Pannelli solari sul Camper, Quello che c'è da Sapere

Argomento

E’ bello ricaricare, si potrebbe dire parafrasando una vecchia canzone. Sopra la nostra testa splende la più inesauribile fonte di ricarica pulita e sostenibile di cui disponiamo, la luce del sole: sfruttiamola con i pannelli solari per fare il “pieno” alle nostre batterie

L'evoluzione degli ultimi anni dell’accessoristica per i camper ha visto i pannelli solari diventare quasi uno standard sul tetto di molti autocaravan, spesso offerti di serie o nei ricchi pacchetti omaggio offerti al momento dell’acquisto per ingolosire il cliente. Complici la diffusione che ne ha abbassato i costi, la tecnologia ormai decisamente matura che ne consente l’uso e la gestione in maniera estremamente flessibile ed efficace, le care celle di silicio che trasformano la luce in corrente elettrica sono ormai un “must have” dei veicoli ricreazionali. Ce ne sono di tanti tipi: monocristallini, policristallini, rigidi, flessibili, più o meno grandi con le relative diverse potenze. La scelta su quali e quanti è ovviamente del tutto soggettiva e da verificare insieme al rivenditore o ad un esperto che saprà valutare la misura da installare: molto dipende dalle esigenze, soprattutto la frequenza  e la durata delle soste “libere”, la stagione di maggior uso (in inverno la luce è minore e il consumo elettrico maggiore) e ovviamente dal numero medio di persone che viaggia nel camper, cosa che aumenta il consumo di energia per la pompa dell’acqua, accessori, luci e … per la ricarica di telefonini e tablet, orami perennemente accesi a chattare!

Come rovescio della medaglia, da non sottovalutare l’aspetto del peso, croce di tutti i camperisti in possesso di veicoli da patente B. Un pannello rigido mediamente grande, con gli accessori relativi alla sua installazione e al suo funzionamento, può apportare anche fino intorno ai 18/20 kg di massa ulteriore e, in abbinamento ad una seconda batteria dei servizi, potrebbe azzerare le già limitate residue riserve di carico di molti camper: i 35 quintali di peso massimo sono lì, ad uno schiocco di dita, e i controlli oggi come oggi sono decisamente più frequenti e pignoli di un tempo! In questo caso potrebbe valere la pena meglio optare per i pannelli flessibili sempre più diffusi, meno efficienti nella potenza di picco (seppur altrettanto validi nel corso della giornata di insolazione come ricarica media), ma decisamente più leggeri. I pannelli sono sempre corredati di un regolatore che porta ad una tensione costante la corrente che fuoriesce dalle celle di silicio esposte sul tetto, che risente della luce disponibile nelle diverse fasi della giornata. Consigliabile poi accessoriare l’impianto con un parallelatore, strumento che consente di collegare anche la batteria del motore e fornirgli una parte della ricarica (selezionabile il quanto) in modo da avere sempre in ottima forma anche quella, specie nelle lunghe soste al rimessaggio. Tra i vantaggi dei pannelli solari la relativa semplicità di installazione, i costi ormai molto ridotti, i tanti modelli disponibili, l’assenza di manutenzione se non sporadica di pulizia e controllo, il funzionamento semplice ed efficace. Sono una buona soluzione, e con un uso accorto delle riserve di corrente sono un ottimo compromesso tra vantaggi, svantaggi e costi; sicuramente da prendere in considerazione anche poi per l’impatto ambientale praticamente nullo, cosa oggi come oggi da tenere in grande considerazione e diventata anche una esigenza per evitare il più possibile l’inquinamento dato da altre forme di produzione di energia a combustione. Ma vediamo ora nel dettaglio come è fatto un impianto e quali sono tutte le informazioni da sapere.

Le celle

Come noto i pannelli solari sono costituiti da celle di silicio che vengono inserite in chassis rigidi di alluminio (ma anche su supporti flessibili), collegate tra loro con dei nastrini metallici in serie e parallelo, così da formare un’unica grande superficie, il modulo fotovoltaico dove, colpite dalla luce del sole, trasformano l’energia in corrente elettrica disponibile. Tre sono i tipi più diffusi di celle in silicio, che danno a loro volta il nome del genere al pannello per identificarne la tecnologia che è alla base: monocristallini, policristallini e amorfi.

I monocristallini sono la tipologia più efficiente ma anche più costosa, data dal tipo di lavorazione delle celle di che sono formate da cristalli di silicio praticamente puro tagliato in sottilissime fette (dette anche “wafer”) dopo essere stato fuso e lavorato in modo da ottenere dei cilindri.

