Come realizzare un Impianto Fotovoltaico fai da te Low-Cost a 12V con batterie al litio LiFePO4 e monitoraggio remoto con iVtron per Camper, Van o Baita

Lo scorso anno vi avevamo illustrato come realizzare un impianto elettrico e fotovoltaico low cost, con una batteria al litio LiFePO4, per un camper / van.

In un anno le tecnologie migliorano, escono nuovi prodotti e quindi questo è il momento di mostrarvi alcune piccole chicche e di creare un'altra piccola guida :-)

L'idea è quella di realizzare un piccolo impianto, che permetta di alimentare un frigorifero, una pompa per l'acqua, le luci, un paio di telefoni ed i classici utilizzatori presenti nei nostri mezzi, senza spendere troppo, ma senza trascurare la sicurezza.

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 dicevamo in un anno nel campo tecnologico si fanno passi da gigante e spesso i prodotti migliorano.

Questa volta ci siamo posti l'obbiettivo di creare un impianto solido, ma senza spendere cifre folli.

Come regolatore di carica e shunt, 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.
Costano qualche decine di euro in più dei concorrenti, ma il poter visualizzare e gestire tutto tramite bluetooth con una app in continuo aggiornamento è impagabile.

Abbiamo scelto 2 batterie LiFePO4 commerciali da 100Ah della Power Queen, che risultano fra le più economiche su Amazon, ma che hanno ottime recensioni.
In questo caso utilizziamo 2 batterie di questa marca da oltre un anno, nella nostra casetta di montagna, e ne siamo super soddisfatti.

Abbiamo poi acquistato uno stacca batterie 0-1-2-1e2 e un paio di fusibili mega con i corrispondenti portafusibile da installare sui cavi + delle batterie.

Infine abbiamo selezionato una scatola portafusibili con una portata massima di 100A, alcuni fusibili a lama, qualche cavo ed un po' di connettori.

Qui di seguito in dettaglio spieghiamo tutti i componenti scelti.

Pannello Solare

Abbiamo selezionato un modello di pannello solare a 12V nominali, acquistabile su Amazon e con delle misure compatte che si adattano a qualsiasi tetto.

Si tratta del pannello fotovoltaico da 195W bifacciale della Eco-Worthy:
https://amzn.to/4lfSEoO

Abbiamo scelto questo modello perchè ha delle misure compatte che si adattano anche ai tetti più piccoli.
Lo abbiamo provato in prima persona ed installato su un van di un nostro amico, che ne è molto soddisfatto.
Ovviamente non lo abbiamo qui fisicamente, ma vi lasciamo qui sopra il link al video dell'installazione :-)

Regolatore di carica MPPT

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

Per 1 pannello da 195W, è sufficiente lo Smart Solar 75/15:
https://amzn.to/4fhVwA2
Vista la poca differenza di prezzo si potrebbe optare per lo Smart Solar 100/20:
https://amzn.to/4fl8JIv

Ma cosa significano 75/15 e 100/20?

Sono semplicemente i Volt e gli Ampere massimi supportati dal regolatore.
Con il 75/15 vengono supportati massimo 15A a 75V, mentre con il 100/20 20A massimi a 100V, quindi occhio a non superare questi valori, oppure passare ai modelli successivi.

I regolatori hanno poi una potenza fotovoltaica massima erogabile in base alla tensione della batteria collegata, quindi se si collegherà più potenza fotovoltaica, il regolatore semplicemente limiterà la potenza.

Non dimentichiamo di acquistare un portafusibili con fusibile, che andrà messo fra regolatore di carica e pannello (dimensionato in base al regolatore scelto):
https://amzn.to/40S5rX3

Batterie al litio

Visto che in questa guida stiamo realizzando un impianto solido ma non troppo costoso, abbiamo deciso di selezionare 2 batterie al litio commerciali da 100Ah, della Power Queen.
Abbiamo provato diverse marche di batterie sul mercato in questi anni ed alcune ci hanno sorpreso positivamente.

I più attenti avranno notato che abbiamo installato 2 batterie di questa marca nella nostra casetta di montagna e le abbiamo in uso da oltre un anno.
Il modello in uso in baita è quello auto-riscaldato viste le temperature anche molto al di sotto dello zero che si raggiungono in inverno.
Siamo soddisfatti, quindi non possiamo far altro che consigliare questa marca.

In questo caso abbiamo scelto un modello più compatto, senza la funzione di autoriscaldamento.

Ovvero le Power Queen da 12V e 100 Ah, Group 24, con BMS bluetooth:
https://amzn.to/3GTFeRm
Qui il link al sito ufficiale (codice sconto 7%: VANAPIAN):
https://ipowerqueen.fr/products/batterie-lifepo4-12v-100ah-group-24-de-power-queen-avec-bluetooth-intelligent/?ref=vanapian

Questa è una batteria al litio a 12V realizzata con celle LiFePO4 e con all'interno un BMS con controllo bluetooth.
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 di 14.4V 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, ed una massima corrente di scarica per 1 secondo di 500A.

