Fotovoltaico + batteria 12 V [dimensionamento]

[ThEnGi]

Buongiorno a tutti,

Mi ritroverò la necessità di rendere disponibile la connettività wifi in una zona "lontana" da casa, una prima idea era di equipaggiare la zona con un pannello fotovoltaico (relativo MPPT/caricabatteria) e una batteria (Litio o piombo)

Un collega mi ha regalato un router/modem 4G/AP cinese che sembra fare al caso mio (disponibilità VPN wireguard non confermata), la velocià non è un parametro fondamentale perché si tratterà principalmente di sensoristica

A specifica (cinese) l'alimentazione è 12V 1A per comodità di calcolo ipotizziamo questa potenza 24/7 (12Wh) e rendere costante la tensione della batteria probabilmente userò un modulo equipaggiato di LM2596 con efficenza del 85% (arrotondata da DS fig 7-3) ne consegue consumo effettivo 14wh (arrotondato da 14.12).

NDR: Dovrei fare qualche misurazione ma non ho strumentazione adatta se non il tester

Come dimensiono pannello solare e batteria ?

Immettendo dati in vari calcolatori online mi consigliano batteria anche da 100Ah che mi sembrano un po' tanto sovradimensionate ! è una batteria da macchina grossa
Immagino che anche nelle condizioni peggiori di giorno (nuvolo/pioggia) un pannello FV da 100W produca almeno 5/10W

Per quanto riguarda l'irragimaneto siamo in zona milano e per l'orientamento non dovrei avere grossi problemi, anche piatto se serve

Ringraziando per la disponibilità

Buona Serata

[stefanopc]

Bisognerebbe valutare se è ammissibile che nella brutta stagione il tutto si spenga dopo x giorni che non c'è il sole o si vuole garantire il funzionamento sempre e comunque.

Poi a mio parere il sistema che hai descritto è troppo energivoro.
Per gestire dei sensori bisognerebbe tenere in stby il sistema la maggior parte del tempo e farlo lavorare solo nei momenti in cui c'è attività.
In questo modo pur essendo il consumo 12W l'energia utilizzata nell'arco della giornata è assai meno.
Riassumendo:
Ridurre il tempo di attività (specialmente quando non c'è il sole) e aumentare quando la batteria è carica oltre il 70%.
Sovradimensionare la batteria in base ai giorni che il sistema deve resistere senza ricarica.
Dimensioniare il pannello affinché possa caricare la batteria completamente in una giornata di meta ottobre (ad esempio).
Non utilizzare batteria al piombo da avviamento.
Quanta distanza c'è, non si può alimentare via cavo?
Ciao

[GioArca67]

14W h24 sono circa 0,35kWh al giorno.
Considerando 4 giorni consecutivi senza sole devi accumulare circa 1,5kWh, con una batteria da 12V sono un po' più di 100Ah utili perché non la scarichi del 100%.

Si un pannello con sola luce diffusa produrrà circa il 10%.

A questo punto io, visti i costi, metterei un pannello ordinario sui 330W che forse trovi ancora, e se hai il posto dove metterlo, che paghi circa 60€, cioè forse meno di uno da 100W.
E anche col brutto tempo ti genera a sufficienza: adesso in inverno con tempo pessimo (temporale) ci tiri fuori sui 20W.
Allora ti basta una batteria che ti copre un giorno cioè da circa 35-40Ah utili a 12V.
In definitiva più metti il pannello grande e meglio è, tanto i costi sono irrisorio.
Mettilo inclinato a 45% o più: ti serve spremerlo d'inverno.

[stefanopc]

Sono d'accordo assolutamente con GioArca67.
Si potrebbe puntare sulla produzione a luce diffusa (come le calcolatici solari) visto che il costo dei pannelli è oramai molto inferiore a quello delle batterie Li-xx.
La produzione con giornata (come oggi nuvoloso ) di un impianto standard è pari circa al 10% della potenza di picco.
Quindi con un 300 - 350Wp ed un MPPT di piccola taglia dovresti farcela a caricare tutti i giorni 100Wh circa.
Con un solo pannello però non ce la si fa in autonomia a superare le 24 ore di autonomia.
Rimane anche da verificare la disponibilità di spazio perché ogni pannello occupa una superficie discretamente ampia.
Ciao

[GioArca67]

Basta che il pannello produca 14W*24h/9h = 38W
dove 9 sono le ore minime di "sole nuvoloso" ed un accumulo per la notte.
Ma poiché l'accumulo serve comunque, allora meglio un po' più grande.

