Libertà Energetica: La Guida Passo-Passo Più Semplice per Installare e Gestire in Modo Sicuro il Proprio Sistema di Energia Solare per Case Minuscole, Capanne, Camper e Barche Fuori Rete

Di Pietro Ingrassia

Sognate una vita meno dipendente dalla rete elettrica? Desiderate l'autosufficienza che deriva dalla produzione di energia propria? Siete pronti a fare il salto verso un futuro più verde e sostenibile, ma non sapete da dove cominciare?

 

"La Bibbia dell'energia solare off grid" è proprio la guida di cui avete bisogno.
In questo volume completo, intraprenderete un viaggio da principianti a esperti, svelando i misteri dell'energia solare e scoprendo come questa possa diventare la vostra soluzione energetica personale, rinnovabile ed economica.

Perché scegliere "La Bibbia dell'energia solare off grid"? Ecco cosa troverete all'interno:

 

• Un'introduzione completa all'energia solare: capire i principi di base dell'energia solare, come funziona e perché è la fonte di energia rinnovabile del futuro.
• Una guida passo-passo alla progettazione di un impianto solare: imparate a personalizzare il vostro impianto solare per soddisfare le vostre esigenze, le richieste specifiche del luogo in cui vi trovate e i passaggi per trasformare la vostra visione in realtà.
• Conoscenze essenziali per la vita off-grid: preparatevi mentalmente al passaggio alla vita off-grid, scoprite gli elettrodomestici e gli strumenti essenziali e affrontate i cambiamenti con facilità e sicurezza.
• Approfondimenti sui sistemi ibridi: esplorate i vantaggi della diversificazione delle fonti energetiche, combinando l'energia solare con altre fonti rinnovabili come l'eolico e l'idroelettrico.
• Consigli degli esperti sulla manutenzione e la risoluzione dei problemi: imparate a conoscere la manutenzione regolare e la risoluzione dei problemi più comuni per garantire il funzionamento ottimale del vostro impianto solare.
• Scenari reali: Immergetevi in casi di studio che mostrano l'uso pratico dell'energia solare in una casa, in una barca, in un camper e in una baita remota.

"La Bibbia dell'energia solare off grid" è più di un libro: è il vostro passaporto per l'indipendenza energetica. Sia che siate nuovi al concetto di energia rinnovabile, sia che siate appassionati di vita off-grid e vogliate migliorare la vostra configurazione, sia che siate una via di mezzo, questo libro è la vostra tabella di marcia verso un futuro sostenibile alimentato dal sole.

Non lasciatevi intimidire dalla complessità dell'energia solare.

 

Il futuro è qui, ed è alimentato dal sole.

• Lingua: Italiano
• Editore: Pietro Ingrassia
• Data di uscita: 7 ago 2023
• ISBN: 9798223295532

Anteprima del libro

CAPITOLO 1: Cos'è e come funziona?

Un impianto fotovoltaico indipendente (PV), comunemente chiamato impianto solare off-grid, è specificamente progettato per generare elettricità in modo autonomo, separato dalla rete elettrica centralizzata. Il suo funzionamento si basa sui pannelli solari per sfruttare l'energia solare e convertirla in energia elettrica utilizzabile.

Un impianto fotovoltaico off-grid è un sistema elettrico composto da vari moduli che sfruttano la luce solare per produrre elettricità, dando origine al cosiddetto effetto voltaico.

Vi starete chiedendo qual è il meccanismo che trasforma l'energia solare in elettricità? Si tratta di un particolare effetto elettro-fisico che utilizza i fotoni presenti nella luce solare per attivare gli elettroni liberi presenti nelle celle fotovoltaiche di silicio (o in altri materiali sensibili alla luce solare) che formano i pannelli solari.

I pannelli solari raccolgono l'energia dai raggi del sole e la trasformano in energia elettrica. In un sistema fotovoltaico off-grid, questa energia viene solitamente immagazzinata in batterie da utilizzare dopo il tramonto o nei periodi in cui la produzione solare è limitata, come le giornate nuvolose o la notte.

