Energia elettrica pulita e pronta all’uso, generata a partire dai raggi solari, senza costi, senza fatica. Basterebbe leggere questa frase per domandarsi per quale motivo utilizziamo ancora fonti energetiche costose e inquinanti come petrolio, carbone e gas per produrre elettricità. E sì, nel caso del diporto, dove l’autonomia energetica è un tema cruciale, al fianco dell’ingombro delle batterie e dei generatori, l’energia solare acquista ancora più senso. Ma perché quindi non ci sono pannelli fotovoltaici su tutte le case, su tutte le fabbriche e ovviamente su tutte le barche, dal gommoncino per la pesca allo yacht? I fattori in gioco sono tanti, dai costi iniziali alla discontinuità della produzione, fino ad arrivare alla necessità di spazio libero e sì, alla nostra innata inerzia, che ci porta a continuare a fare le cose “come le facevamo ieri”. In questo scenario è bene guardare al fotovoltaico in modo pratico, senza glorificarlo, conoscendone sia i vantaggi che gli svantaggi, per poterlo sfruttare al meglio, anche in mare. Per questo motivo oggi vogliamo spiegare come funziona il fotovoltaico in barca, per permettere di installare a bordo l’impianto – o il dispositivo – più adatto, sapendo che esistono soluzioni per ogni esigenza e per ogni tasca.
Come funzionano i pannelli fotovoltaici, in breve
Prima ancora di vedere come funziona il fotovoltaico in barca è bene capire, pur senza cadere in difficili tecnicismi, come viene generata l’energia elettrica a partire dai raggi del sole. Ma come è possibile trasformare quella che a noi sembra semplicemente della luce in elettricità? Tutto parte come è noto da dei pannelli solari. Si tratta di pannelli composti da celle fotovoltaiche, generalmente realizzate in silicio, un materiale semiconduttore capace di reagire all’energia luminosa. Semplificando al massimo, quando i raggi solari colpiscono queste celle, i fotoni contenuti nella loro luce mettono in movimento gli elettroni presenti nel materiale delle celle, generando una corrente elettrica continua (quella che in sigla viene indicata come DC).
Agli occhi del diportista, dunque, la magia è immediata: dal raggio solare si passa immediatamente all’elettricità. L’energia prodotta in questo modo può essere utilizzata subito per alimentare le utenze di bordo, oppure può essere inviata alle batterie per essere accumulata e resa disponibile al momento del bisogno, magari quando il sole non c’è, come per esempio durante una notte passata in rada. Come si approfondirà più avanti in questa guida su come funziona il fotovoltaico in barca, in questo passaggio tra pannelli solari e batterie riveste un ruolo fondamentale il regolatore di carica, il quale gestisce il flusso di energia per sovraccarichi.
Si è detto che l’energia generata dai pannelli fotovoltaici è continua: nel caso in cui siano presenti degli apparecchi che funzionano in corrente alternata (AC), a completare l’impianto dovrà essere presente anche un inverter, che converte la corrente.
È risaputo, ma è bene sottolinearlo: la quantità di energia generata dai pannelli fotovoltaici in barca come altrove, dipende da diversi fattori: superficie dei pannelli, intensità dell’irraggiamento solare, orientamento e inclinazione dei pannelli, temperatura, eventuali ombreggiamenti e qualità delle celle. Per dire: anche con cielo velato i pannelli continuano a produrre energia, seppure in misura ridotta.
Quello che è fondamentale è che il fotovoltaico produce energia in modo silenzioso, pulito e autonomo, senza consumo di carburante, con un ingombro che – in termini di volume e di peso – è davvero ridotto: per tutti questi motivi rappresenta una soluzione particolarmente interessante in barca, dove l’autosufficienza energetica e la riduzione dei consumi sono centrali.
Capire ancora più nel dettaglio come funziona il fotovoltaico in barca ti permetterà di capire di quale tipo di impianto puoi avere bisogno e quale potrà essere effettivamente il ruolo dei pannelli nella gestione dell’energia a bordo della tua barca.
