Ciao a tutti,
mi capita spesso di veder usati impropriamente le untità di misura dei consumi/potenze instantanee o cumulative impropriamente, così volevo provare ad esprimere in modo terra terra, come le conosco io, le idee in merito a queste grandezze.

Spero di non sembrare noioso e capisco che in un forum di fai-da-te potrebbe non essere veramente necessario puntualizzare così tanto su questi particolari, ma il concetto è talmente facile e basilare per questo tipo di impianti che a mio avviso vale la pena provare!

Nei nostri impianti elettrici, specialmente dove ci sono accumuli di energia come batterie, capita spesso di dover quantificare quanta energia si è consumata in totale in un giorno per dimensionare pannelli, generatori eolici ecc.. ma prima di sapere quanta energia totale ho prodotto o consumato devo identificare quanta energia stà scorrendo istantaneamente e poi moltiplicarla per il tempo totale in cui questa energia scorrerà.

La corrente elettrica si misura in ampere (simbolo A) mentre la potenza prodotta dalla corrente si misura in watt (simbolo W), possono sembrare simili ma esprimono due concetti differenti, per esempio 10A a 12V mi producono 120W (potenza=volt*ampere) mentre gli stessi 10A a 48V mi producono 480W, una bella differenza, eppure la corrente che scorre è la stessa e quindi la dimensione (sezione) del cavo è la stessa.
Quindi la corrente misurata in ampere (A) serve a dimensionare cavi, diodi, regolatori e in parte le batterie, mentre la potenza misurata in watt (W) serve a capire quanto lavoro effettivo mi può fare tale corrente con la tensione scelta.

Entrambe le grandezze sopra citate esprimono un qualcosa che stà avvenendo ora al presente, istantaneamente, però è chiaro a tutti che una lampadina da 100W accesa 1 ora consuma meno della stessa lampadina sempre da 100W però accesa 24 ore! (la nonna lo diceva sempre di spegnere le luci delle scale...)
Eppure la sua potenza è sempre di 100W, ed ecco che entrano in gioco 2 nuove unità di misura associate al tempo, ovvero mettiamo in sieme grandezza elettrica e misura del tempo.

Ovviamente bisogna usare uno standard, nel caso della lampadina non posso dire che:
caso 1: 100W per 1 ora
caso 2: 100W per 24 ore

Poichè diventerebbe difficile confrontare le due grandezze ed effettuare calcoli in maniera sempilce, così si rapporta il consumo o la produzione come se fosse avvenuto in una sola ora.
In questo modo calcolo i watt-ora (Wh) di energia consumata dei due esempi come segue:
caso 1: 100W*1h = 100Wh
caso 2: 100W*24h = 2400Wh

Adesso sì che è possibile effettuare calcoli facilmente, per esempio posso dire che con l'energia consumata dalla lampadina da 100W accesa per 24h potre tenere acceso il forno da 2400W per 1 ora (2400Wh/2400W=1h).

Il discorso è analogo per gli ampere (A) che nel tempo diventano amper-ora (Ah).
Spesso mi capita di vedere la capacità di una batteria indicata con la lettere A e basta, sembra una scemata ma è importante, infatti sulle batterie da auto con la lettere A si indica la corrente istantanea di corto circuito che la batteria può erogare (corrente che dopo poche decine di secondi cala e la batteria muore), mentre con Ah si indica una corrente in A che la batterie può erogare per 1h (che poi per ragioni chimiche e commerciali è sempre meglio scaricarla in un tempo di 10h quindi con una corrente 1/10 di quella indicata, infatti per esempio 100Ah/10h=10A).
Infatti una batteria stazionaria dà meno corrente di spunto o istantanea, quella espressa in A, ma maggiore capacità espressa in Ah, e quindi può sostenere un carico più a lungo nel tempo in confronto ad una da avviamento, anche se il numero con la A è minore, bisogna fare attenzione!

Ho perfino visto casi in cui si usavano gli A e gli Ah al contrario....

Quindi ricordate:
Ah = capacità, corrente immagazzinata, come i litri di una cisterna
A = corrente che scorre in questo momento, come la portata del tubo/pompa della cisterna
Wh = energia totale usata, prodotta o accumulata, come il saldo del conto in banca
W = potenza istantanea prodotta o consumata, quanto lavoro riusciamo a fare contemporaneamente

n.b.
come i watt (W) diventano chilo-watt (KW) per scrivere meglio grandezze molto superiori a 1000W (1KW), la stessa cosa avviene per i watt-ora (Wh) che diventano chilo-watt-ora (KWh) ma il significato di ora non cambia, viene solo diviso per 1000 "per scrivere meno zeri"

Alcuni esempi pratici:

1) una lampadina da 40W accesa per mezzora consuma 40W*30m=1200Wm/60m=20Wh (m = minuti)
2) 6 lampade da 11W e 2 da 36W in 8 ore consumano ((11W*6)+(36W*2))*8h=1104Wh, con una batteria da 12V sarebbero 1104Wh/12V=92Ah con una da 48V sarebbero 1104Wh/48V=23Ah
3) per caricare 100Ah in una batteria 12V ho bisogno 100Ah*12V=1200Wh, quindi con 6 ore di sole un pannello di potenza istantanea da 1200Wh/6h=200W