Durante le ore diurne, i pannelli solari generano elettricità che può essere utilizzata direttamente per alimentare i carichi elettrici dell'edificio o del sistema e per caricare le batterie di accumulo. Le batterie fungono da riserva energetica, immagazzinando l'energia in eccesso prodotta durante il giorno per utilizzarla quando la produzione solare è ridotta o assente.

Quando il sole tramonta o nei periodi in cui la produzione solare non è sufficiente, l'energia immagazzinata nelle batterie può essere prelevata e utilizzata per alimentare i carichi elettrici.

L'inverter è responsabile della conversione dell'energia immagazzinata nelle batterie da corrente continua (DC) a corrente alternata (AC), che è il tipo di energia elettrica utilizzata dai comuni elettrodomestici e dispositivi. L'uso delle batterie per immagazzinare l'energia solare consente quindi di sfruttare l'energia solare immediatamente inutilizzata e di renderla disponibile per l'uso anche quando il sole non è presente.

In parole povere, l'energia solare off-grid è un sistema composto da diversi componenti elettrici che vengono utilizzati per generare e fornire energia in luoghi in cui non è possibile o conveniente collegarsi alla rete elettrica pubblica.

Un impianto solare off-grid è generalmente costituito da quattro componenti principali:

Pannelli solari (o moduli fotovoltaici). Questi dispositivi sfruttano l'effetto fotovoltaico per convertire la luce solare in energia elettrica. I pannelli solari vengono solitamente installati sul tetto o su altre aree esposte al sole e possono essere collegati in serie o in parallelo per aumentare la potenza e la tensione del sistema.

Batterie. Le batterie svolgono un ruolo fondamentale nei sistemi solari off-grid, in quanto immagazzinano l'energia generata dai pannelli solari per utilizzarla successivamente quando la luce solare non è disponibile, ad esempio durante le ore notturne o in condizioni di tempo nuvoloso. Le batterie forniscono elettricità al sistema quando la domanda supera l'offerta solare.

Regolatore di carica. Questo dispositivo controlla la carica delle batterie solari. I pannelli solari possono produrre una tensione superiore a quella nominale delle batterie e il regolatore di carica si assicura che la tensione sia regolata in modo sicuro e ottimale per caricare le batterie senza danneggiarle. Inoltre, protegge le batterie da sovraccarichi e sovrascarichi.

Inverter. L'energia solare prodotta dai pannelli è in corrente continua (DC), ma la maggior parte dei dispositivi elettronici domestici richiede energia in corrente alternata (AC). L'inverter converte l'energia solare continua immagazzinata nelle batterie in energia alternata che può essere utilizzata per alimentare elettrodomestici e dispositivi elettronici.

CAPITOLO 2: I principali benefici

Un impianto fotovoltaico off-grid può essere conveniente per chi vuole produrre elettricità in modo indipendente e sfruttare al meglio l'energia solare disponibile.

Se installato prestando attenzione ad alcuni accorgimenti tecnici, il sistema solare off-grid è una soluzione ottimale per risparmiare sulla bolletta elettrica e proteggere l'ambiente preservandone le risorse.

Ma il sistema solare off-grid, oltre a questo, offre numerosi vantaggi. Ecco alcuni di questi vantaggi dell'utilizzo di un impianto fotovoltaico off-grid:

Autonomia energetica. Un impianto fotovoltaico off-grid consente di essere autosufficienti dal punto di vista energetico, senza dipendere dalla rete elettrica pubblica. Questo è particolarmente vantaggioso nelle aree remote o rurali dove può essere costoso o difficile collegarsi alla rete elettrica.

Sfruttare appieno l'energia solare. Un sistema off-grid consente di sfruttare al massimo l'energia solare disponibile. Tutta l'energia prodotta dai pannelli solari può essere immagazzinata nelle batterie per essere utilizzata in seguito, evitando di sprecare immediatamente l'energia solare inutilizzata.

