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“Come aiutare l’ambiente” di Vito Speroni

Un libro adatto a chi frequenta la scuola elementare o media

L’acqua è un bene prezioso e non è una fonte inesauribile. Penso che sia arrivato il momento di utilizzarla in modo più responsabile.

In questa pagina affronteremo l’argomento su come sfruttare l’acqua piovana per uso “non domestico”, come a esempio quando si ha la necessità di innaffiare un giardino, o irrigare un orto, lontano da fonti idriche.

Una premessa: quello che vi argomenterò non riguarderà il modo su come innaffiare: se a goccia, o a pioggia, o per quanto tempo farlo che è complesso e dipende da diversi fattori come la temperatura, l’umidità, ecc.; questo competerà a voi, ma su come portare l’acqua dal serbatoio, o dai serbatoi, al terreno.

In linea generale posso dire che servono dai 3 ai 5 litri per m² al giorno, e che è consigliabile innaffiare al mattino presto e alla sera tardi.

Cosa è necessario acquistare:

Pannello solare
Regolatore di tensione
Batteria
Uno o più serbatoi
Dei filtri, se non sono già compresi nel serbatoio
Pompa autoclave auto aspirante
Irrigatore
Tubi per far scorrere l’acqua

PROGETTARE PICCOLI IMPIANTI FOTOVOLTAICI

PANNELLO SOLARE

Per prima cosa dovrò calcolare la potenza del pannello fotovoltaico in funzione all’energia utilizzata giornalmente per far funzionare gli apparati elettrici che si è deciso di utilizzare.

L’Energia si calcola moltiplicando la Potenza per il tempo: E=P*t l’unità di misura è il Wh (wattora).

Nel nostro caso la potenza è quella della pompa che è di 70 Watt.

Il tempo: se per esempio dovessimo innaffiare un prato di 100 m² e abbiamo ipotizzato che servano 3 litri al m² avremmo bisogno di 300 litri, e se la nostra pompa preleva 6 litri al minuto occorreranno 50 minuti che portiamo a un’ora.

E=P*t= 70*1=70 Wh

Ora posso calcolare la potenza del pannello fotovoltaico con questa formula:

PFV= Potenza effettiva del fotovoltaico in Wp; Wh= wattora utilizzati; hse/g = ore sole equivalenti; 0,64 =efficienza effettiva (64%) data dalle perdite di sistema.

Il risultato è: 70/3,85*0,64= 28 Watt che porterò a 50 Watt. Costo 43 Euro.

Se metto il pannello fotovoltaico al sole lui trasformerà i raggi solari in corrente elettrica, ma non potrò collegarlo direttamente a un apparato in quanto l’energia in uscita non è regolare e può essere anche elevata.

Per questo motivo avrò bisogno di un Regolatore di Carica che ha la funzione di stabilizzare la Tensione proveniente dal fotovoltaico.

Per scegliere il prodotto giusto ci dobbiamo basare sulla massima corrente che transita e ci basiamo sulla Corrente di Cortocircuito Isc che troverete nelle caratteristiche del pannello fotovoltaico.

Nel nostro caso la Corrente di Cortocircuito Isc è di 3,25 Ampere. Abbondo, e scelgo un regolatore di carica PWM da 20 A, 12/24 Volt; che eventualmente potrò usare per pannelli fotovoltaici con potenza superiore. Costo circa: 35 Euro.

Collego per primo i cavi al Regolatore di Tensione, e poi li collego al pannello attraverso i connettori MC4.

Con il pannello al sole, potrò contare su una corrente continua a 12 Volt che utilizzerò per alimentare la pompa autoclave.

POMPA AUTOCLAVE AUTO ASPIRANTE

Ho scelto un’autoclave a basso consumo energetico, che potete trovare sui siti specializzati. Ha una protezione interna contro i sovraccarichi e può girare a secco senza danni. Il pressostato rende automatico il funzionamento della pompa, e quando l’impianto sarà attivo la pompa sarà in funzione e se viene bloccata l’erogazione di acqua, la pompa smetterà di funzionare automaticamente. Costo circa 50 euro.

Questa pompa è alimentata a 12 Volt e 70 Watt e una portata di 6 litri al minuto.

SERBATOIO

Di serbatoi ne esistono di tutti i tipi, ho scelto quello che si vede in figura perché lo ritengo il più adatto e il meno costoso.

E’ un serbatoio pieghevole per acqua piovana da 500 Litri. Cattura l’acqua senza sforzo dalla pioggia e l’immagazzina nel serbatoio. Inoltre l’ingresso e l’uscita è dotato di filtro reticolato che consente di purificare l’acqua. Il serbatoio è in PVC, ed è fornito di un rubinetto con filtro, di una valvola di troppo pieno, un tubo da giardino e un tubo di troppo pieno. Costo circa 114 Euro.

FILTRO

In questo caso il filtro in ingresso e in uscita è già compreso e dato che si tratta di acqua da usare per un giardino è più che sufficiente, ma se lo dovessimo usare per l’uso domestico il discorso cambia, e il filtro del serbatoio deve essere professionale.

BATTERIA

L’unica variabile è il sole: se dovesse mancare non avremo più a disposizione l’energia. La soluzione è utilizzare una batteria che ha un duplice scopo: immagazzinare energia, che andrebbe sprecata quando è superiore al bisogno, e fornirla nel momento in cui manca.

La capacità della batteria è espressa in Ah (Ampere/ora), e per la maggior parte delle batterie a ciclo profondo è buona norma scaricare le batterie solo a metà o all’ottanta percento della capacità.

Se l’uso è solo per il periodo estivo è sufficiente che la batteria mantenga la carica per 2 giorni in quanto in estate si potrebbe usare anche alla sera, di giorno c’è il sole e se piove non serve innaffiare.

Per calcolare la Capacità della batteria utilizzare la seguente formula:

Dove: QB= capacità batteria in Ah; Et= consumo in Wh; Ng= numero dei giorni di utilizzo; Tensione fotovoltaico; 0,5= profondità di scarica; 0,92= efficienza.

La capacità sarà: 70*2/ 12*0,5*0,92= 12 Ah

Per questa tipologia di impianti si potrebbero utilizzare batterie al piombo acido o piombo gel che, come avevo anticipato, devono essere scaricate al 50 o all’80 % della capacità nominale se sono al litio.

Nel nostro caso ne utilizzeremo una al piombo gel da 18 Ah – 12 Volt che in mancanza di sole, renderà disponibile l’energia necessaria per alimentare gli apparati per circa 2 giorni. Costo circa 26 Euro.

Ora all’uscita 12 Volt del regolatore possiamo collegare l’autoclave.

Il progetti saranno due, nel primo l’avvio dell’autoclave sarà manuale, nel secondo automatico, e saranno presenti anche le protezioni.

(1) Sezionatore + fusibile: serve a interrompere la corrente proveniente dal fotovoltaico quando si deve fare dei lavori a valle.

(2) Fusibile dello stesso amperaggio (A) del regolatore di tensione

(3) Interruttore per avviare la pompa + fusibile pompa motore.

In questo caso l’avvio è manuale, se volessimo attivarlo automaticamente avremo bisogno di un Timer, e ne userò uno digitale programmabile a 12 Volt che comanderà un Relè con bobina 12 Volt 40 Ampere. Costo totale circa 26 Euro.