Fotovoltaico e resistenza per acqua calda

[MikX]

Ho bisogno di un parere tecnico e anche un consiglio sull'installazione che vorrei fare.

anticipo una cosa importante, massima resa minima spesa.

vi elenco per punti la situazione attuale:

1. ho a disposizione nell'impianto di casa un boiler di acqua sanitaria che normalmente viene riscaldato da una caldaia a gas come la maggior parte delle persone.

2. nel boiler è installata una resistenza da 1.2kW @ 220 V con termostato, che ho usato una sola volta quando la caldaia è andata in blocco, serve solo in caso di emergenza. se non ricordo male in qualche ora di funzionamento avevo acqua a 45gradi perfetta per la doccia.

ora le aggiunte che vorrei fare in ottica di eliminare/ridurre il consumo di gas nel periodo da aprile ad ottobre:

1. installare 4 pannelli fotovoltaici da 300wp su una pergola esposta a sud.

le domande:

1. come mi consigliate di fare i collegamenti per alimentare la resistenza e tenere l'acqua calda?
2. serve per forza un inverter?
3. non sono interessato a batterie e/o fare acquisti per pompe di calore ecc, vorrei rimanesse tutto com'è con la sola alimentazione della resistenza direttamente tramite i 4 pannelli.



grazie a chiunque possa darmi un consiglio pratico.

[drGremi]

Scusa ma perché non pannelli solari? La resa del fotovoltaico è estremamente inefficace (soprattutto producendo calore con una resistenza). Con gli altri è probabile che hai acqua calda anche a gennaio.
Ci avevi pensato o non vorresti fare passare le tubazioni per l'acqua?

[MikX]

non posso fare lavori edili per tubi e quant'altro. ho un corrugato da 40mm libero che entra in centrale termica dalla pergola. 4 pannelli fotovoltaico costano relativamente poco e potrei sfruttarli anche in inverno, invece con il solare non avrei alcun beneficio con sole invernale. tieni conto che la pergola è piccola, circa 2.5x3.5metri, non potrei in ogni caso metterci tanti pannelli, al massimo 4 da 1x1.6m.

vorrei restare sul fotovoltaico avendo anche la resistenza installata. il problema è che non so come fare perché la resistenza è 220 V.

[IsidoroKZ]

Vai sul solare termico, rende molto di piu` e costa meno. Probabilmente in un corrugato da 40mm riesci a far passare due tubi flessibili per la circolazione del fluido per lo scambiatore.

Usare i pannelli fotovoltaici mi sembra una cattiva idea per le ragioni che ti hanno gia` detto.

Per usarli devi mettere fra pannelli e resistenza un boost con mppt. Non so si trovano sul mercato, a te basta un boost con uscita in continua (o qualche altro DC/DC), mentre di solito servono inverter per collegarsi alla rete.

Quali sono le caratteristiche dei pannelli? Quanta acqua contiene il boiler?

[stefanopc]

Se metti ad esempio 4 pannelli da 36 Vp 250W hai circa 120Vp in totale.
La potenza di picco è 1KW.
Se la tua resistenza è da 220 V 1.2kw per trasferire tutta la potenza possibile alla resistenza serve un convertitore che porti la tensione a circa 200V.
Se la alimenti direttamente a 120Vp ( non considerando tutte le perdite le cadute ecc.) della massima potenza 1Kw ne sfrutti solamente 360w.
Occorre un elevatore di tensione con controllo della potenza MPPT.
È anche vero che il sole manda una potenza di picco di circa 1kw al metro quadrato.
Quindi su 2x3 metri quadrati arrivano 6 kW e con un pannello termico anche il peggiore il rendimento invernale del 50 per cento è facile da raggiungere se orientato correttamente.
Col solare termico (magari a svuotamento autocostruito ) porti al boiler 3 kW.
Col fotovoltaico nella migliore delle ipotesi se ci stanno i 4 pannelli che ho ipotizzato (probabilmente no) porti al boiler circa 800w.
C'è una bella differenza tra 3000 e 800.
Bisogna valutare anche la complessità del sistema "elettrico" rispetto al sistema "idraulico" che oltre ad aumentare la spesa porta a problemi di guastabilita maggiore e minore aspettative di durata.
Prova a guardare gli impianti a svuotamento Rotex per curiosità.
Sul portico ho 4 pannelli termici (ora tre sono coperti ), da diversi anni spengo la caldaia in aprile e la riaccendo a fine ottobre.
Ciao

[MikX]

Non posso proprio ragionare sul termico. Il corrugato da 40 non è rettilineo, passa per scatole di derivazione elettriche. E comunque la pergola non reggerà mai il peso di un collettore termico. Un fotovoltaico pesa 20kg al mq, un termico ne pesa moltissimi di più.

Non ho alternative al fotovoltaico.

Ma quindi cosa posso fare? Devo trovare qualcosa che mi trasformi a 220 V prima di mandare alla resistenza o non è necessario?

Per i pannelli faccio un parallelo di 2 +2 pannelli in serie? In modo da aumentare sia tensione che corrente?

Tenete conto che il boiler è da 200lt e non ho necessità di riacaldarlo in breve tempo. Si tratta di portare l'acqua da 37gradi a 50 ogni giorno, sole permettendo.