Risparmio sui costi energetici. Un impianto fotovoltaico off-grid può portare a significativi risparmi sui costi energetici nel lungo periodo. Dopo l'installazione iniziale, l'energia solare è gratuita e abbondante. Non ci sono bollette mensili da pagare e i costi di manutenzione e di sostituzione delle batterie possono essere relativamente bassi. I sistemi solari off-grid offrono un'alternativa economica ed efficiente per le regioni remote o isolate che non hanno accesso alle reti elettriche convenzionali. Rappresentano una soluzione economica per soddisfare il fabbisogno di energia elettrica in queste aree. In molte aree rurali o isolate, l'estensione delle linee elettriche può essere molto costosa o addirittura impossibile. In questi casi, l'installazione di un sistema solare off-grid può rappresentare un'alternativa più economica e sostenibile.

Flessibilità e adattabilità. Un sistema off-grid offre la flessibilità di essere installato in diverse configurazioni e posizioni. Può essere dimensionato in base alle esigenze specifiche dell'utente e può essere ampliato in futuro, se necessario. Questa flessibilità è particolarmente utile per applicazioni mobili come camper, barche o rifugi isolati.

CAPITOLO 3: Di quanta energia ho bisogno?

Se avete preso in considerazione l'idea di diventare autosufficienti dal punto di vista energetico, vi sarete probabilmente chiesti quanti pannelli solari sono necessari per diventare off-grid? La risposta a questa domanda è complessa e varia in base al consumo energetico specifico della vostra casa.

Il concetto di off the grid è utilizzato per descrivere la situazione in cui le persone scelgono di rendere la propria casa completamente indipendente dalla rete elettrica nazionale.

La vita off-grid spesso implica la creazione e l'uso autonomo di servizi come il gas, l'acqua e l'elettricità. L'energia solare è, infatti, una delle opzioni più popolari per generare elettricità in modo sostenibile e indipendente dalla rete elettrica tradizionale. In questo modo, le persone possono ridurre la loro dipendenza da risorse esterne e assumere un ruolo attivo nella produzione e nella gestione dei servizi necessari alla vita quotidiana.

In generale, le case autonome off-grid sono particolarmente diffuse, se non addirittura necessarie, nelle località più remote o isolate, dove i servizi pubblici come l'elettricità potrebbero non essere facilmente disponibili.

Le case isolate non sono le uniche a utilizzare i pannelli solari per generare elettricità. Anche nelle aree urbane o suburbane, sempre più persone scelgono l'energia solare come fonte sostenibile per soddisfare il proprio fabbisogno energetico. Ciò può essere motivato da diverse ragioni, tra cui il desiderio di ridurre l'impatto ambientale, risparmiare sui costi energetici a lungo termine e godere di una maggiore indipendenza energetica. L'installazione di pannelli solari sui tetti delle case nelle aree più densamente popolate può consentire alle persone di generare la propria elettricità e ridurre la dipendenza dalla rete elettrica tradizionale.

Sebbene l'installazione di pannelli solari possa consentire a un'abitazione di generare elettricità propria e di ridurre la dipendenza dalla rete, è importante considerare che si tratta solo di una parte del sistema, che è molto più completo e complesso, per diventare completamente autosufficienti.

Per garantire uno stile di vita off-grid sostenibile e a lungo termine, è necessario un sistema di accumulo per conservare l'energia solare generata dai pannelli solari.

Così come i pannelli solari sono l'opzione più economica ed efficiente per generare elettricità dall'energia solare, le batterie solari o i sistemi di accumulo solare rappresentano la migliore tecnologia disponibile per immagazzinare l'energia solare in un sistema off-grid.

Il numero di pannelli solari necessari per diventare indipendenti dalla rete dipende da diversi fattori, tra cui:

Quantità di elettricità utilizzata. Il consumo giornaliero di energia determina la capacità necessaria del sistema solare. Maggiore è il consumo di energia, maggiore sarà il numero di pannelli solari necessari per soddisfare la domanda.

