Consiglio componenti e instalazione impianto ibrido

[peg1987]

Ciao a tutti, vi scrivo perchè sto progettando un piccolo impianto ibrido cioè fotovoltaico in primis poi aiuto Enel.
Ho comprato un appartamento che sarà completato verso fine anno quindi ho ancora la possibilità di fare tutte le tracce come pare a me. E' un appartamento a piano terra avrò una parte del giardino privato rivolto a S-SW.

Attualmente ho un consumo medio di circa 8KW al giorno, dei quali, 6KW sono praticamente dati da dispositivi sempre connessi. Diciamo che con la casa nuova forse, solo cambiando il frigo, dovrei risparmiare circa 1-1.5 Kw al giorno.
Ora ho montato un piccolo impianto completo di tutto sopra una piccola casetta in lamiera. Ho un pannello policristallino da 270W e 60 celle che ricopre l'intera falda della casetta, al quale è collegato un caricatore mppt della ep solar tracer 3215. Il caricatore carica le batterie da auto (2 da 70A in parallelo). Alle batterie ho collegato un inverter a onda pura da 300W, 12V. Tutto questo era solo per sperimentare e per il momento sono contento del funzionamento, un po' meno delle batterie che durano veramente poco, ma le tengo anche in un ambiente veramente inadatto, con forti sbalzi termici, quindi non pretendo nulla.

Cosa voglio ottenere:
vorrei alimentare tutte le prese da 10A con il fotovoltaico, e, in caso di carichi superiori alla portata dell'inverter, o in caso di batteria/FW non sufficiente, questo prelevi direttamente dalla rete. Saranno escluse dal circuito le prese da 16A come il forno e soprattutto il fornello a induzione, in quanto mi porterebbero a prelevare dalla rete potenze molto elevate, e non so quanto facciano bene all'inveter. Mi piacerebbe, ma il costo non vale la candela, alimentare la casa a batteria durante la notte; cioè i costi delle batterie sarebbero superiori ad un reale guadagno.

Questa è l'idea di impianto che mi sono fatto.
Attualmente ho una potenza istantanea media che, con tutto spento (nel senso di luci, elettrodomestici ecc) si aggira attorno ai 250W. Nella nuova casa forse aumenteranno di un po' questi consumi ma non potendo fare le misurazioni, terrò questi valori come riferimento.
Ho recentemente scoperto che ci sono inverter che passano in automatico da rete a fotovoltaico/batterie senza dover fare particolari commutazioni. Uno fra tutti ho notato il pip2424MSE della MPP Solar che sembra a fare al caso mio, forse è anche troppo.
Stavo pensando di fare un impianto da 1 KW e di prendere quindi altri 3 pannelli da 270W, che uniti al mio dovrebbero fare circa 1KW. Come dicevo la mia idea è di alimentare più cose possibili finchè c'è il sole e finchè durano le batterie, mentre di notte non è un problema passare ad enel. Dico questo solo perchè solo per le batterie spenderei quanto un anno di bollette (che ora si aggirano attorno agli 800€ anno, nella casa nuova saranno più alte perchè prenderò il contatore da 6KW e aggiungerò ai consumi la lavastoviglie e i fornelli a induzione). La mia idea è di prendere 2 batterie AGM deep cycle da circa 100A l'una e metterle in serie. Forse la notte non la fanno, ma fino all'ora di andare a letto dovrebbero durare, almeno d'estate. In futuro valuterò un ampliamento.

Ora le domande:
1)
Secondo voi l'impianto è dimensionato bene (supponendo di fare lavatrici, asciugartici e lavastoviglie durante il giorno)?

2)
La mia idea era di tenere batterie e inverter in casa in una stanza usata come studio. I cavi dal FV all'inverter dovrebbero essere lunghi circa 7-10m a stare larghi, tuttavia ho paura del calore e del rumore. L'alternativa potrebbe essere portare tutto in garage interrato, però le lungehzze dei cavi aumenterebbero fino a 20-25m quindi li dovrei prendere di sezioni decisamente maggiori (6-8mm2) se non ho calcolato male. Voi quale soluzione cosa consigliate?

