Energia solare e fornitura di energia elettrica nel settore marittimo

Un impianto solare per imbarcazioni è costituito essenzialmente da diversi componenti che funzionano insieme come un unico sistema. I componenti principali sono:

• Moduli solari: convertono la luce solare in energia elettrica (corrente continua). Sugli yacht vengono utilizzati sia moduli solari con telaio rigido che pannelli flessibili calpestabili, a seconda dello spazio disponibile e del luogo di installazione.
• Regolatore di carica: questo dispositivo è posizionato tra il modulo solare e la batteria. Assicura che la batteria sia caricata in modo ottimale e protegge dal sovraccarico. I moderni regolatori di carica MPPT sfruttano al massimo i moduli anche in caso di irraggiamento solare variabile, mentre i semplici regolatori PWM sono alternative più economiche. È importante che il regolatore sia adatto al tipo di batteria (piombo-acido, AGM, gel o litio) e sia progettato per la tensione del sistema (12V/24V).
• Batterie di bordo: immagazzinano l'energia solare, poiché l'energia solare non è costante (solo quando c'è il sole). Le batterie di bordo fungono da accumulatori tampone per garantire la disponibilità di energia elettrica anche in caso di nuvolosità o di notte. Nella maggior parte delle imbarcazioni è già presente un bancone di batterie per gli utenti; questo può essere mantenuto più a lungo in uno stato di carica ottimale grazie alla ricarica solare. Se necessario, è opportuno aumentare la capacità della batteria per compensare le fluttuazioni della produzione di energia solare.
• Inverter: molti dispositivi a bordo richiedono una corrente alternata (AC) a 230 V. L'inverter converte la corrente continua immagazzinata nella batteria in 230 V, ad esempio per poter utilizzare elettrodomestici come macchine da caffè o laptop. Il dimensionamento dell'inverter dipende dalla potenza dei dispositivi e dovrebbe essere pianificato con una riserva sufficiente.

Prima di installare i pannelli solari è necessario pianificare accuratamente l'impianto. Innanzitutto occorre determinare lo spazio disponibile sul ponte o sulle sovrastrutture, poiché questo limita le dimensioni dei moduli. I moduli dovrebbero essere montati in luoghi che ricevano il sole il più possibile durante tutto il giorno e che non fossero ombreggiati da alberi, vele o sovrastrutture. L'ombreggiamento è un fattore importante: anche un'ombreggiatura parziale causata da sartie o supporti per attrezzature può ridurre drasticamente le prestazioni di un modulo solare. Pertanto, i punti di montaggio rialzati (ad esempio su un supporto per attrezzature a poppa) sono ideali, in particolare sugli yacht a vela, per evitare l'ombreggiatura causata dalla randa. I moduli flessibili possono essere integrati anche su superfici curve come il tetto della cabina o la prua e devono essere resistenti al calpestio (calpestabili).

Altrettanto determinante è il bilanciamento energetico: qual è il consumo giornaliero di energia elettrica a bordo e quale è il rendimento solare realistico? A tal fine è opportuno stilare un elenco di tutti i dispositivi (frigorifero, dispositivi di navigazione, illuminazione, pilota automatico, ecc.) e dei loro tempi di funzionamento giornalieri. Sulla base di questo calcolo è possibile determinare quanti watt di picco sono necessari per coprire in media questo fabbisogno. Anche le condizioni geografiche giocano un ruolo importante: nelle zone soleggiate o nei mesi estivi, i moduli forniscono una resa notevolmente superiore rispetto alle latitudini settentrionali o ai mesi invernali. È quindi consigliabile prevedere una riserva. Spesso è più efficace migliorare l'efficienza energetica a bordo (illuminazione a LED, frigorifero a basso consumo, ecc.) piuttosto che installare un numero illimitato di moduli.

Da non trascurare sono i percorsi dei cavi e le sezioni: nei sistemi a 12 V circolano correnti elevate, pertanto i cavi devono essere sufficientemente spessi per evitare perdite di tensione e surriscaldamento. Tutti i componenti – moduli, regolatori, batterie, cavi e fusibili – devono essere compatibili tra loro e installati a regola d'arte. Infine, si decide se l'impianto elettrico di bordo sarà a 12 volt o 24 volt, poiché da ciò dipende la scelta dei moduli (collegamento in serie per 24 V), dei regolatori e dei consumatori. Una buona progettazione dell'impianto solare va di pari passo con una visione d'insieme dell'impianto elettrico dell'imbarcazione e garantisce che il sistema funzioni in modo sicuro, efficiente e in base alle esigenze.

• Produzione di energia elettrica dalla luce solare: il sole è una fonte di energia gratuita e disponibile praticamente ovunque. Con i moduli solari, questa energia può essere convertita direttamente in elettricità a bordo, senza costi di carburante o logistica.
• Indipendenza e autosufficienza: un impianto solare di bordo consente di rimanere off-grid per periodi di tempo più lunghi. Anche lontano dai porti turistici con alimentazione elettrica da terra, è possibile caricare le batterie e alimentare i dispositivi. Soprattutto i velisti apprezzano la possibilità di ancorare in baia per giorni interi in modo autosufficiente, senza dover avviare il motore.
• Senza rumore ed emissioni: l'energia solare non produce gas di scarico e funziona in modo silenzioso. A differenza dei generatori, non produce rumore del motore o odore di gas di scarico a bordo. Ciò aumenta il comfort per tutti a bordo e protegge l'ambiente.
• Risparmio sui costi a lungo termine: dopo l'acquisto, un impianto solare non comporta quasi nessun costo di esercizio. Consente di risparmiare carburante, riduce i costi di ormeggio per l'alimentazione elettrica da terra e diminuisce l'usura del motore, poiché questo deve funzionare meno spesso per la ricarica. Nel corso degli anni, l'investimento può essere ammortizzato grazie al risparmio sui costi energetici e di manutenzione.
• Protezione delle batterie: il mantenimento continuo della carica del banco batterie evita la scarica profonda e ne prolunga la durata. Non dovrete più preoccuparvi di rimanere senza batteria a bordo: un impianto solare di dimensioni adeguate mantiene l'alimentazione in modo affidabile.

Il tema dell'approvvigionamento solare e elettrico in ambito marittimo presenta molti aspetti. Le seguenti pagine/articoli di approfondimento forniscono informazioni utili:

Le soluzioni di alimentazione solare ed elettrica nel settore marittimo offrono enormi vantaggi sia ai velisti che ai motonautisti. Dalla progettazione dell'impianto alla scelta dei componenti adeguati, fino all'installazione su diversi tipi di imbarcazioni: grazie a conoscenze approfondite e a una consulenza competente è possibile trovare il concetto energetico più adatto a ogni imbarcazione. I contenuti e le categorie sopra citati costituiscono una base completa per familiarizzarsi con l'argomento o per aggiornare il proprio sistema di alimentazione elettrica di bordo. Se implementata correttamente, l'energia solare a bordo significa maggiore indipendenza, sicurezza e comfort, il tutto in modo ecologico e orientato al futuro.