Ricarica batterie solare: come funziona il fotovoltaico in barca
Si è già quindi capito in linea generale come funziona il fotovoltaico in barca: grazie a dei pannelli solari posizionati nel modo giusto (vedremo più avanti quale dovrebbe essere) è possibile avere energia elettrica a disposizione senza costi, senza inquinare, senza rumore, e senza vibrazioni (cose che non si possono invece dire come è ovvio per i generatori elettrici per barche). In altre parole, senza avere un motore sempre acceso e senza pacchi batterie enormi, con il fotovoltaico riusciamo ad avere comunque elettricità a disposizione.
Ma come dovrebbe essere un impianto fotovoltaico per la barca per essere efficiente? I pannelli solari dovrebbero essere dimensionati in base allo spazio a disposizione e al fabbisogno reale della barca. Questi come abbiamo visto non possono essere collegati direttamente alle batterie, sapendo che la tensione che esce dai pannelli è tipicamente maggiore rispetto a quella della rete elettrica della barca: subentra quindi il già nominato regolatore di carica. Esistono va detto diverse tipologie di regolatori; alcuni modelli sono più economici, ma tendono a sprecare parecchia dell’energia generata; altri costano invece di più – pensiamo ai regolatori di tipo MPPT (Maximum Power Point) che permettono di salvare una porzione decisamente più alta dell’elettricità generata dai pannelli, passandola alle batterie.
La ricarica delle batterie della barca con l’energia solare
Parlando delle batterie, in linea di massima ogni tipologia può essere collegata a un regolatore di carica per poter essere alimentata dall’impianto fotovoltaico. Più realisticamente, però, è bene optare per delle batterie con un elevato ciclo di vita, affinché non risentano del processo di ricarica “continuo” tipico di un sistema fotovoltaico.
Va peraltro sottolineato che un impianto fotovoltaico può essere semplificato di parecchio con la messa a bordo di una power station portatile, la quale comprende al proprio interno sia la batteria, sia il regolatore di carica, sia eventualmente l’inverter, per diventare così il centro di accumulo e di smistamento dell’energia prodotta dai pannelli fotovoltaici.
Visto quindi come funziona il fotovoltaico in barca, passiamo a vedere come scegliere i pannelli fotovoltaici più adatti.
Scegliere i pannelli solari per la barca
Il mercato dei pannelli fotovoltaici è enorme, con una scelta che va ben oltre l’imbarazzo. Avendo però letto fino a qui come funziona il fotovoltaico in barca si capisce che nel campo della nautica la varietà è un po’ più ristretta: sono infatti da tenere in considerazione aspetti come lo spazio ridotto, come le minacce tipiche dell’ambiente marino, e via dicendo. Si capisce quindi che si deve parlare esclusivamente di pannelli fotovoltaici progettati e realizzati fin dall’inizio per un utilizzo nel campo del diporto – o eventualmente degli sport outdoor.
Più in generale, va detto che ogni componente – per arrivare fino ai semplici cavi elettrici – deve essere scelto tenendo in considerazione le sollecitazioni fisiche che possono avere luogo sulla barca, nonché l’aggressività della salsedine e dell’umidità.
Detto questo, vediamo come scegliere i pannelli fotovoltaici da mettere in barca. È bene sapere che ci sono diverse tipologie di celle solari, con costi e gradi di efficienza diversi. Ci sono per esempio le celle solari monocristalline, realizzate cioè con un cristallo di silicio continuo e uniforme, altamente efficienti ma costose; e le celle solari policristalline, più facili da produrre, più economiche ma un po’ meno efficienti. E poi ci sono le celle amorfe, che impiegano dei semiconduttori artificiali composti da diversi materiali, le quali sono l’ideale per i pannelli flessibili, estremamente diffusi nel campo della nautica, pur essendo meno efficienti rispetto a quelli rigidi (sapendo peraltro che ormai anche nel caso dei modelli flessibili vengono spesso impiegate celle monocristalline)
Si capisce quindi che la scelta del pannello fotovoltaico va fatta considerando diversi aspetti: il fabbisogno della barca, lo spazio a disposizione per la posa dei pannelli solari, il tipo di superficie in questione, il budget a disposizione. Un’ampia superficie piana, che non viene calpestata, può essere per esempio perfetta per l’installazione di pannelli fotovoltaici per barca rigidi: è il caso del tetto di un flybridge o di un T-Top. Nel caso di una superficie leggermente curva, invece, sarà il caso di utilizzare dei pannelli fotovoltaici flessibili, i quali peraltro possono essere installati con del semplice biadesivo, senza quindi interventi invasivi.
