Come realizzare un Impianto Elettrico fai da te per Camper e Van, con batterie al litio LiFePO4, inverter/charger, DCDC, sensori livello serbatoi, gas, temperature, e Monitoraggio Remoto

In questa guida vi spiegheremo come realizzare un impianto elettrico faidate per camper e van, completo.

Illustreremo come creare un impianto fotovoltaico ad isola, a 12V, con 2 batterie al litio LiFePO4, un inverter / charger, un DCDC per ricarica da alternatore, quali sensori installare e come monitorare tutto in remoto.

Oltre al monitoring in cloud sul portale VRM di Victron Energy, installeremo anche un comodo schermo touch per visualizzare e configurare tutti i parametri del nostro impianto.

Questo impianto è pensato per essere installato su van o camper, e con le dovute modifiche, anche per una baita o casetta off-grid.

N.B.: questo tutorial è puramente indicativo. Vengono proposti e segnalati dei componenti di esempio e mostrata una possibile tipologia di installazione. Non vengono appositamente specificati gli spessori dei cavi e tutti i tagli di fusibili e protezioni, che devono essere dimensionati correttamente in base alla lunghezza dei cavi stessi e dei prodotti effettivamente installati. Con la corrente non si scherza, quindi in caso non si abbiano conoscenze sufficienti, meglio affidarsi a professionisti.

Quali componenti di base scegliere?

Come regolatore di carica mppt, shunt, dcdc abbiamo deciso di selezionare dei prodotti della Victron Energy, che presentano una componentistica di prima qualità e che hanno una comoda configurazione via bluetooth tramite una app davvero ben fatta.

Come batterie al litio LiFePO4 abbiamo scelto due batterie commerciali di Vatrer Power, che hanno all'interno un BMS JBD, controllabile tramite bluetooth e quindi utilizzabile per il monitoring remoto tramite Victron Venus OS.

Per quanto riguarda l'inverter / charger, la prima scelta va al Victron Energy Multiplus o Multiplus 2, mentre come valida alternativa per risparmiare un po' vi consigliamo l'inverter toroidale della Vevor da 3000W soprannominato "giallone" :D

Qui di seguito in dettaglio spieghiamo tutti i componenti scelti.

Pannelli Solari

In questo tutorial abbiamo scelto un pannello solare a 24V nominali di Moscatelli, di buona fattura, economico, acquistabile su Amazon e con delle misure da tali da adattarsi a qualsiasi tetto.

Ecco il link al pannello fotovoltaico di Moscatelli da 240W:
https://amzn.to/4gd1mDm

Le sue misure sono 157cm x 78 cm quindi è abbastanza compatto per adattarsi a tutti i tipi di tetto, anche dove sono presenti oblò e condizionatori e dove magari lo spazio a disposizione è suddiviso in due aree.

Se avete lo spazio vi consigliamo di installare due pannelli, per arrivare ad una interessante potenza di quasi 500W.

Regolatore di carica

Come regolatore di carica consigliamo vivamente la serie Smart Solar della Victron Energy.

Per 1 pannello è sufficiente lo Smart Solar 75/15:
https://amzn.to/3z5lVzY

Per 2 pannelli si necessità dello Smart Solar 100/20:
https://amzn.to/3zhZ0S5

Al posto che installare i due pannelli in parallelo, ci sarebbe anche la possibilità di acquistare due regolatori separati 75/15 e dedicarne uno ad ogni pannello.
Sicuramente la resa potrebbe essere leggermente maggiore.
Bisogna però anche tenere in considerazione il consumo del secondo regolatore, il suo costo ed il costo del cablaggio supplementare.
Oltre a questo bisogna considerare anche lo spazio occupato dal secondo regolatore con il suo cablaggio e nei van dove lo spazio è già risicato, potrebbe non essere semplice posizionarlo.
La scelta ovviamente sta a voi :-)

Batterie

Visto che il tutorial è pensato anche per chi non è super esperto in faidate ed elettronica, abbiamo deciso di selezionare delle batterie al litio commerciali.