Nei pannelli policristallini invece il silicio grezzo viene fuso e versato in uno stampo quadrato, che una volta raffreddato può essere tagliato in wafer perfettamente quadrati, cosa che lo rende facilmente distinguibile dai monocristallini che hanno la classica forma a ottagono delle celle.

Nel caso del silicio amorfo è invece improprio parlare di celle fotovoltaiche: il silicio viene “spalmato” infatti uniformemente e in piccolissime quantità su superfici plastiche o vetrate, formando un unico film sottile dello spessore di qualche millesimo di millimetro. Questo tipo di pannelli sono disponibili sia nella tradizionale struttura rigida, con telaio di rinforzo, sia flessibili per impianti ad alta integrazione per superfici non piane.

Parlando di rendimenti, come abbastanza ovvio la resa è influenzata dalla purezza del silicio utilizzato e in quale forma, per cui il range di resa (trasformazione dell’energia ricevuta dalla luce in corrente elettrica fruibile) può andare mediamente dal 18/21% dei pannelli monocristallini attuali (con punte del 25/26 per particolari tipi di celle bifacciali o con particolari giunzioni dei circuiti interni), a valori un po' inferiori dei pannelli policristallini 16/18% (ma con esempi di eccellenza al 21%), per finire ai pannelli amorfi che trasformano circa il 6/10% dell’energia ricevuta (però rendono bene in condizioni di luce minore e diffusa a differenza degli altri tipi), richiedendo a parità di erogazione superfici maggiori.

Un altro aspetto da considerare è quello della resistenza al calore: i pannelli solari risentono dell’eccessivo calore, in particolare quelli monocristallini (ma anche i policristallini seppur meno), per cui paradossalmente la resa diminuisce nelle giornate di gran caldo estivo (seppur ovviamente la tanta luce ne favorisca la produzione di corrente); è per questo motivo che è sempre opportuno lasciarli staccati dalla superficie che li ospita, favorendo la ventilazione sottostante in modo da raffreddare un po' (in viaggio, con il movimento del camper, l’aria che lambisce il tetto del camper contribuisce a raffreddare le superfici). I pannelli di cristalli amorfi risentono invece meno di questa condizione. Allo stesso modo, i pannelli mono e policristallini risentono pesantemente di parziali ombreggiature (pensiamo non solo all’ombra vera e propria, ma anche allo sporco, alle foglie cadute durante soste prolungate ecc.), mentre quelli amorfi subiscono meno questi limiti, tanto che sono preferiti talvolta nelle zone in cui l’insolazione è minore o limitata da fattori climatici (nebbie, ad esempio), anche se ovviamente anch’essi perdono qualcosa in termini di resa. La potenza erogata da un pannello singolo o un impianto di pannelli è ovviamente influenzata dall’irradiazione solare e decade nel tempo secondo stime ormai ben verificate in termini percentuali, si parla di un 10/20/25% negli anni, tanto che sono praticamente tutte le case ad offrire un rendimento garantito almeno al 75/80% per 20 o addirittura 25 anni di durata.

I pannelli

Sono costruiti nella stragrande maggioranza, come accennato, da telai in alluminio anodizzato (per i mono e i policristallini) dove vengono poste le celle di silicio, sotto vetri temperati a prova di grandine e ad alta trasmittanza. La forma è quasi sempre rettangolare e le misure oscillano mediamente intorno a 1,2-1,5 mt di lunghezza per 0,50-0,65 di larghezza, per un peso che varia dai circa 8/9 kg a 12/14 kg per pannelli di medie dimensioni (esclusi gli accessori e le parti necessarie al montaggio), o più per pannelli più grandi, e potenze che vanno orientativamente intorno ai 90/100 ai 120/130 watt. Ovviamente le variabili sono moltissime e questi valori sono medi e di massima, esistono tantissimi tipi di pannelli, questi sono quelli generalmente più usati sui veicoli ricreazionali. Sono fissati sopra al camper con strutture in alluminio, nate ovviamente per resistere alle intemperie senza arrugginire, incollate al tetto con speciali adesivi resistenti alle torture che il sole e il caldo possono esercitare sulle superfici così esposte e con trattamento anti-uv per evitare l’ingiallimento e la perdita di efficienza. Diverso è il discorso dei pannelli di tipo amorfo, quelli realizzati con un film sottile spalmato su superfici che possono essere anche flessibili per adattarsi a forme diverse, ottimi ad esempio se non abbiamo spazio sufficiente sulla cellula per altri impedimenti; questi tipi di pannelli sono molto più leggeri e vanno incollati su tutta la loro lunghezza contro una superficie rigida e stabile. Un innovativo tipo di pannelli, presentati negli ultimissimi anni, è quello dei semiflessibili che coniugano un certo grado di flessibilità, adatti ad esempio alle superfici curve come le mansarde, con l’efficienza dei pannelli cristallini rigidi.