3)
Come ho detto all'inizio, ho un giardino rivolto a Sud-Sud Ovest e davanti non ho ostacoli, se non la rete metallica di confine con i campi. Quindi prenderebbero sole il l'80% della giornata. Nel giardino sarà presente la casetta di metallo dove ora sta l'attuale fotovoltaico. Il problema è il fissaggio dei pannelli per limitare lo spazio di giardino occupato, visto che vorrei fare un po' d'orto e vorremmo vivercelo!! Visto che il regolare sopporta massimo 100V da FV e vorrei limitare le correnti pensavo di fare 2 stringhe da 2 pannelli ciascuna e metterle in parallelo. Quindi avrei 4 pannelli: 2 a 2 in serie e le 2 serie in parallelo. Quindi dovrei stare largamente nei parametri del regolatore di carica e non esagerare con le correnti. Vorrei posizionarli su una impalcatura da mettere sopra la casetta, quindi i pannelli andrebbero a fare da tettoia alla casetta, inoltre non subirebbe . Li metterei in orizzontale ed essendo un pannello di circa 165 *100cm, avrei un a "tettoia" 330 x 200. Tra l'altro questa tettoia la potrei anche roteare rispetto al giardino in modo che venga rivolta completamente a sud. Quello che vorrei chiedere è: avete consigli per i materiali e su come creare questa tettoia per limitare i costi? Cioè mi aiutereste a progettarla? La casetta LxPxH 250x170x(190 nel punto più alto e 160 in quello più basso); lo dico solo per riferimento.

Vi ringrazio tutti in anticipo e scusate il poema. Ho cercato di essere molto chiaro in modo da darvi un'idea più precisa possibile.

[Dolomitico]

Ciao e benvenuto.
Il tuo imanto da quello che mi è sembrato di capire è un tipico impianto in sviluppo,quindi immagino che non prenderai subito tutti i componenti.
Prima cosa,io ho un'impianto parallelo a quello di casa,ovvero quello originale,e poi su ogni spina ci sono 2 prese,una autonoma,e una da rete.
Decidendo adesso forse conviene avere un'inverter che misceli la tensione in entrata come il pip,o come lo steca XTM,sicuramente un'altra fascia di prezzo e performace.
Poi cè il voltaggio12v assolutamente no,troppo bassi,almeno 24 o meglio 48v,io preferisco i 24v per il fatto che meno elementi e meno problemi di squilibri,ma si può ovviare con dei trucchetti volendo farlo a 48v.
Mettere le batterie e inverter in una stanza di casa ti obbliga a elementi Agm o addirittura GEL a tenuta stagna,con costi assai maggiori,mentre potendo installare all'esterno le batterie ti permette di avere capacità maggiori e usare batterie a liquido.
Poi tu sai come ottimizzare gli spazi.
Un'impianto fotovoltaico come ha ben detto Eneo è come un vestito,va fatto quasi su misura,in base ai consumi di casa,gli elettrodomestici a disposizione,la posizione del tetto,ecc
Un'altro dato,se usi 2 batterie in parallelo non si stanno rovinando dalle temperature,ma dal tipo di ricarica,abbiamo dimostrato in questa discussione viewtopic.php?f=7&t=104 che una batteria al piombo A LIQUIDO gradisce essere caricata a 16.2V,però gli inverter non lo gradiscono,quindi bisogna valutare anche questo dato nell'acquisto dei componenti,ovvero la capacità del regolatore di essere programmato in modalità USER o COSTUM in modo da poter settare i parametri al massimo del possibile,io le mie le ricarica a 30.8v che sarebbero 15.4v è il limite dl mio inverter,altri non arrivano cosi in alto.
Cosi hai una ricarica ottimale,rimescolamento dell'elettrolito,e mantieni la capacità più a lungo,quello che hai tu con i paralleli
secchi di 2 batterie da auto sono cose già sperimentate,solfatazione precose e durata limitata,solo per colpa del voltaggio di ricarica troppo basso.
Per uscire con una tensione stabilizzata esistono dei convertitori step/up o down che permettono di avere una tensione fissa in uscita a prescindere dal voltaggio in entrata.

Se intendi allungare la distanza dai pannelli alle batterie ci sono regolatori che lavorano sui 100v o più,questo ti permette di avere delle serie di pannelli e andare più lontano coi cavi,ovviamente le tensioni cosi facendo sono pericolose e bisogna sapere cosa si sta facendo,24v sono il limite acettabile fra potenza e pericolosità,da li in su bisogna ben sapere cosa si sta facendo e le forze in gioco.

