azionato dalla pressione presente nell'acquedotto di casa o in una piccola condotta con un diametro di mm (1 pollice). L acqua fa ruotare una turbina che mette in movimento un piccolo generatore elettrico che carica due batterie interne la cui energia viene trasformata in corrente elettrica a 220V 50Hz dall'inverter incorporato. PRESTAZIONI Energia immagazzinata giornaliera: SALTO Portata Wh (m) (l/min) (giornalieri) 20 (14) (18) (21) (23) 1.450

29 Altri esempi

30 MINI EOLICO Le mini pale eoliche sono generatori eolici di piccola taglia detti anche impianti mini eolici che utilizzano il vento per produrre energia elettrica: assumono il suffisso mini per differenziarli dagli impianti di grandi dimensioni che costituiscono le centrali eoliche. Hanno rotori di piccolissime dimensioni generalmente di diametro inferiore al metro e una grande semplicità di installazione (ben si prestano al fai da te). Data la loro semplicità possono essere posizionati in qualunque posto dal terrazzo al balcone di casa dalla barca al camper. Una loro fondamentale caratteristica è che possono utilizzare anche venti dotati di velocità estremamente basse dell'ordine dei due metri al secondo. Per taluni marchi la realizzazione del rotore è effettuata con plastica riciclata anziché in metallo allo scopo di ridurre peso e costo di realizzazione.

31 Considerazioni I vantaggi dell'installazione di un siffatto impianto sono ben evidenti e riassumibili in: - ecologici, assenza di qualunque tipo di emissioni inquinanti; - economici, possibilità di interfacciare l'impianto alla rete del Gestore ed usufruire delle tariffe incentivanti per la vendita dell'energia elettrica. Il costo di una mini pala eolica dipende ovviamente dalla potenza generata, per la categoria in oggetto va dai 1000 ai 3000 euro a kw di potenza. Con i decreti attuativi della finanziaria del 2007 è stata confermata per il mini eolico la tariffa onnicomprensiva di 0,30 di euro per ogni kw di energia elettrica immessa in rete. La cosa ha destato grandi aspettative nel mercato. Occorre innanzi tutto monitorare con estrema attenzione il sito per un adeguato periodo e poi effettuare con appositi software delle proiezioni della futura produttività dell'impianto. Effettuati e superati tali calcoli si può

32 Ulteriori vantaggi passare alla installazione che conviene far curare ad esperti del settore che garantiranno l'impianto stesso e lo doteranno di tutti i necessari collaudi e certificazioni e cureranno la pratica nei confronti del GSE per ottenere le incentivazioni. Un impianto di 3,5 kw del costo di circa euro consente il recupero dell'investimento in sei anni circa. Tenuto conto che la vita media dell'impianto è 25/30 anni e che gli incentivi durano per 15 anni, dopo si potrà vendere la corrente al miglior offerente. Si capisce che l'installazione del mini eolico può essere un discreto affare oltre che una scelta responsabile.

33 Aerogen 6 da 24V Il potente AEROGEN 6 è l ideale per chi vive a bordo della propria barca o del proprio caravan così come è l ideale per le case di vacanza e per applicazioni professionali che richiedano elevate potenze. É infatti in grado di erogare ben 670 Ah alla settimana con un vento di soli 20 Km/h. É dotato di un codolo per un facile montaggio su di un tubo da 38 mm di diametro. Può funzionare in modo continuo ed in piena sicurezza anche con venti di tempesta arrivando a generare una corrente massima di 30A a 24V cc.

34 Principali caratteristiche Cominciano ad erogare energia con velocità del vento di circa 8 Km/h; sono progettati per resistere a venti di fortissima intensità; sono tra i più silenziosi generatori eolici esistenti sul mercato; la velocità di rotazione è particolarmente bassa; sono compatti, leggeri ma molto robusti ed affidabili; non hanno né frizione né dissipatore interno; tutte le parti in movimento sono costruite con materiali marinizzati e ad elevata resistenza per garantire anni di funzionamento senza interventi di manutenzione; l alternatore incorporato, senza spazzole, è ad alta efficienza ed è supportato da cuscinetti lubrificati a vita per alte prestazioni.

35 Applicazioni Imbarcazioni Caravan e case mobili Elettrificazione rurale, di baite, rifugi e case isolate Case isolate di vacanza estiva Telemetria, monitoraggio e trasmissione dati Stazioni di rilevamento meteorologico Ossigenazione di vivai ittici Centri sanitari mobili o isolati Elettrificazione di basi scientifiche in zone remote anche in condizioni climatiche estreme

36 ACCESSORI PER IL VIAGGIATORE Qui sopra alcuni pannelli solari flessibili, arrotolabili come coperte. A lato un cellulare con pannello solare incorporato.

37 Notebook con TX-RX satellitare Two-way portable telephone and web access anywhere in the world completely solar-powered, portable, rugged. specially-configured laptop computer satellite telephone and internet connection completely solar power supply connect from remote locations not covered by cellulars full , web access, file transfer support worldwide internet service provider, fully secure fast digital sign-on; online in 2-3 seconds mini digital stereo recording system hi-res miniaturized digital camera ruggedized waterproof carrying case

38 Major Component Details Folding Solar Panel Array Light, flexible gate-fold design, durable covering daily energy production 150 watt hours; charges all Nomad components Satellite Phone GlobalStar or Iridium supported Comes pre-licensed, configured for data access as well as voice; works anywhere in the world Laptop Computer Win2000, Pentium IV 14 hi-res backlit display CD-ROM, pre-installed satellite communications software, advanced data acceleration Miniature Digital Camera 2 megapixel resolution; 250+ images Digital Recorder Minidisc, up to 2 hours of highquality recording, 2 optical all-digital interface to computer

39 Others accessories WorldSpace Satellite Radio and Directed Data Receiver Provides valuable local radio programming through built-in satellite receiver in many regions of the world, in English and local languages, for low monthly charge See for more info Compact Battery-Powered Color Printer and Optical Scanner Wireless infrared interface

40 Automotive Adapters for Satellite Phone and Handheld PC 12 volt adapter for Powering/charging laptop from car or airplane battery Car DC Adapter for Powering/charging satellite phone Adapters precisely matched to components, to allow flexible charging anywhere as supplement to solar power 12 volt double outlet

41 Battery Pack Multipower Source Charges from solar array can provide backup power for the built-in batteries in computer, satphone, printer, etc; can independently power these and other devices as needed See next screen for examples Solar Spark Lighter Reaches 1000 F will ignite paper or other combustible materials

42 Battery Applications Powering and/or charging the laptop computer Bright fluorescent light; cooling fan Eight-step power for all consumer electronics, cameras, televisions from 1.5 to 12 V

43 Field Kit Accessories Wind-up Radio and Extension Light Shortwave antenna Powerful AM-FM and global shortwave radio 5 minutes of crank action = 30 minutes of operation Attached shortwave antenna enhances reception Retractable lamp provides light

44 Field Kit Accessories Battery Charging Station for multiple sets of AAA, AA, C or D batteries Drinking Water Purifier Advanced water filtration built into a water bottle quickly eliminates most harmful chemicals Compass & Magnifying Lens

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