Scegliere la potenza

Per evitare di sovraccaricare il camper di peso inutile, è decisamente importante “progettare” l’impianto dei pannelli solari in funzione della richiesta di energia media che avremo ogni giorno. Le differenze possono essere enormi, sia sul fronte degli assorbimenti - pensiamo a quanti apparecchi ci può capitare di usare e per quante ore, oltre ovviamente alle funzioni di base come luci e pompa dell’acqua – sia sul fronte del tipo di viaggio che ci piace: faremo molti chilometri, con la preziosa ricarica delle batterie data dall’alternatore? Ci spostiamo poco? Facciamo solo sosta libera o ci allacciamo talvolta alle colonnine di rete? Ci piacciono le vacanze invernali, quando gli assorbimenti sono più elevati e la luce solare minore?

La risposta quindi è tutta nell’uso soggettivo che facciamo dell’autocaravan: in ogni caso, un impianto anche minimo è garanzia di maggiore sicurezza per non restare senza energia nella batteria dei servizi e non è molto impegnativo sul fronte dei costi e dei pesi. Per dimensionare in modo corretto l’impianto dovremo per prima cosa fare l'elenco delle apparecchiature che vogliamo alimentate a camper fermo, facendo la somma della potenza in watt che ogni apparecchio assorbe moltiplicato per il numero di ore in cui pensiamo mediamente di usarlo: otterremo quindi un valore di termini di watt che ogni singolo apparecchio consuma in un giorno. La somma di questi dati ci dà grossomodo il numero di watt che dovremo dare alla nostra batteria dei servizi, ovviamente correlando il tutto ai tanti altri fattori di alimentazione della stessa (viaggio, colonnine di rete, altri tipi di ricarica come celle a combustibile o generatori). Teniamo poi presente che la potenza dichiarata per un pannello viene raggiunta solo in condizioni ottimali (sole, cielo sereno, ore centrali della giornata, stagione estiva) e non è mai del 100% del valore dichiarato, dato che alle nostre latitudini i raggi del sole sono comunque obliqui e il massimo rendimento si avrebbe con i raggi perpendicolari: per questo motivo sugli impianti civili si sfruttano le pendenze delle falde dei tetti o le inclinazioni di supporti (pensiamo alle pensiline dei parcheggi), cosa che sul tetto del camper non possiamo fare, restando per forza in orizzontale, o quasi per i pochi camper con tetti leggermente in pendenza. Quindi nel calcolo medio vanno introdotte le dovute riduzioni per tutti i momenti in cui il pannello non starà lavorando alla massima efficienza. Come indicazione – molto – di massima: se usiamo il camper prevalentemente d’estate e siamo solo in coppia, che magari vede anche poco la televisione (molto energivora), un kit pannello + elettronica da 100 watt basta e avanza; se viceversa siamo più persone, ci piace la sosta libera e facciamo anche vacanze invernali, sarà opportuno orientarsi verso potenze maggiori con due pannelli e magari doppia batteria, pesi permettendo.

