Impianti fotovoltaici e pannelli solari: uno slancio green per l’autonomia energetica del camper

Ecco il desiderio di tutti i camperisti. Un valido aiuto è dato dai pannelli fotovoltaici che, nel rispetto ambientale, assicurano energia pulita e in quantità sufficiente da concedere una discreta autonomia. La terra, grazie al sole, è inondata da una immensa fonte di energia illimitata e non inquinante, che è possibile convertire in energia elettrica, utilizzando appunto le cosiddette celle solari o fotovoltaiche.

Il funzionamento del sistema fotovoltaico è noto; alcuni materiali semiconduttori, come il silicio opportunamente trattato, generano energia elettrica se irraggiati dal sole. Un certo numero di celle fotovoltaiche, collegate elettricamente tra di loro e montate assieme, costituisce un modulo o pannello, che è l'unità di base di un sistema fotovoltaico. La qualità del materiale, che può essere più o meno puro, incide sulla loro potenza e sulla loro resa nel tempo, prima che il degrado la renda inefficiente.

In tutti i casi, il fotovoltaico presenta comunque numerosi vantaggi: non ha parti in movimento, non ha bisogno di combustibile, non fa rumore, non emetti fumi, non produce calore. È quindi una delle fonti energetiche a minore impatto ambientale.

Per un utilizzo individuale, come nel caso di un veicolo ricreazionale con un pannello da 100-120 W si alimentano le normali utenze di bordo, mantenendo sempre in carica la batteria ausiliaria, anche nei periodi di inutilizzo. Il costo, anche per i prodotti più qualificati, che dichiarano l'affidabilità e la resa nel tempo, non è più esorbitante come un tempo e i risultati sono ampiamente testati da un numero sempre più grande di camperisti che da anni utilizzano questa forma d'energia alternativa. Perché sia veramente efficace è essenziale però che la qualità dei pannelli non scenda sotto certi standard e che l'impianto sia strutturato correttamente.

Schematicamente un sistema a pannelli solari è composto da tre elementi; le celle fotovoltaiche, assemblate in pannelli, il regolatore di carica e uno o più accumulatori dedicati.

È intuitivo che la qualità dei materiali, l'efficacia delle tecnologie utilizzate dai singoli elementi, il corretto montaggio e un attento utilizzo, incidono anche pesantemente sulla resa.

Tra i pannelli attualmente reperibili, i più diffusi sono quelli monocristallini, policristallini e amorfi.
I primi prodotti con celle al silicio monocristallino sono leggermente più costosi e sono facilmente riconoscibili per il colore omogeneo delle celle. 
Furono utilizzati per la prima volta con lo sviluppo dei voli spaziali. Hanno un rendimento superiore, a condizione però di avere un irraggiamento ottimale perpendicolare al modulo, che a dire il vero sul tetto di un camper non è sempre possibile. Inoltre, all’aumentare della temperatura ambiente diminuisce la resa.

Con un prezzo e un rendimento di poco inferiore, le celle in silicio policristallino, dalla caratteristica varietà di tono del colore dei cristalli meno puri e orientati in qualsiasi direzione, hanno la peculiarità, grazie proprio alla disposizione disordinata dei cristalli, di avere prestazioni migliori anche se il sole non è perfettamente perpendicolare al pannello.

Più economiche, leggere e adattabili anche a superfici curve, ma con un rendimento più basso, le celle a film sottile in silicio amorfo, riconoscibili per l'uniformità della superficie del modulo (il silicio è spalmato su una superficie ottenendo uno strato molto sottile, mentre le prime due vengono realizzate affettando un cilindro o un lingotto). Hanno però l’innegabile vantaggio di produrre corrente elettrica anche con luce diffusa, quindi in caso di giornata nuvolosa. Comunque, ai fini pratici, è la resa in watt, rapportata nel tempo, che quantifica il costo effettivo del pannello.

Nella scelta tra monocristallini e policristallini, è consigliabile quindi orientarsi su prodotti di qualità, che riportino su etichetta la certificazione, gli anni per i quali è garantita una determinata potenza, i dati sulla capacità espressa in watt, la corrente e la tensione.

Da non trascurare le caratteristiche costruttive dei pannelli, come l'incapsulamento delle celle, che deve essere a prova di umidità e d'intemperie, la consistenza della cornice e la protezione dei terminali per i collegamenti elettrici.

