Spesso è necessario dimensionare correttamente il sistema fotovoltaico per alimentare delle luci.
Mentre per batteria e regolatore il dimensionamento è piuttosto semplice e standard per il modulo fotovoltaico il discorso è molto articolato ed è necessario capire bene la modalità di utilizzo delle luci.
E' facilmente intuibile che se si prende ad esempio una lampada da 10W e la si utilizza come luce notturna in veranda tenendola accesa dall'alba al tramonto (mediamente 12 ore al giorno) si avrà bisogno di un modulo fotovoltaico 10 o 15 volte più potente del modulo fotovoltaico che si utilizzerebbe per accendere la stessa lampada da 10W installata come luce di cortesia nel garage (si accende 10 minuti x 3-4 volte al giorno quando qualcuno entra).
Vediamo in dettaglio i dati che bisogna conoscere attraverso un esempio. Si devono alimentare le luci di una piccola baita composte da:
- 1 luce esterna da 8 W,
- 1 luce interna da 12 W,
- 1 luce bagno da 5 W,
a) Potenza delle luci LED
Chiaramente le luci dovranno essere di tipo LED ed è necessario conoscere la potenza delle varie luci che si vogliono utilizzare. Ad esempio: 1 lampada da 12W, 1 lampade da 8W e 1 lampada da 5W. TOTALE 25W
b) Tempi di accensione delle luci
Di ciascuna lampada bisogna stimare le ore di accensione, in quanto in generale possono essere molto diversi: nell'esempio della baita possiamo ipotizzare
- luce esterna da 8 W --> 6 ore al giorno dopo il tramonto],
- luce interna da 12 W --> 12 ore al giorno;
- luce bagno da 5 W --> max 2 ore al giorno;
Avendo potenze delle luci[W] e tempi di accensione [h] possiamo calcolare il consumo di energia [Wh] tramite la semplice moltiplicazione:
- 8W x 6h = 48Wh
- 12W x 12h = 144Wh
- 5W x 2 h = 10Wh
Totale: 48Wh + 144Wh +10Wh = 202Wh (arrotondiamo a 200Wh)
Questo è il consumo giornaliero di una giornata tipo.
c) Modalità di utilizzo
Dopo aver definito potenze e tempi è utile capire la modalità di utilizzo del sistema:
- quotidiano?
- frequente? (ossia 3-4 giorni a settimana)
- week-end? (ossia max 2 giorni a settimana)
- occasionale? (ossia max 3-4 giorni al mese)
Nell'esempio della baita ipotizziamo "uso quotidiano"
d) Stagionalità
L'utilizzo del sistema ha una stagionalità oppure no? si usa prevalentemente in estate, oppure prevalentemente in inverno oppure tutto l'anno indifferentemente?
Evidentemente se l'utilizzo prevalente è estivo il pannello solare potrà essere decisamente più piccolo rispetto allo stesso identico sistema installato in una situazione in cui l'utilizzo è prevalentemente invernale.
Nell'esempio della baita ipotizziamo "uso tutto l'anno = NESSUNA STAGIONALITA' PREVALENTE"
e) Ubicazione (latitudine)
Una importanza (non esagerata) ma comunque influente è data dalla ubicazione del sistema, inteso come latitudine geografica: siamo a Palermo, a Roma o a Milano? la posizione geografica influisce sul dimensionamento di +15%/-15%. Come regola si dimensiona il kit come ubicato in centro Italia e poi eventualmente si possono apportare delle maggiorazioni o riduzioni se l'ubicazione è diversa. Se nel dimensionamento risulta utile un modulo fotovoltaico da 80W posso usarne tranquillamente una da 70W se l'ubicazione è sud Italia oppure è preferibile usare un 90W se l'ubicazione nord Italia.
Esempio 2 - Sistema di illuminazione da 20W complessivi
Supponiamo di volere alimentare un set di lampade per totali 20W (1 proiettore da giardino da 20W, oppure 2 lampade a bulbo da 10W cad, oppure 5 lampioncini da giardino da 4W/cad... la potenza totale è sempre 20W).
Per dare una indicazione di massima possiamo utilizzare la seguente regola che stabilisce un fattore moltiplicativo (x2 o x4 oppure x6) che consente di stimare la potenza del pannello solare partendo dalla potenza delle luci (20W).
Il modulo fotovoltaico dovrà essere da
40W (x2) per situazione di utilizzo occasionale delle luci (max 15 ore a settimana in inverno, max 30 ore a settimana in estate)
80W (x4) per situazione di utilizzo quotidiano ma LIMITATO (max 7 ore al giorno in inverno, max 12 ore al giorno in estate)
120W (x6) per situazione di utilizzo quotidiano SENZA LIMITAZIONI (dal tramonto all'alba sia in estate che in inverno)
Nota sui sistemi di illuminazione a 230V
L'uso di lampade 230V AC nei sistemi di illuminazione con pannello solare in generale è da sconsigliare in quanto richiede l'utilizzo di un inverter per trasformare l'energia da 12V o 24V DC (delle batterie) in energia in corrente alternata 230V AC.
L'utilizzo dell'inverter è da evitare in quanto:
- ha un autoconsumo elevato (anche con le luci spente se l'inverter resta acceso il consumo dalla batterie è importante;
- se deve restare acceso molte ore al giorno, tutti i giorni, (come ad esempio per l'illuminazione notturna di un giardino) bisogna usare un inverter di buona qualità (costoso!), altrimenti tendenzialmente si guasterà in fretta (gli inverter economici non sono progettati per utilizzo prolungato e quotidiano);
- l'unico vantaggio dell'uso dell'inverter è quello di poter usare cavi di alimentazione relativamente sottili anche su distanze relativamente lunghe: se bisogna illuminare un ampio giardino con lampioni distanti anche 50m dalla sorgente di energia (batteria) il sistema a 12V richiederebbe cavi di sezione molto grossa (costosi!), un sistema 24V potrebbe essere un buon compromesso, il sistema 230V sicuramente consente di usare cavi molto sottili.
Nota sulla scelta delle luci LED Come metro di riferimento possiamo dire che una luce da 10W a LED equivale circa a 80W di lampada ad incandescenza. Non è semplice dare indicazioni sulle lampade giuste da utilizzare in un dato ambiente in quanto dipende della dimensioni, colore delle parte, abitudini, ecc.. Diamo una indicazione di massima su utilizzi standard:
- Luce principale cucina: 12-14W
- Luce camera da letto: 10W
- Luce bagno: 8W
- Abat-jour: 1,5-2W
- Luce esterna ingresso: 5W
- Lampioncino giardino 4-5W
- Segnapasso interrato: 2-3W