Per chi fosse interessato ad auto-costruirsi una batteria al litio partendo dalle celle LiFePO4 ecco il link alla nostra guida.

Ci sono diverse marche valide sul mercato, ma visto che in questo tutorial vogliamo monitorare le batterie da remoto tramite Victron Venus OS ed il suo cloud VRM, vanno scelte batterie con BMS JK o JBD con controllo tramite bluetooth.

Abbiamo fatte passare diverse marche per poter finalmente trovare Vatrer Power.

Se avete seguito i video precedenti avrete notato che nella nostra casetta di montagna abbiamo realizzato un impianto simile a questo e che abbiamo installato due batterie Power Queen autoriscaldanti, che avevano all'interno un BMS JBD.
Purtroppo i nuovi modelli hanno un BMS proprietario e quindi non è più possibile monitorarle tramite il sistema Victron.

Vatrer Power invece utilizza BMS JBD in diversi modelli e non possiamo che esserne felici.

Noi metteremo in parallelo 2 batterie Vatrer Power da 100 Ah autoriscaldanti, che si possono trovare qui:
https://amzn.to/4gcgyjS
Qui il link al sito ufficiale:
https://www.vatrerpower.de/en-eu/products/vatrer-12v-100ah-lifepo4-self-heated-lithium-battery-with-bluetooth-eu?sca_ref=9538380.IhQrOA3v8B0xC&sca_source=YT

Questa è una batteria al litio a 12V realizzata con celle LiFePO4 e con all'interno un BMS JBD con controllo bluetooth e funzione di riscaldamento automatico.
Ha un voltaggio nominale di 12.8V, una capacità di 100Ah e quindi una energia totale di 1280Wh.

Il datasheet consiglia un voltaggio di carica fra i 14.2V ed i 14.6V ed una corrente di carica di 20Ah (quindi 0.2C).
Il BMS interno è tarato per una massima corrente continua di carica e scarica di 100A.

La carica è abilitata da -20°C a 50°C mentre la scarica da -20 a 60°C.
Questo grazie alla funzione di autoriscaldamento :-)
Ci tendo a precisare che la funzione di autoriscaldamento si attiverà sotto gli 0°C e solamente con in ingresso almeno 10A di corrente.
Una volta raggiunti i 5°C il riscaldamento si spegnerà e la batteria si caricherà regolarmente.

La batteria ha una protezione IP65 e dimensioni di circa cm 33x17x21.

Si possono mettere in serie fino a 4 batterie identiche ed in parallelo sempre massimo 10 batterie identiche.

Ovviamente ci sono anche modelli di capacità superiori, ma già 2,5 kWh sono un discreto accumulo.
Se a voi serve più scorta nessuno vi vieta di scegliere un modello da 200A o superiore.

Come dicevo prima abbiamo scelto questa marca principalmente perchè ha all'interno un BMS JBD Bluetooth così da poterla monitorare da remoto, nel cloud VRM di Victron Energy e/o tramite l'app.

Shunt

Apparato più che necessario in un impianto fotovoltaico, a mio parere, è uno shunt.

Lo shunt non è nient'altro che un piccolo apparato che misura l'energia in ingresso ed in uscita.
Dopo averlo configurato ed aver portato una prima volta il banco batterie al 100%, si potrà sempre avere una stima, più o meno esatta, di quanta energia ci resta a disposizione e quanta energia è stata consumata.

Consiglio due prodotti, entrambi della Victron Energy.

Per 2 batterie da 100A è sufficiente lo SmartShunt da 300A di Victron Energy, monitorabile da App via bluetooth, uscito da poco:
https://amzn.to/4lSLSGy
Altrimenti, ad esempio per 2 batterie da 200A, c'è lo SmartShunt da 500A, sempre di di Victron Energy:
https://amzn.to/3V5MUBj

Oppure il Victron BMV-712 Smart, in caso si necessiti di un piccolo schermo o di un Relè programmabile:
https://amzn.to/40g8IOe
Il BMV è essenzialmente uno SmartShunt da 500A con in aggiunta: un piccolo schermo rotondo, un allarme sonoro ed un relè programmabile.