Spazio utilizzabile sul tetto. Le dimensioni e l'area disponibile sul tetto determineranno il limite massimo del numero di pannelli solari installabili. È inoltre importante considerare eventuali ombre o ostacoli che potrebbero ridurre l'efficienza dei pannelli solari.

Quantità di luce solare diretta giornaliera. La quantità di luce solare diretta presente nella vostra area geografica influisce sull'efficienza dei vostri pannelli solari. Nelle aree con un maggior numero di ore di sole, potrebbero essere necessari meno pannelli rispetto alle aree meno soleggiate.

Tipo di pannello solare scelto. Esistono diverse tecnologie e tipi di pannelli solari sul mercato, con diverse efficienze e capacità di produzione di energia. Il tipo di pannelli solari scelti influisce direttamente sulla quantità di pannelli necessari per soddisfare il vostro fabbisogno energetico.

Una casa off-grid media richiede in genere circa 7 kW di potenza per soddisfare completamente il proprio fabbisogno energetico attraverso la generazione di energia solare. Tuttavia, è importante notare che questa stima può variare significativamente in base al consumo energetico specifico di ciascuna abitazione.

La potenza richiesta dipende da fattori quali il numero di elettrodomestici e apparecchiature presenti in casa, l'uso di sistemi di riscaldamento o condizionamento, l'illuminazione e altre esigenze energetiche individuali.

Quando si progetta un impianto solare off-grid, è necessario calcolare il consumo energetico totale giornaliero in chilowattora (kWh) e dimensionare l'impianto solare di conseguenza, considerando l'efficienza dei pannelli solari e le condizioni ambientali locali.

La scelta dei pannelli solari gioca un ruolo fondamentale nel determinare la quantità necessaria per raggiungere l'indipendenza dalla rete elettrica. Il mercato offre diverse opzioni in termini di forme, dimensioni e tipi di pannelli solari, ciascuno con prestazioni e caratteristiche diverse.

I due fattori principali che influenzano il numero di pannelli solari necessari sono:

Fabbisogno energetico. Il fabbisogno energetico determina la quantità di elettricità da generare per soddisfare il consumo giornaliero. All'aumentare del fabbisogno energetico, aumenta anche il numero di pannelli solari necessari per generare la quantità di energia richiesta.

Prestazioni dei pannelli solari. I pannelli solari hanno diverse efficienze e capacità di generare energia. Alcuni pannelli solari possono avere una maggiore efficienza nella conversione della luce solare in elettricità, il che significa che è possibile ottenere più energia da un singolo pannello. D'altro canto, i pannelli solari con un'efficienza inferiore possono richiedere un numero maggiore di pannelli per generare una quantità equivalente di energia. La valutazione delle prestazioni dei pannelli solari viene condotta utilizzando le condizioni di prova standard (STC), che stabiliscono una serie di parametri standardizzati per valutare e confrontare l'efficienza dei pannelli solari.

Le prestazioni dei pannelli solari vengono valutate utilizzando le condizioni di prova standard (STC). Le STC definiscono una serie di parametri standard per valutare e confrontare le prestazioni dei pannelli solari.

Le condizioni di prova standard includono:

Irradiazione di 1.000 W/m². Questa è l'intensità della radiazione solare che viene utilizzata come riferimento per misurare l'efficienza dei pannelli solari. Tuttavia, è importante tenere presente che la radiazione solare effettiva può variare a seconda delle condizioni atmosferiche, dell'ora del giorno e della posizione geografica.

Spettro solare di AM 1,5. Lo spettro solare della massa d'aria 1,5 rappresenta lo spettro della luce solare quando attraversa una colonna di atmosfera di 1,5 unità di massa d'aria. Questo spettro rappresenta la condizione standard per valutare l'efficienza dei pannelli solari.