L’impianto

Per funzionare, i pannelli hanno bisogno di un impianto elettrico a sé stante, costruito per gestire la corrente erogata, controllarla ed indirizzarla alle batterie per la ricarica e da integrare con l’impianto della cellula del camper con le dovute accortezze. Prima di tutto ci servirà un buon regolatore di carica, scelto in base alla dimensione dell’impianto e alla corrente che dovrò gestire: il pannello solare infatti non alimenta direttamente gli apparecchi, ma genera un flusso di corrente variabile nella tensione in funzione delle condizioni ambientali, flusso che deve essere controllato e gestito da questo dispositivo. Il regolatore assicura una tensione costante in relazione ai carichi e provvede ad interrompere la carica quando la batteria è al 100% o a disconnettere i carichi quando la batteria scende sotto un livello di guardia prefissato dall’elettronica, in modo da evitare stress tecnico alla batteria e mantenerla in perfetta forma. Il tipo più diffuso, semplice ed economico di regolatore è quello PWM, acronimo di Pulse Width Modulation (modulazione di larghezza d'impulso): lavora abbassando la tensione in ingresso alla giusta tensione in uscita, così da caricare le batterie alla giusta tensione. Esistono poi i regolatori di tipo MPPT, ossia Maximum Power Point Tracker (come l’NDS Sun Control, aumentano la resa anche del 25%), molto più costosi e in genere destinati ad impianti multipannelli, oppure gli innovativi regolatori Booster (come quello della CBE) che si sposano con pannelli specifici che lavorano con tensioni diverse e specifiche per massimizzare la resa. A valle del regolatore di carica andrebbero due apparecchi molto utili, anche se non strettamente necessari all’impianto stesso: il parallelatore e il display per la cellula. Generalmente, sono spesso venduti in kit insieme a tutto l’occorrente per l’impianto, e aiutano molto nella gestione: vediamo come. Il parallelatore, lo si intuisce anche dal nome, è in grado di deviare la corrente che arriva dai pannelli anche sulla batteria del motore e non solo su quella della cellula, in modo da tenere in carica la batteria della meccanica – parallelamente appunto - quando abbiamo un surplus di energia e quella dei servizi è già al 100% (ma spesso è possibile intervenire con potenze e percentuali selezionabili a scelta o con l’elettronica che fa da sola secondo piani preimpostati). Per finire, un bel display a cristalli liquidi da posizionare nella cellula, ci informerà in tempo reale di quanto sta succedendo al nostro impianto, della situazione di carica della/delle batterie, della corrente fornita in tempo reale dai pannelli, delle riserve di carica che abbiamo e via dicendo: ci può aiutare anche a capire che magari i pannelli sono sporchi e non stanno erogando quello che pensavamo vista la bella giornata di sole! Uno strumento decisamente utile e anche bello da vedere, anche se negli impianti più sofisticati è spesso oggi sostituito da una specifica app del telefonino dove impostare tutte le funzioni e i relativi allarmi (ad esempio, la scarica eccessiva della batteria).

Il montaggio

Il montaggio di un impianto fotovoltaico sul camper richiede una certa perizia non proprio da semplice hobbista, dato che interviene su parti delicate e complesse, che richiedono competenze di vario tipo: meccaniche, elettriche ma anche di falegnameria per creare qualcosa di pulito e presentabile all’interno della cellula e far passare i fili occorrenti in modo ordinato. Soprattutto sono necessari un corretto dimensionamento dei cavi (gli amperaggi possono essere molto elevati) e dei componenti, oltre che una notevole manualità e qualche “trucco” del mestiere. Pur se ormai è facilissimo trovare kit pronti per il montaggio già completi di tutto, anche dei cavi a sezione adeguata, sconsigliamo a chi non abbia le dovute competenze di intraprendere un lavoro del genere, pena possibili guai grossi al camper ed errori grossolani, come quello di bucare maldestramente il tetto del camper per far passare i cavi con sistemi passacavo non adatti, creando possibili vie di infiltrazione dell’acqua piovana. Tutti i rivenditori e le officine sono ovviamente in grado di realizzare e bene un impianto fotovoltaico per il vostro camper a costi più che ragionevoli, utilizzando materiale che nasce per l’uso specifico dalle aziende di settore, in particolare l’elettronica di gestione.  

In conclusione

L’impianto fotovoltaico sul camper è oggi diffusissimo, uno degli accessori after-market più richiesti o più spesso forniti in primo equipaggiamento come omaggio e valore aggiunto per attrarre un cliente e concludere una vendita, anche tra privati. Da mettere in conto anche la accresciuta sensibilità ecologista di tutti e del rispetto verso la natura: disporre di energia pulita, rinnovabile e a zero impatto ambientale è un valore che oggi “pesa” parecchio – giustamente, sottolineiamo noi - nelle scelte individuali. In più il kit dei pannelli è una vera comodità e dilata (o annulla del tutto) i tempi in cui dovremo necessariamente rivolgerci a strutture dotate di corrente per rifocillare di energia la nostra batteria dei servizi. Insomma, una vera manna per chi ama viaggiare privo di vincoli e sostare in “libera” il più spesso possibile. Ma non chiediamo ai pannelli quello che non possono fare: se avete a bordo la suocera che ama passare pomeriggi e serate davanti alla televisione, magari con schermo bello grande e vostra moglie o vostra figlia vogliono lavarsi tutti i giorni i lunghi capelli per togliere la salsedine, asciugandoli con il phon da 1.200 watt attaccato all’inverter … organizzate la vostra vacanza con frequenti soste presso qualche campeggio o area di sosta con colonnine elettriche di robusto amperaggio!