La carica è abilitata da 0 a 50°C mentre la scarica da -20 a 60°C.
Ovviamente non consiglio di usarla sottozero, ma di avere un sistema che la mantenga sempre sopra lo 0.
Questo ne garantirà la durata nel tempo.

La batteria ha una protezione IP65 e dimensioni compatte: cm 26x17x21 circa.

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

Ovviamente ci sono anche modelli di capacità superiori, ma questo modello è interessante perchè abbastanza compatto da essere infilato ovunque.

Una sola batteria da 100Ah sarebbe sufficiente per un impianto che servirà ad alimentare un frigorifero, una pompa per l'acqua, e delle luci.
Ma visto che il costo è sceso molto nel tempo, il consiglio è quello di installarne due, così da partire con un bell'accumulo, che sia già dimensionato per una futura espansione.
La fame infatti vien mangiando, e sicuramente poco alla volta nei nostri van verranno sempre fatte delle aggiunte.

Occhio che queste batterie spesso arrivano con il BMS in standby.

Ve ne potete accorgere visto che non vengono rilevate in bluetooth.
Oppure misurando la tensione ai poli, che potrebbe essere intorno ai 2-3V.
Per rivitalizzare la batteria basta dare una piccola carica, tramite per esempio il suo caricatore.
Subito la batteria si risveglia ed è pronta per l'utilizzo.
Attenzione che non tutti i caricatori sono in grado di risvegliare le batterie, ma ci vogliono quelli che sono in grado di funzionare a bassa tensione o a 0V.

Caricabatterie AC DC

Visto che stiamo parlando di charger, se l'impianto viene costruito per van o camper, consiglio sempre l'installazione di una presa esterna a 230V:
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Questa può servire quando si è in campeggio, oppure per caricare le batterie a casa prima di partire per un viaggio.

Per quanto riguarda il caricabatterie AC DC ci sono diverse opzioni.

Visto che stiamo parlando di un impianto low cost, una buona scelta è quella di acquistare il charger della stessa marca delle batterie, in questo caso Power Queen.
A differenza dei Victron Energy non è possibile configurarne la potenza in uscita.
Ma ci sono comunque diversi modelli a disposizione, da 10A, 20A e 40A.

Questo per esempio è il charger Power Queen da 20A a 12V:
https://amzn.to/4fsqJki
Qui il link al sito ufficiale (codice sconto 7%: VANAPIAN):
https://ipowerqueen.fr/products/chargeur-lifepo4-14-6v-20a-de-power-queen-pour-la-batterie-lifepo4/?ref=vanapian

Se invece si intende monitorare il caricabatterie, il top è sicuramente lo Smart IP43 di Victron Energy, che supporta sia 230V che 110V:
https://amzn.to/4gdead0

In alternativa un buon prodotto è il caricabatterie Blue Smart IP, sempre di Victron Energy:
https://amzn.to/3JLTCvZ

Shunt

Bene, continuiamo con la spiegazione :-)
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.

Da poco la Victron Energy ha prodotto un nuovo SmartShunt da 300A, che permette di ridurre un po' i costi (è sempre monitorabile da App via bluetooth):
https://amzn.to/4lSLSGy
Altrimenti per chi prevede di installare batterie più grosse può optare per lo SmartShunt da 500A, sempre di Victron Energy:
https://amzn.to/3V5MUBj

Per chi può spendere di più consiglio il Victron Energy 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 con in aggiunta: un piccolo schermo rotondo, un allarme sonoro ed un relè programmabile.

In questo tutorial, per ottimizzare i costi, abbiamo scelto lo SmartShunt da 300A, che è perfetto per 2 batterie da 100Ah.

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

Stacca batteria e protezioni

Una cosa a cui spesso non si da importanza, sono le protezioni.
In un impianto che si rispetti, anche se piccolo, va sempre considerata l'installazione di uno staccabatterie e dei fusibili a protezione dei cavi e dei vari apparati in corrente continua.

Consigliamo questo stacca batterie 0-1-2-1e2, da 200A, che permette di mettere in parallelo due batterie o di sezionarle:
https://amzn.to/4lYTPKf

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

Per contenere i costi abbiamo scelto questa scatola porta fusibili da 100A di portata:
https://amzn.to/3DI8RD5
Oppure:
https://amzn.to/40h23VN

Nei due poli principali possiamo collegare le batterie.

Mentre negli altri 6 connettori, tutti con fusibile, collegheremo il regolatore di carica, il caricabatterie a 230V, iVtron, un eventuale DCDC per la carica da alternatore, o il frigorifero, etc.