In questo tutorial, visto che avremo già il monitoring remoto, ed anche lo schermo touch, abbiamo scelto lo SmartShunt da 300A.

Per monitorare la temperatura della batteria, serve un piccolo sensore, da utilizzare al posto del cavo rosso presente nello SmartShunt o nel BMV-712:
https://amzn.to/3Gvco7f

Inverter / Charger

In un impianto off-grid completo consideriamo indispensabile la presenza di un inverter / charger.
Grazie a questo si possono utilizzare tutti gli apparati che funzionano con la normale corrente di casa, ovvero la corrente alternata a 230V.

Come prima scelta sicuramente consigliamo gli inverter / charger della Victron Energy, molto ben fatti a livello di componentistica ed integrati alla perfezione nell'ecosistema Victron.

Chi avrà seguito i nostri video di costruzione di Vaniglia o anche solo di viaggio, avrà notato che abbiamo installato un Victron Multiplus da 3000W.
Dobbiamo dire che ci troviamo benissimo, non ha difetti ed è veramente ben fatto, sia a livello hardware che software.
Tutti i modelli della serie Multiplus o Multiplus 2 costano abbastanza, ma se si ha un po' di budget a disposizione, sceglierei quelli ad occhi chiusi.

Questo è il Victron Energy MultiPlus 2 12/3000/120-32 da 230V:
https://amzn.to/4gak2n4
Si trova anche qui se al primo link non fosse disponibile:
https://amzn.to/45Ss8NP

Mentre questo è il Victron Energy MultiPlus 12/3000/120-16 da 230V:
https://amzn.to/3JUoVEJ

Per monitorare l'inverter/charger da Venus OS è necessaria l'Interfaccia MK3-USB (VE.Bus a USB):
https://amzn.to/3V1zfNJ

In caso il budget a disposizione non sia sufficiente, per mantenere un buon livello di qualità, si può optare per un inverter / charger toroidale ad onda pura da 12V e 3000W.
Per la precisione il Vevor 12V 3000W ad onda pura, con funzione di caricabatteria (detto "giallone"):
https://amzn.to/3RNl9OR

Questo inverter è veramente un ottimo prodotto, creato con componenti di buonissima qualità ed una una potenza di picco incredibile di 9000W.

La funzione di caricabatteria integrata negli inverter / charger proposti permette di collegarsi ad una colonnina (quando per esempio ci si trova in campeggio), ad una presa di casa o ad un eventuale generatore di emergenza.

A tal proposito, segnaliamo la presa esterna a 230V che abbiamo installato nel nostro van:
https://amzn.to/46DpnRj

DCDC

Visto che stiamo realizzando un sistema completo adatto a van e camper, sicuramente non può mancare un DCDC, che serve per la ricarica del banco batterie servizi dall'alternatore.

Anche qui abbiamo provato diversi prodotti nel corso degli anni.

E possiamo consigliare ad occhi chiusi il Victron Energy Orion XS 12/12-Volt 50A:
https://amzn.to/4nlfywp

La serie XS di Victron, è basata su nuove tecnologie e nuova componentistica ed ha come caratteristica principale l'altissima efficienza e la sua totale configurabilità.
Si può infatti regolarne la potenza in uscita in maniera semplicissima, così da non stressare troppi i nostri alternatori e magari usarne la massima potenza solo in caso di emergenza.
L'unità è inoltre molto compatta, scalda pochissimo ed è integrabile nel cloud VRM.

Vi segnaliamo anche il Victron Energy Orion XS 1400 12/24-Volt 50A, che abbiamo montato anche noi sul nostro Vaniglia:
https://amzn.to/4nj5tQq
Indispensabile in caso si stia realizzando un impianto servizi a 24V, e si voglia ricaricare dall'alternatore a 12V (o anche ovviamente a 24V).

Quadri, interruttori, staccabatterie e protezioni

Una cosa a cui spesso non si da importanza, sono le protezioni.
In un impianto che si rispetti va sempre considerata l'installazione di uno o più staccabatterie, dei dovuti interruttori magnetotermici DC, dei magnetotermici differenziali AC e di fusibili a protezione dei cavi e dei vari apparati in corrente continua.