Grazie

[setteali]

Non so se i pannelli li hai già o se li devi acquistare o li puoi recuperare ad un prezzo incontestabile, ma se la tua spesa è minima io farei una prova, allaccerei l'uscita dei 4 pannelli in serie direttamente sulla resistenza del boiler, lasciando logicamente il termostato inserito nel circuito.
Certamente non avrai il kW a disposizione, ne avrai molto meno, ma chissà se in questi periodi molto assolati e dando un po' di tensione per 8-9 h di continuo, non tu riesca ad avere una temperatura dell'acqua da ridurre notevolmente l'intervento del gas.
Questa è una prova che puoi fare facilmente se hai già i pannelli e valutare quanto ti possono rendere, a questo punto valuti come procedere con i dati che ti sono stati dati e quello che hai.

[stefanopc]

La esposizione è almeno verso sud?
Come diceva chi mi precede se recuperi dei pannelli magari di seconda mano in buono stato a prezzo vantaggioso puoi provare.
Dovresti puntare ad avere la tensione di picco di 200 - 230 V e la potenza di picco di circa 1000 - 1200W per non dover usare altro che un paio di fusibili di sezionamento per stare quasi tranquilli e del cavo ben dimensionato.
Controlla che il boiler sia ben collegato all'impianto di terra.
Attenzione che 250V cc sono piuttosto pericolosi per la salute.
Volendo con una gestione PWM (anche a frequenza non tanto alta) ben fatta si potrebbe cercare di gestire il carico per avere il massimo trasferimento di potenza anche quando non c'è la massima insolazione.
Rimane un esperimento quindi investi il meno possibile.
Ciao

[MikX]

La legge di ohm vale sempre giusto? Tralasciando perdite di carico dispersioni ecc..

I pannelli li devo ancora prendere, però sto tenendo sotto controllo alcune aziende che stanno sostituendo pannelli buoni installati solo 10anni fa solo perché il cliente vuole fare ampliamento della superficie fotovoltaica, e vuoi per un fattore estetico o per averli tutti nuovi uguali li stanno svendendo a prezzi ridicoli. Ce ne sono di tutti i tipi da 250watt ma anche da 300wp per ciascun pannello. L'unica cosa che mi sembra ci sia in comune è il tensione, se non ho capito male sono tutti da 32volt. Possibile?

Quindi se la legge di ohm è valida vorrebbe dire avere un corrente di circa 9A

Se li metto in serie le tensioni si sommano. Quindi 32x4=128volt
Moltiplicando x 9A ho una potenza massima teorica di 1150watt

Dove sbaglio? Mi interessa anche che sia una cosa sicura e non troppo pericolosa. Che poi tra le tante cose da capire, in corrente continua è più pericoloso avere 200volt e 5A o 50volt e 20A?

[GioArca67]

anticipo una cosa importante, massima resa minima spesa.
.....
darmi un consiglio pratico.

La risposta più appropriata è già stata data: solare termico!

Abbiamo capito che per vari motivi non si vuole fare.

Però... un pannello solare termico da 6 tubi sottovuoto da 70*190cm pesa anche solo circa 17kg, per 2 o 3 persone con 200l di accumulo ne servono 3...

1. installare 4 pannelli fotovoltaici da 300wp su una pergola esposta a sud.

Un pannello da 300W, messo su una pergola (che non sta dentro una camera speciale in cui vi è una insolazione di 1000W/mq e mantiene il PANNELLO a 25°C costanti) produce si e no 215W medi in buone condizioni di sole.

Una resistenza da 1200W 230V assorbe circa 5A e vale 44Ohm

Intersecando la retta di carico corrispondente a tale resistenza con le curve I-V di un pannello solare da circa 300W risulta che si riesce a prelevare circa 37V/44Ohm=0.84A ovvero la bellezza di ben 31W.
Mettendone 4 in serie si sommano le tensioni e il punto di lavoro cade a circa 145V, che per una resistenza da 44Ohm significa che scorrono circa 3,3A ovvero stiamo ottenendo ben 480W

Detto in altre parole se prima riscaldavi in 3 ore adesso ne serviranno quasi il triplo: 8 ore....

1. come mi consigliate di fare i collegamenti per alimentare la resistenza e tenere l'acqua calda?

Occorre un doppio selettore in modo da collegare la resistenza o alla rete elettrica o ai pannelli fotovoltaici.
Praticamente anche un cavo da 1,5mmq porta la corrente richiesta e non necessita di protezioni, deve essere con guaina e certificato CPR.
Non troverai però connettori idonei per quella sezione per fare le prolunghe dai pannelli a dove devi arrivare.

2. serve per forza un inverter?

Sarebbe a questo punto preferibile fare un piccolo impianto FV che beneficia anche del recupero del 50% dall'Irpef.

Il termostato in dotazione al boiler non va bene essendo per l'alternata e non riesce ad interrompere la corrente continua, col risultato che rompi i contatti e basta, se non va a fuoco. Quindi dovrebbe comandare un idoneo interruttore di manovra/contattore DC21B.
Se poi è addirittura integrato nella resistenza... Lascia perdere, fai solo danni.

Un sezionatore da solo NON va bene perché non è manovrabile sotto carico.
I fusibili non servono a nulla, visto che il cavo porta indefinitamente la corrente massima erogabile in corto circuito.


Considera che ci sono anche i cosiddetti pannelli plugin e sotto 800W si hanno notevoli facilitazioni burocratiche.