Il numero dei pannelli da installare e la quantità di potenza necessaria dipende naturalmente dalle esigenze delle utenze e dallo spazio disponibile sul tetto dell’autocaravan. Indicativamente, un pannello da 50 watt che eroga circa 2,6-2,9 Ampere, serve per la ricarica della batteria e l'illuminazione, installandone sul tetto uno da 100/120 Watt totali siamo in grado di rendere sufficientemente autonomo un autocaravan. Con questa configurazione è infatti possibile mantenere in carica una batteria da 100 Ah e alimentare il frigorifero a compressore, naturalmente utilizzato con parsimonia.

Per una dotazione elettrica più ricca, occorre preventivare almeno una potenza di 150/200 Watt. Da non sottovalutare che i fattori ambientali, come l'esposizione, l'angolo di inclinazione del pannello rispetto alla latitudine terrestre e la temperatura ambientale, incidono sul rendimento.

Per avere in fase di stazionamento una migliore esposizione ai raggi solari - l'inclinazione cambia secondo la latitudine e la stagione - è possibile installare i pannelli su appositi supporti, che ne consentono nelle soste l'inclinazione fino a 45°. Chiaramente è sempre fattibile elaborare artigianalmente snodi o cerniere, anche solamente per posizionare il pannello leggermente sollevato, da favorire la circolazione dell’aria e ottimizzare la resa quando la temperatura aumenta.

In commercio si trovano ormai moltissimi kit di pannelli solari per camper. Il prezzo si differenzia a seconda della dimensione e alla potenza dell’impianto. Indicativamente un kit installato per camper comprensivo di pannello fotovoltaico da 100-120Watt e regolatore di buona qualità può costare circa 500-600 euro. Considerando il risparmio energetico, è una spesa tutto sommato non eccessiva. Non resta che ringraziare il sole.

Se il pannello è un vero e proprio generatore di corrente, il cervello dell'impianto fotovoltaico è il regolatore di carica, che ha il compito di regolare la tensione dell'elettricità fornita dai pannelli e distribuirla agli accumulatori (la batteria supplementare), interrompendo l'erogazione di energia quando la batteria ha raggiunto il valore di circa 14 Volt. Per un corretto funzionamento del sistema fotovoltaico, può bastare un modello base dal costo contenuto in poche decine di euro, che visualizza tramite semplici Led la ricarica della batteria, la completa ricarica o quando la carica della batteria è scesa sotto agli 11,5V. ed è quindi necessario staccare il carico e attendere che la batteria sia ricaricata.

Più completi i modelli dotati di uno strumento per la lettura dei livelli di tensione, l'amperaggio prodotto e quello assorbito, che equivale a controllare la tensione di carica erogata dai pannelli, quella della batteria o quella assorbita dagli utilizzatori.

Altri ancora commutano la ricarica alla batteria di avviamento quando la batteria di servizio è completamente carica, oppure sono regolati da microprocessore e display digitali e hanno la capacità di conteggiare gli amperora sia in entrata che in uscita dalla batteria, monitorando di continuo lo stato di carica della batteria. Utile la presenza sul regolatore di uscite supplementari comprese quelle USB. Per tutti, da verificare la potenza massima applicabile che non deve superare quella nominale del pannello fotovoltaico.

Per il diverso utilizzo rispetto a quella riservata al motore, la batteria ausiliaria, prevista per le utenze, dovrebbe essere a scarica continua, progettata per un uso prolungato nel tempo, con frequenti cicli di carica-scarica e, per il periodo di rimessaggio, con un autoscarica molto lenta a garanzia di una lunga durata.
Può succedere, specie nei camper di seconda mano, che per economia anche la batteria ausiliaria è del tipo a scarica rapida, la meno indicata per essere abbinata ad un sistema fotovoltaico.
La soluzione ideale è installare una batteria a scarica lenta, specifica per pannelli solari, progettata per accumulare energia anche con basse potenze e capace di sopportare un elevato numero di cicli di carica e scarica.
Un modello AGM o al gel con una capacità di 100/120Ah è l’ideale, ed è in grado di garantire circa tre, quattro giorni di autonomia energetica, se a causa di forte maltempo, il pannello fotovoltaico non è in grado di produrre energia.