[djnz]

Per la luce diffusa (esempio orientamenti a nord) un pannello di silicio amorfo rende complessivamente di più... se si trova.

[Etemenanki]

Dato che usi un MPPT, suggerirei o due pannelli in serie, oppure uno con uscita a 24 V, sara' poi il caricatore MPPT a gestire la tensione di ingresso e di carica ... anche perche' in questo modo, pur con meno illuminazione produrrai comunque una tensione piu alta del singolo pannello da 12V, consentendo al caricatore MPPT di caricare per un tempo un po maggiore, prima di interrompere la carica per essere finito sotto la soglia di tensione minima di ingresso disponibile

[ThEnGi]

grazie a tutti per le risposte

Quanta distanza c'è, non si può alimentare via cavo?

circa 50mt in linea d'aria, è l'orto
dovrei passare per il piazzale dei box.... poco agevole, non credo ci siano tubature predisposte senza includere eventuale promiscuità con l'impianto condominiale (se passa)
Avevo pensato propio ad una bella batteria da automobile (usata)

14W h24 sono circa 0,35kWh al giorno.

la stima di 14Wh è pultrpoo a "specifica" spero consumi meno
Riuscire a capire se posso alimentarlo direttamente da batteria (circa 12V-14.7V) non sarebbe male, appena lo ho in mano vedo di smontarlo e capire la parte di potenza come è gestita.
potrebbe essere cosa furba staccare la batteria ad una tensione più alta (12.3/12.5)per evitare un DoD profonda in caso di maltempo prolungato ?

Con "utile" a quanta DoD ti riferisci ? 50% ?

prima di interrompere la carica per essere finito sotto la soglia di tensione minima di ingresso disponibile

Grazie del suggerimento

Sulla durata in caso di maltempo.... dovrei pensarci,
c'è da dire che in inveron l'orto è "spento" e perdere la sensoristica non dovrebbe causare grosso problema anzi potrei staccare del tutto la batteria e portarla in casa

In estate il sole "abbonda" permettendo la ricarica in "poche ore"

Le stagioni intermedie come le si "calcola"/dimensiona ?

[GioArca67]

Certo che sei terribile!
Se non fornisci tutte le informazioni (ad es. che in inverno non te ne frega nulla, cioè il momento più critico) come possiamo aiutarti bene?
Non potresti descrivere meglio quello che intendi fare?
Si possono ad es. collezionare i dati dai sensori e poi inviare periodicamente tutto il pacchetto dati in modo che l'AP non sia sempre acceso?

[ThEnGi]

Certo che sei terribile!

Vuoi mettere non crearvi qualche difficoltà
Poi devo fare così perché altrimenti date consigli giusti e saggi così chiudiamo la discussione dopo 3 post

Non potresti descrivere meglio quello che intendi fare?

Casa nuova avrà disponibile un pezzettino di terra dedicata ad orto, sono sicuro che dato il mio pollice verde se anche ci metto un Cactus riuscrei a farlo morire di sete

L'idea era "smartizare" il tutto, inserendo qualche sensore di monitoraggio in modo di aiutarmi nel compito
Quali sensori quanti sensori ecc ancora non lo so

Il tutto atterrerà sul server Home Assistant, vorrei evitare di dover scrivere codici dedicati perché nel periodo iniziale sarà preso dalla ristrutturazione

Si possono ad es. collezionare i dati dai sensori e poi inviare periodicamente tutto il pacchetto dati in modo che l'AP non sia sempre acceso?

Vedi che anche se vi creo difficolta poi avete idee sagge

Si penso si possa fare, potrei usare un ESP32 (intergrazione già disponibile ) e escludere la componente 4G e magari usare due antenne direzionali. (dovrei avere linea visiva)
A questo punto loggo tutto sul device (eventuale SD ecc) e l'AP (che a questo punto mi converte il WIFI in ethernet) lo accendo solo al bisogno.
Così facendo posso implementare una logica (sull'Esp) ed eventualmente accendere l'AP solo quando il pannello produce