Parlando di pannelli fotovoltaici troviamo i famosi Wp (watt-picco), questa è la potenza che il pannello è in grado di erogare con irraggiamento di 1000 W/m2 (sole di mezzogiorno con cielo terso in africa per intenderci) posizionato perfettamente con i raggi di luce a 90° e regolando la corrente in modo che la tensione del pannello non scenda sotto il valore di potenza massima (da determinare in base al grafico del pannello, per esempio solitamente intorno ai 16-17V per i 36 celle) con una temperatura ambiente di 20°C.
Come potete bene immaginare è difficile avere tutte queste condizioni e quindi solitamente il pannello produce una potenza inferiore, sia per il fatto che in genere l'irraggiamento (potenza della luce incidente) è inferiore a quello teorico, sia per il fatto che il sole non è mai a picco sui pannelli ma per la maggior parte del tempo di traverso.
Si possono migliorare due di questi fattori, quello dell'orientamento tramite inseguitori e quello della tensione di massima resa tramite regolatori o inverter MPPT.
Ad ongi modo se comprate un pannello da 100Wp non vuol dire che produce 100W per tutti il giorno, ma senza entrare nel dettaglio di calcoli matematici possiamo stimare con buona aprossimazione la produzione giornaliera facendo finta che il pannello sia nelle condizioni ottimali per 4-6 ore al giorno a seconda se è inverno o estate, quindi il nostro modulo ds 100Wp in estate nelle belle giornate è molto probabile che sarà in grado di produrre 600Wh in una giornata.

Accade in alcune rare giornate nell'arco di un anno che i pannelli superano la potenza di picco specificata, in genere nell'ordine di un 120-130%, questo è un evento molto sporadico, in gergo viene chiamato effetto cloud edge (bordo di nuvola) perchè capita che dopo un temporale quando si aprono le nuvole i pannelli vengono colpiti dalla luce diretta del sole sommata a quella riflessa dai bordi bianchi delle nuvole che fungono come da specchi di fatti aumentando il valore di irraggiamento.
Questo fatto non ho rilevanza sul totale della produzione annuale ma deve essere tenuto ben in considerazione quando si progetta l'impianto poichè anche se per pochi giorni all'anno può danneggiare gli apparati se sono calcolati esattamente sulla potenza di picco senza lasciare un buon 30% di margine.


Spero di non aver annoiato nessuno e che la lieve differenza "simbolistica" possa essere compresa nella sua profonda differenza di significato

Ciao a tutti e buon divertimento con il fai-da-te!

Aggiornato il primo post

CITAZIONE (Keyosz @ 3/11/2009, 09:30) Quote:

Hai perfettamente ragione, ma nei conteggi economici degli "specchietti per le allodole" si assume sempre il dato pieno come riferimento per le ore di media possibile insolazione incidente.....poi normalmente basta buttare lì a casaccio aggiustandole un po' queste ultime ed il gioco è fatto!

Bel lavoro! Bravo!

Complimenti per la spiegazione davvero chiara, sono espetro in informatica ma di corrente non capisco nulla.
Gli unici concetti che mi erano chiari: prendere la scossa 220 é un male boia, la 380 é peggio, toccare con una canna da pesca un filo dell'alta tensione o beccare un lampo ci resti secco, un elettrodomestico che consuma tanti Watt per tanto tempo costa tanto mantenerlo, che tutto ciò che ha una resistenza é 'il male' ... la piastra per capelli di mia figlia il forno elettrico ecc., se attacchi un elettrodomestico da 2000W su una presa che ne regge 1000W sei non a norma si surriscalda e magari prende fuoco ).
Come vedi ero moooolto terra terra, ora con le tue spiegazioni sono un pelo più consapevole.
Mi ero lanciato nel mondo del fotovoltaico con un impianto da 6Kw e ho un bel datalogger Schuco che mi dice tutto.
L' impianto da 6Kw é il doppio del classico impianto da 3, sono Kw/h di picco massimo?
Tutti i valori che dopo scrivo dovrebbero essere aumentati di 1/3 dato che il datalogger non é ancora collegato all'inverter più piccolo dei due che ho e il primo copre i 2/3 dei pannelli circa.
In questo momento ho una produzione istantanea di 2200W, il giorno 23 (unico decente) ho prodotto complessivamente 9000 W/h, oggi giornata meravigliosa probabilmente arriverò alla produzione massima del periodo.
In questo periodo schifoso con giaccio, nebbia e galaverna che ricopre i pannelli producevo complessivamente 2500 W/h al giorno quando però date le condizioni climatiche non mi aspettavo nulla.
A questo punto la domanda é c'é modo di sapere dalla bolletta Enel quanto si é consumato in Kw/h l'anno precedente?
Quanto consuma in media in Kw all'anno una famiglia normale (la mia consuma di più visto che ho bollette da 300 euro circa a bimestre) ? Quanto posso aspettarmi di produrre in un anno (a spanne ovviamente) con il mio impianto? (tenete conto che é un impianto Schuco di buona qualità). Grazie e complimenti per le spiegazioni

Gli A di spunto sono un'altra questione, e dipendono soprattutto dalla tipologia di batteria. Le batterie al lito ad esempio possono avere anche 50 volte e più una corrente di spunto rispetto alla capacità. Quelle al piombo dipende dallo spessore delle piastre, così ad occhio puoi considerare una corrente di spunto di 5 - 10 volte la corrente nominale. Cmq per queste cose è meglio parlarne nella sezione accumulaotri.

Kekko

auguri