Temperatura del modulo a 25 °C. Le prestazioni dei pannelli solari sono valutate a una temperatura del modulo di 25°C. È importante notare che le temperature effettive dei moduli solari possono variare in base alle condizioni atmosferiche, all'orientamento dei pannelli e alla ventilazione.

Le misurazioni delle prestazioni dei pannelli solari in condizioni di test standard forniscono un punto di riferimento comune per confrontare le diverse opzioni disponibili sul mercato. Tuttavia, è fondamentale considerare anche le condizioni reali, come l'irraggiamento solare effettivo, la temperatura ambiente e altre variabili che possono influire sulle prestazioni dei pannelli solari nella vostra specifica posizione geografica. In generale, pannelli solari di dimensioni maggiori tendono ad essere associati a prestazioni migliori.

Inoltre, un telaio più grande consente di alloggiare un numero maggiore di celle fotovoltaiche, il che può portare a migliori prestazioni complessive del pannello solare. Un pannello solare con una maggiore quantità di celle fotovoltaiche può generare più energia nelle stesse condizioni di irraggiamento solare, contribuendo così a una maggiore efficienza complessiva del sistema.

Se il vostro fabbisogno energetico fosse come quello medio citato in precedenza (7 kW) e utilizzaste pannelli solari con una potenza di 200 watt, avreste bisogno di circa 35 pannelli solari per alimentare completamente la vostra casa in modalità off-grid. Con un totale di 35 pannelli solari, occuperete circa 389 metri quadrati di spazio sul tetto della vostra casa. Questa dimensione offre spazio sufficiente per eventuali aggiunte future di pannelli solari al sistema, garantendo ulteriore spazio disponibile. In questo modo, avrete la flessibilità di espandere il vostro sistema solare off-grid in futuro, se necessario, per soddisfare le crescenti esigenze energetiche o per sfruttare ulteriormente l'energia solare disponibile.

In ogni caso è importante considerare le dimensioni del tetto e la superficie disponibile quando si pianifica l'installazione di un sistema solare off-grid, per garantire una disposizione ottimale dei pannelli solari e massimizzare la produzione di energia solare.

Di seguito è riportata una tabella che indica il numero di pannelli solari che è possibile installare in base allo spazio disponibile:

Esiste tuttavia una formula matematica di base che può aiutare a stimare il numero approssimativo di pannelli solari necessari per uscire dalla rete. La formula è la seguente:

Numero di pannelli solari necessari = Consumo energetico giornaliero (in wattora) / Potenza di uscita del singolo pannello solare (in watt).

Questa formula può fornire una stima approssimativa della quantità di pannelli solari necessari per soddisfare il vostro consumo energetico giornaliero. Tuttavia, è sempre importante ricordare che si tratta solo di una stima approssimativa e che potrebbero essere necessarie ulteriori considerazioni, come l'efficienza del sistema, la disponibilità di luce solare e altre variabili specifiche del vostro caso.

Un altro modo per capire quanti pannelli solari sono necessari è basarsi sulla quantità di energia consumata in un giorno medio.

Per stimare la quantità di energia consumata dalla vostra casa in un periodo specifico, come un mese, una settimana o un giorno tipico, potete fare riferimento alla vostra bolletta elettrica. Cercate i chilowattora utilizzati. In genere, questa cifra rappresenta il consumo di energia per un periodo di 30 giorni. Per ottenere una stima approssimativa del consumo medio giornaliero di energia, si può dividere il totale dei chilowattora utilizzati per 30, dato che rappresenta il consumo medio giornaliero. In questo modo si avrà un'idea del consumo medio giornaliero di energia.

Per capire di quanta energia solare avete bisogno, procedete come segue:

Per prima cosa è necessario determinare la potenza dei dispositivi elettrici.

Per conoscere il wattaggio dei dispositivi è possibile controllare le etichette dei dispositivi elettrici. In genere, le etichette riportano la potenza in watt (W) o volt-ampere (VA). Queste etichette si trovano sui dispositivi stessi o sui loro adattatori/trasformatori. In alternativa, è possibile utilizzare un wattmetro o un misuratore