Stimare il fabbisogno elettrico della propria barca
È già stato sottolineato come, dietro alla scelta dei componenti dell’impianto fotovoltaico – dai pannelli solari fino alle batterie – ci deve essere un’attenta analisi dei consumi elettrici della barca e delle proprie esigenze. Certo, una buona parte del fabbisogno, in una situazione normale, può essere soddisfatta dalla generazione di elettricità fatta dai motori, come avviene normalmente in una barca, per mezzo dell’alternatore. Con il fotovoltaico è possibile migliorare la situazione, con una ricarica solare delle batterie dedicate ai servizi.
A determinare i consumi elettrici complessivi a bordo sono – nelle barche più strutturate e più confortevoli – una lunga serie di accessori elettrici ed elettronici: dalle semplici lampadine al chartplotter, dall’energivoro verricello salpa ancora fino alla pompa di sentina; si passa poi ai device che nulla hanno a che fare con la navigazione, ma che possono essere presenti a bordo per una vita in barca più confortevole e piena, spaziando quindi dal frigorifero al pc portatile. Per fare una stima sarebbe bene ipotizzare una normale giornata in barca, per sapere quanti ampere vengono consumati: sarà quindi necessario prendere il consumo di energia di ogni accessorio e moltiplicarlo per i minuti o le ore di reale funzionamento. Un salpa ancora per esempio risucchia tantissima energia, ma viene azionato per pochi secondi o minuti; un GPS nautico consuma molto meno, ma resta acceso tipicamente per l’intera navigazione; e via dicendo.
Una volta fatti tutti i conti necessari, sarà possibile scegliere la potenza ideale del pannello solare o dei pannelli solari da installare a bordo: è bene ovviamente considerare il fatto che la potenza di picco espressa dal produttore è concretizzabile solo in scenari ideali, quasi del tutto impossibili nella vita reale. Il sole non è sempre allo zenit, le nuvole vanno tenute in considerazione, e via dicendo.
L’installazione dei pannelli fotovoltaici in barca
Abbiamo spiegato da tutti i punti di vista come funziona il fotovoltaico in barca: non ci resta che spiegare infine quali accorgimenti prendere per installare i pannelli solari. Abbiamo visto che con una power station portatile è possibile semplificare di molto i lavori a bordo; vale la pena aggiungere anche che esistono dei pannelli fotovoltaici plug-and-play per barca, i quali a loro volta sono già completi di inverter e di regolatore, per poter essere connessi direttamente all’impianto elettrico già presente sulla barca.
Il punto perfetto per installare i pannelli fotovoltaici – in modo permanente o temporaneo, come potrebbe accadere nel caso di pannelli pieghevoli o comunque portatili – deve essere libero da ostacoli: il T-Top è una scelta ideale, così come lo è il pulpito montato a poppa nelle barche a vela, per evitare l’ombra delle vele e del sartiame.
Nel caso di dispositivi fissi sarebbe inoltre bene montare se possibile dei telai mobili, o perlomeno semovibili, così da poter adattare l’inclinazione dei pannelli fotovoltaici alla reale posizione del sole nel cielo (in particolar modo quando si getta l’ancora o quando si giunge in porto).
Altri posti su cui spesso si vedono ‘dispiegati’ dei pannelli fotovoltaici sono il bimini, come soluzione temporanea; o il tetto della cabina, una soluzione che però ha lo svantaggio dell’essere messa in continuazione in ombra dalle vele, dal copri randa, dalle drizze, e via dicendo, riducendo quindi la portata della carica solare delle batterie.