Invece che installare i magnetotermici così nudi, il consiglio è quello di realizzare uno o più piccoli quadretti.
Si riesce così ad ottenere un lavoro più pulito e si rendono le connessioni più sicure.

Ci affidiamo normalmente a centralini Gewiss, tipo questi:
https://amzn.to/3VZa1Rk
Pressacavo per l'ingresso e l'uscita dei cavi nei quadretti:
https://amzn.to/3QMOfuj
Cavi elettrici di vari colori e misure:
https://amzn.to/3MOjhDx
Cavi di spessore più grosso, invece, si possono trovare qui:
https://amzn.to/3XMl6X9

Nel cablaggio dei quadretti consigliamo sempre di usare dei terminali a bussola preisolati.
Terminali a bussola preisolati Knipex per cavi da 4-6-10-16 mmq:
https://amzn.to/3UM9LD0
Terminali a bussola preisolati twin Knipex per cavi da 4-6-10-16 mmq:
https://amzn.to/3oheujP

Mentre per i cablaggi grossi, per esempio quelli che vanno alle batterie, si necessitarà di capicorda come questi:
https://amzn.to/4ci89J9

Per quanto riguarda la corrente alternata, utilizziamo dei magnetotermici differenziali della Gewiss (in questo caso da 16A):
https://amzn.to/4eBBArf
Ne installiamo sempre 2, uno in uscita dell'inverter ed uno in ingresso del caricabatterie.

Consigliamo poi sempre uno staccabatterie.
Per due batterie da 100A in parallelo consigliamo questo staccabatteria 0-1-2-both da 200A:
https://amzn.to/4lYTPKf
Mentre per una batteria o esigenze più energivore questo staccabatteria da 300A (ne serve uno per batteria):
https://amzn.to/3VBgz7i

Sul cavo positivo + delle batterie utilizziamo un fusibile mega di adeguata dimensione:
https://amzn.to/46HlB9E
Con il proprio portafusibile:
https://amzn.to/3VaqYFj

Idem sul cavo positivo + dell'inverter sempre un fusibile mega correttamente dimensionato:
https://amzn.to/3TFO6u9
Con il proprio portafusibile:
https://amzn.to/3VaqYFj

Per le giunzioni dei cavi ci affidiamo a robuste busbar, tipo queste da 300A:
https://amzn.to/4cFZfES

A valle dei pannelli solari consigliamo dei portafusibili bipolari della ABB:
https://amzn.to/3XDHCBy
Con i relativi fusibili gPV opportunamente dimensionati:
https://amzn.to/3xAlxJA
In alternativa si possono utilizzare dei magnetotermici DC come quelli linkati qui di seguito.
N.B.: in caso di stringhe composte da più pannelli è opportuno accoppiare portafusibili + magnetotermico DC.

Mentre fra regolatore di carica e batteria va installato un magnetotermico DC appositamente dimensionato:
https://amzn.to/4cYsd3l
O tipo questi:
https://amzn.to/4cF5d95

In caso si stia realizzando l'impianto di una casetta consiglierei di installare anche uno scaricatore di sovratensione bipolare, tipo questo:
https://amzn.to/3RNzHhr
O questo:
https://amzn.to/4clpQYn

Supporti, cavi, connettori

Per installare i pannelli fotovoltaici su parete, per esempio in una baita o una casetta off-grid, vanno benissimo delle piccole staffe a Z, tipo queste:
https://amzn.to/3WdNjVw

In caso di installazione su camper, consiglio invece delle staffe tipo spoiler in alluminio:
https://amzn.to/3L3hOHx
Oppure queste di colore nero:
https://amzn.to/3XKYNB9

Fissate al pannello tramite questi kit di bulloni, rondelle e dadi autobloccanti in acciaio inox:
https://amzn.to/3Lk9r9Y
https://amzn.to/3QFzyJv
https://amzn.to/3xs6yOp

