Un impianto di questo genere è una installazione che non è connessa alla rete elettrica nazionale, ma ad un sistema autonomo di accumulo di energia, in genere batterie elettriche, in grado di raccogliere l’elettricità prodotta dall’impianto e restituirla all’utenza nel momento del bisogno.
Gli impianti off-grid sono quindi sistemi isolati ed autonomi in grado di fornire approvvigionamento elettrico ad utenze isolate: i pannelli trasformano la luce solare in corrente continua che, attraverso un regolatore di carica, viene stoccata nelle batterie di accumulo o viene portata all’ inverter che la trasforma in corrente alternata per l’autoconsumo immediato da parte dell’utenza.
Dopo questi chirimenti di carattere tecnico passiamo adesso ad illustrare la simulazione.
Ho sostituito i pannelli solari con un sensore fotoelettrico tramite il quale riesco a sapere se la giornata è luminosa e quindi non necessita l'uso degli acumulatori oppure se non lo è.
Mediante una scheda SD, su cui registro e leggo l'ultimo valore di carica delle batterie, ho simulato un sistema virtuale di alimentazione dell'utenza nel caso in cui la luce esterna è scarsa.
Per la realizzazione del progetto mi sono servito di:
1) una fotoresistenza che mi permette di valutare il valore di tensione presente al pin dopo aver mappato il segnale(per V>=3 si considera la luce esterna BUONA mentre per valori V<3 la luce è SCARSA e quindi è richiesto l'uso delle batterie);
2) un display LCD 1602 con interfaccia I2C per mostrare lo stato attuale della giornata, della carica delle batterie e della lampada intesa come utenza generica;
3) tre LED, uno bianco per simulare il carico elettrico, uno verde per segnalare che non c'è prelievo di energia ed uno rosso per mostrare che l'impianto è in funzione;
4) due pulsanti, uno rosso ed uno verde, che hanno la funzione di ON ed OFF;
5) una scheda SD alloggiata sulla shield Ethernet per registrare e leggere i dati della carica percentuale nel caso di scambio di energia elettrica dalle batterie alle utenze.
Collegamenti:
a) fotoresistenza
Connessa all'alimetazione (+5V e GND) tramite una resistenza di 10 Kohm; a monte di essa è derivato un collegamento al pin analogico A0;
b) display LCD
Due dei quattro terminali sono connessi all'alimentazione (+5V e GND) mentre gli altri due ai pin analogici A4 (SDA) e A5 (SCL);
c) LED
Connessi al GND con il terminale corto tramite una resistenza di 220 ohm e ai pin digitali 8 (BIANCO), 3 (ROSSO) e 5 (VERDE);
d) pulsanti
Collegati all'alimentazione (+5V e GND) tramite una resistenza di 10 Kohm. A monte di essa parte una derivazione ai pin analogici A1(digitale 15) per il pulsante VERDE e A2(digitale 16) per il pulsante ROSSO.
Il codice relativo al progetto è disponibile al link fotovoltaico.
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