Uno di questi 6 connettori lo dedicheremo invece al pannellino interruttori (anche lui completo di fusibili):
https://amzn.to/4f2zKzS

Questo pannellino, dotato di 5 interruttori ed altrettante uscite, ci permetterà di collegare le varie luci, la pompa dell'acqua e qualsiasi apparato che necessiti di essere acceso o spento.
Ha inoltre integrata una uscita a 12V con presa accendisigari e 2 usb per poter caricare i telefoni o altro :-)

Serviranno poi 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

Per i due cavi + e - che vanno alle batterie, si necessitarà di capicorda come questi:
https://amzn.to/4ci89J9

Infine saranno necessari dei capicorda misti per eseguire le varie connessioni:
https://amzn.to/3LkAfHZ

Visto che stiamo parlando di un piccolo impianto per camper / van, si può evitare di installare uno scaricatore di sovratensione, visto anche che è difficile trovarne in commercio per tensioni fotovoltaiche così basse.

iVtron - Monitoraggio in Cloud

Una volta costruita la base dell'impianto, non rimane che far altro che controllarla :D

Ed oggi vi presentiamo un fantastico prodotto Made in Italy, veramente super interessante.

Per chi segue il canale avrà visto che ho spiegato come creare un clone del Victron Energy Cerbo GX con un Raspberry Pi.
Ci sono diverse guide sul sito web, dove spiego per filo e per segno come fare.
Il risultato è super professionale però bisogna essere un filino esperti ed investire comunque una discreta quantità di denaro.

Per chi invece non sa o non vuole sbattersi troppo, esiste questa fastastica schedina, che si chiama iVtron:
https://smartcamper.it/product/ivtron-monitoraggio-wifi-victron/?aff=3
Il titolare è stato così gentile da fornirci anche un codice sconto del 10%: VANAPIAN10

iVtron è un dispositivo semplice ed economico che permette di inviare su Internet i dati dei tuoi dispositivi Victron VE.Direct, senza bisogno di configurazioni complesse.
Essenzialmente è una alternativa a basso costo al Cerbo GX, ideale per chi vuole monitorare il proprio impianto da remoto senza difficoltà.

Come si può vedere ha 3 porte per collegare altrettanti dispositivi VE.Direct.
Una porta per alimentarlo che supporta una vasta gamma di tensioni, da 8 a 60V.
Ed una porta per il collegamento di sonde di temperatura via cavo (fino a 5).

Il suo consumo è veramente irrisorio e si collega a qualsiasi Wi-Fi a 2.4GHz.
Quindi vi basta avere un piccolo router wifi all'interno del camper per poter monitorare lo stato dei vostri apparati.

iVtron supporta tutti i dispositivi Ve.Direct prodotti da Victron, quali Regolatori di carica, Shunt, BMV, DCDC ed anche Inverter.

Occhio che NON supporta la gamma di prodotti Ve.BUS, come ad esempio gli inverter / Charger Multiplus e Multiplus 2.

Il bello di questo apparato è che è in continuo sviluppo ed il creatore è veramente sveglio, capace e proattivo.

Siamo in contatto personalmente e grazie ai nostri consigli si è deciso a supportare la lettura dei dati dai sensori di temperatura, umidità e pressione della Ruuvi:
https://amzn.to/3I6nJ0u

Ed anche la lettura di temperatura e livelli dei sensori per i serbatoi Mopeka:
https://amzn.to/3I4QHOo

Tutti i dispositivi anche usciti in precedenza saranno aggiornati con l'ultima release e continueranno a ricevere aggiornamenti e le ultime funzionalità.

C'è inoltre molto altro in ballo, degli sviluppi futuri ancora migliori, ma questo non lo possiamo ancora svelare.

iVtron è veramente molto interessante e veloce da installare, anche per chi è senza competenze.

Per chi fosse interessato vi ricordiamo il nostro codice sconto del 10%: VANAPIAN10

Ed il link per l'acquisto di iVtron e di altri componenti, direttamente sul sito di Smart Camper:
https://smartcamper.it/shop/?aff=3

Supporti e connettori per pannelli

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

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.

Per il dimensionamento dei cavi noi ci affidiamo a questo comodo sito:
https://www.oppo.it/calcoli/cavi/calcolo_sezione_cavo.php

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

Conclusioni

Vi abbiamo dato un po' di informazioni che speriamo vi siano utili per costruire i vostri futuri impianti :D

Questo tutorial termina qui, ma per chi fosse interessato fra un mesetto e mezzo andremo ad aggiornare la nostra guida su come realizzare un impianto completo, consigliandovi nuovi prodotti appena usciti ed integrando nello schema anche un inverter ed un DCDC.

Speriamo che questo video tutorial vi sia piaciuto!

Alla prossima!