Ed incollate sul tetto con questo apposito collante della Wurth (oppure prodotti simili della Sika, Pattex, etc):
https://amzn.to/3S6WqTi

Per il passaggio dei cavi nel tetto consiglio questo passacavo a due vie:
https://amzn.to/3UcAJCV

Cavi elettrici specifici per i pannelli solari:
https://amzn.to/43G8e5q

Mentre per il collegamento dei cavi abbiamo usato questi connettori MC4 comprensivi di chiavi:
https://amzn.to/3S7woiQ

Utensili indispensabili

Per crimpare i connettori ed i terminali a bussola ai cavi, noi consigliamo questa Pinza crimpatrice BGS technic PRO+ con 5 teste:
https://amzn.to/3MMQAad

E le "ganasce" apposite per crimpare i connettori solari MC4:
https://amzn.to/3L8xnhO

Mentre per crimpare i connettori più grossi si necessiterà di questa Pinza sempre della BGS:
https://amzn.to/3L1GPmv

Per le forbici da elettricista invece abbiamo utilizzato questo modello di marca Beta, abbastanza economico, ma funzionale:
https://amzn.to/3MMQNu1

Sensori di livello liquidi, gas, temperatura

Per avere un impianto completo si possono integrare differenti sensori.

Noi ci siamo trovati bene con i sensori Ruuvi, che misurano Temperatura, Umidità, Pressione (ed anche Movimento):
https://amzn.to/4qdva7m

Mentre per quanto riguarda i sensori di livello liquidi o gas, ci affidiamo ai sensori Mopeka:
https://amzn.to/48uGN3s

Entrambe le due tipologie di sensori funzionano tramite Bluetooth e sono integrabili sia nel sistema in cloud Victron VRM che in quello di iVtron, di cui vi parlerò qui sotto.

Monitoraggio remoto in cloud

Per monitorare tutto il nostro sistema in cloud abbiamo diverse opzioni.

Sicuramente la più semplice, ma dispensiosa, è utilizzare il Victron Energy Cerbo GX:
https://amzn.to/4mQadx4
Con il Victron Energy GX Touch 50 o 70:
https://amzn.to/3IaPOE0
E qualche cavetto VE.Direct:
https://amzn.to/4nnEByR

Se invece si vuole risparmiare un po' e si è un po' tecnologici, si può ricreare lo stesso sistema utilizzando un Raspberry Pi 3 o 4, ed uno schermo generico hdmi. Abbiamo scritto una guida specifica in cui spieghiamo che prodotti utilizzare, come installarli e configurarli, per creare un simil CerboGX low cost.

Come ultima opzione, è possibile utilizzare iVtron, questa fantastica scheda che vi avevo mostrato in un video precedente:
https://smartcamper.it/product/ivtron-monitoraggio-wifi-victron/?aff=3 (codice sconto del 10%: VANAPIAN10)
Ovviamente se state utilizzando massimo 3 dispositivi Victron :-)

Controllare lo stato della batteria al litio e monitorare le celle LiFePO4

Per chi fosse interessato ad avere il monitoring completo delle celle LiFePO4 sul sistema Venus OS, tramite bluetooth, consigliamo di seguire la guida che abbiamo scritto proprio su questo argomento.

In questo articolo specifico spieghiamo come monitorare le celle di ogni batteria.

Sono pochi e semplici passaggi da seguire, che vi permetteranno di avere sempre tutto sotto controllo.

Schema elettrico

Per meglio comprendere come realizzare l'impianto, ecco uno schema elettrico semplificato, dove è possibile vedere come collegare tutti i componenti sopra specificati.

Come anticipato, questo è uno schema indicativo.
Nel tutorial abbiamo proposto dei componenti di esempio e qui sopra mostrata una possibile tipologia di installazione.
Non vengono appositamente specificati gli spessori dei cavi e tutti i tagli di fusibili e protezioni, che devono essere dimensionati correttamente in base alla lunghezza dei cavi stessi e dei prodotti effettivamente installati.

Ci teniamo a ribadire che con la corrente non si scherza, quindi in caso non si abbiano conoscenze sufficienti, meglio affidarsi a professionisti.