Calcolare batteria e pannello di un lampione solare: energia e riserva

Usiamo le cifre per comprendere il calcolo, senza promettere autonomia in qualsiasi comune italiano né sostituire la scheda della batteria. L’esempio da 50 W e 12 V distingue le ore di accensione dalle ore equivalenti a piena potenza. Definiamo consumo notturno, programma di regolazione ed energia disponibile, poi studiamo la produzione locale nel periodo sfavorevole. L’autonomia si verifica con un bilancio energetico, non guardando le dimensioni del pannello.

Produzione solare e limiti della stima

• Calcolo della potenza del pannello fotovoltaico

Assumiamo come ipotesi 6 ore solari di picco al giorno, variabili secondo stagione e luogo. Per il lampione LED da 50W, il programma totalizza 11 ore (h) notturne, equivalenti a 7,5 ore alla massima potenza. Con entrambe le ipotesi stimiamo la potenza fotovoltaica mediante il seguente bilancio energetico:

Il calcolo originale mescolava 17,4 V del pannello e 12 V della batteria: non ne ricaviamo che 120 W siano una soluzione sicuramente adeguata. Non comprende neppure il recupero dopo giornate senza sole. Prima di correggere perdite e produzione reale, 450 Wh ÷ 6 h = 75 W con 6 ore solari di picco; questa energia deriva dal margine illustrativo del 20%: 50 W × 7,5 h × 1,20 = 450 Wh.

Per concludere la scelta, verifichiamo insieme recupero della carica, perdite del sistema e autonomia richiesta.

• Calcola prima la corrente ideale dell’esempio.

Per questo esempio di lampione da 50W alimentato da una batteria da 12V puoi stimare la corrente ideale come 50W÷12V = 4,17 A.

Energia notturna e riserva della batteria

• Stima poi la capacità necessaria della batteria.

Verifichiamo per l’apparecchio il margine indicativo di perdite del 15%-25%, includendo linee, regolatore e driver. Batteria e regolatore determinano la profondità di scarica ammessa. I 125 Ah rappresentano quindi la capacità richiesta alla tensione nominale, non la capacità nominale definitiva della batteria da acquistare.
Lo sviluppo conservato è: batteria = 4,17A×7,5h×(3 + 1) giorni = 4,17A×30h = 125AH.
Prevediamo 4 notti includendo quella che precede 3 giorni di apporto insufficiente; l’ipotesi mira a coprire questi 3 giorni consecutivi. Il programma mantiene il 100% dalle 19:00 alle 23:00 e il 50%, equivalente a 25W, dalle 23:00 alle 6:00. In totale, le 11 ore di accensione corrispondono a 7,5 ore (h) al 100% della potenza.

Dati necessari per completare il calcolo

Usare il periodo sfavorevole del luogo di installazione

Chiedi che il calcolo identifichi luogo e periodo di produzione considerati, oltre all’orario di illuminazione. Una stima annua non descrive da sola l’energia disponibile durante il periodo per cui è richiesta autonomia; conserva questa ipotesi insieme al dimensionamento.

Distinguere riserva notturna e recupero della carica

Verifica quanto deve produrre il pannello per coprire una notte ordinaria e come verrà recuperata l’energia consumata nei giorni sfavorevoli. Mantieni entrambe le verifiche nella proposta: recuperare la carica può richiedere condizioni diverse da quelle sufficienti a sostenere il consumo quotidiano.

Valutiamo la proposta secondo autonomia calcolata e condizioni, senza confrontare soltanto gli Ah pubblicizzati o i watt del pannello. Una potenza fotovoltaica maggiore può aiutare, ma non descrive la produzione di ogni giornata. Prevediamo il recupero dopo il periodo di apporto insufficiente e documentiamo quante notti coprirà la batteria con il programma previsto. Per completare il sistema chiediamo produzione locale, rendimento del regolatore, limiti di carica e scarica ed energia utile in Wh.