[Ferrobattuto]

Se ho ben capito leggendo cosa scrivi, hai un carico continuo minimo di 250W 24 ore su 24. Questo significa 6KWh al giorno di consumo fisso. Un consumo che con 1KW picco di pannelli installati non riuscirai a coprire nemmeno in estate.
100Ah a 24V significano in via esclusivamente teorica 2,4KWh di accumulo, che non ti coprirebbero neanche la notte per il consumo minimo, poi considerando che le puoi scaricare solo al massimo al 50% per non ciclarle troppo e buttarle presto, di notte ti durerebbero al massimo 4 ore o poco più.
Questo anche lasciando i carichi "pesanti" (lavatrice, lavastoviglie, asciugatrice, forno elettrico, fornelli ad induzione, ecc ecc.......) sulla rete elettrica, come pure tutti gli altri carichi "intermittenti" nella giornata.
La scelta dell'inverter all-in-one che hai fatto è buona, se rimani dentro il suo carico massimo di 2,4KW, e con 1KW di pannelli ti ricaricherebbe le batterie abbastanza in fretta, perfino troppo in fretta se lasci i 40A come corrente di ricarica. Gli accumulatori a piombo, di qualsiasi tipo siano, vanno caricati e scaricati non troppo velocemente, sempre per non sforzarli e ciclarli troppo. Con batterie sigillate io al tuo posto non mi preoccuperei troppo ne del calore ne del rumore.
A te occorrerebbe una capacità di batterie almeno quadrupla di quella che hai preventivato, e almeno il doppio dei pannelli. Ma avendo un inverter-regolatore che commuta automaticamente sulla rete quando raggiunge i parametri minimi impostati, puoi provare ad iniziare come hai detto e vedere quanto riesci a risparmiare sulla bolletta. Magari prendi un PIP più potente in vista di futuri ampliamenti......
I materiali sono sempre i soliti: inox (ma costa un occhio) oppure ferro zincato. Se non sai o non puoi saldare, allora bulloneria adeguata, quella magari inox. A meno che non hai dimestichezza con la lavorazione del legno......
Per aiutarti a "progettare" bisognerebbe essere "in loco", da qui al massimo ti si può dare qualche consiglio molto "generico", però immagino che puoi rivolgerti a qualche amico o qualche conoscente del posto.

Bene, vedo che con Dolomitico ci siamo sovrascritti......

[peg1987]

Grazie ad entrambi per le risposte.
@ Dolomitico
Si hai capito bene, l'impianto ora è solo in fase di progettazione Allora con il tracer che ho attualmente ho la possibilità di regolare la tensione di carica da 9 a 17V quindi 16.2V non sono un problema. Devo però comunque leggere con calma il topic che mi avete segnalato per capire esattamente come impostare le tensioni delle varie fasi di carica perché ce ne sono veramente tante in gioco (boost, float, equalize...) e non mi sono ben chiare.
Tuttavia del PIP che ho considerato purtroppo non ho trovato un manuale quindi so se anche in quello le tensioni di carica sono regolabili, e non ho in realtà nemmeno capito se questo è un parametro necessario per le AGM. Il pip che ho scelto arriva già a 100V, solo che con 4 pannelli come potrei fare? Per metterli tutti i serie mi servirebbe un caricatore che accetti oltre 160V e non posso metterne 3 in parallelo e uno da solo. Infatti sto valutando anche il modello da 2424MSXE che costa un centinaio di € di più ma accetta 145V e supporta 60A. Solo che mettendo i 4 pannelli in serie con Voc di circa 38V supererei i 145V dell'inverter. Quindi mi sa che mi conviene mantenere serie e parallelo ed eventualmente perdere un po' di potenza sul tragitto.
Per quanto riguarda le tensioni del sistema come ho detto io ora ho 12V (ma ho anche un carico da 100W) ma per la nuova casa ho intenzione di passare ai 24V (infatti ho indicato il modello caricato/inverter da 24V). I 48V non li ho considerati perchè semplicemente viste le potenze in gioco, non li ho ritenuti necessari e anche perché sia l'inverter che le batterie sarebbero venute a costarmi molto di più (essendo necessarie 4 batterie per avere 48V), poi guardando tra i vari modelli non ho nemmeno visto un 48V sotto i 4KW. Anzi a dirla tutta non ho capito nemmeno se all'inverter succede qualcosa se attacco alla sua uscita un carico superiore alla sua portata massima. Cioè se lui ha portata 2.4K se io collegassi il piano a induzione che in quel momento mi tira 5KW cosa succede? Si blocca o passa ad Enel?

@Ferrobattuto
Quando parlavo del rumore mi riferivo principalmente alle ventole dell'inverter. Quelle del piccolo inverter che ho io, anche con un carico di 1/3 la sua portata fanno un gran casino. Non oso immaginare quando nella casetta ci saranno 50°C. Comunque questo non sarà un problema della nuova casa. Però appunto tenere l'inverter in una stanza di casa normale con relativa batteria forse non è l'idea migliore. Ho fatto un calcolo rapido e con 25m di cavo da 6mm2 dovrei avere una caduta di circa 2V nel caso peggiore/migliore (cioè nel caso il mio impianto producesse realmente 1KW. Per quanto riguarda le batterie come ho scritto pensavo di prenderne 2 da 100A DEEP CYCLE. Se non erro, con quel tipo di batteria riesco a sfruttare interamente la carica accumulata e non il 50% come quelle da auto, o ho capito male?

Come ho detto vorrei semplicemente alleggerire la bolletta, non eliminarla completamente (almeno per il momento). Purtroppo sul tetto c'è già l'impianto che alimenta la pompa di calore centralizzata e quindi non c'è spazio per altri pannelli.
e essendo il giardino a piano terra davanti alle camere da letto non vorrei riempirlo di pannelli quindi non so se riuscirò ad ampliarlo, comunque come spesa quella che affronterò inizialmente sarà sufficiente per un bel pezzo.
Per quanto riguarda la velocità di carica delle batterie probabilmente hai ragione e potrei valutare di prenderne 4 di capacità minore e distribuire la corrente su 2 banchi da 2 batterie in parallelo, solo che a parità di capacità spenderei almeno il 30% in più. Devo valutare bene.

Per quanto riguarda la costruzione della "tettoia porta pannelli" sono anche io indeciso sui materiali. Di base lo farei in legno perché forse costa meno, ed è più malleabile, ma penso meno durevole. Purtroppo non ho esperienza con il saldatore (anche perché ora non avrei lo spazio dove metterlo). Il problema è che non vorrei svenarmi solo per la struttura. Mi ricordo che per metterlo a terra inclinato (come un tetto piano) mi chiesero circa 450€ per 3Kw (poi non comprai quella casa)...io ho stimato la stessa cifra per mettere solo 1KW auto-costruito. Più che altro volevo sapere se conoscente supporti che fanno a caso mio, o ai quali apportare solo delle modifiche.

[peg1987]

Nessuno mi sa rispondere?

[Hal9000]

Le batterie e l'inverter tienili al fresco, un garage sarebbe ottimo, perchè ogni 10 gradi sopra i 20 si dimezza la vita utile delle batterie, idem per i condensatori elettrolitici sull'inverter durano meno, semza considerare che a 50 gradi ti potrebbe andare in protezione termica o bruciarsi, considera che dentro l'inverter a piena potenza e a temperatura ambiente i mosfet possono arrivare anche a 80 gradi, se poi parti da 50 gradi esterni invece che 20 la vedo dura.....

Invece che tirare dei cavi lunghi dalle batterie all'inverter tieni batterie e inverter il più vicino possibile e al riparo dal calore estivo poi la tratta lunga di cavi la usi per allacciare i pannelli, che è poi la normale situazione.
Per esempio in baita ho messo le batterie in cantina per ovvie ragioni di areazione poi ho tirato dei cavi al piano di sopra con la tratta più breve possibile e l'inverter l'ho messo in casa.
Ora non ti so dire se l'inverter pip sia rumoroso o no, ma lo studer che ho io fà partire le ventole solo quando lo carichi in potenza, con un carico di 500W le ventole sono quasi sempre ferme, però è un 6Kw.
Comunque ribadisco che dovresti avere un locale dedicato a batterie e inverter, possibilmente areato, ma ovviamente sono cose che devi valutare tu.

Il mio consiglio sulla tensione è di partire subito a 48V se hai in mente espansioni future, ne ho visti tanti di amici ricomprare inverter e regolatori per il passagio 12->24 poi 24->48 alla fine sono tutti soldi buttati a meno che non hai chi te li ricompra ad un ottimo prezzo.

Per esempio a parità di accumulo invece di prendere 2 batterie 12V 100Ah ne puoi prendere 4 da 12V 50Ah così da scegliere se collegarle a 24 o 48V e il costo dovrebbe essere quasi uguale, ovviamente è un accumulo microscopico e dovrai fare attenzione ad assorbire poco per non rovinare subito ma almeno ti compri un bell'inverter da 4Kw 48V che il gionro che aggiungerai pannelli e metterei batterie più grandi non dovrai ricomprare l'inverter.

Non conosco il pip ma di solito se un inverter viene dato per una certa portata non puoi superarla anche se preleva da enel per via di come sono dimensionati i circuiti internamente, la cosa migliore è verificare sul manuale della casa produttrice.

Per i panneli 2 serie da 2 mi sembra la soluzione più giusta, devi tenere presente che la voc sale con il freddo anche oltre i valori di targa con inverni rigidi, ma se proprio vuoi viaggiare con tensioni alte potresti anche metterne 6 invece di 4 cosi da fare 2 serie da 3 ed avere un pò più di energia che vedrai in inverno e con il nuvolo non guasta