Fwd: Re: Multi Post : dimensionare una resistenza elettrica riscaldante ad immersione in DC a tensione variabile

From: Franco <inewd_at_hotmail.com>
Date: Tue, 1 Aug 2017 10:19:45 -0700

On 7/30/2017 06:52, Soviet_Mario wrote:
> Premesso che crossposto poche volte se posso (ma ho messo il F-up), il

Visto che non seguo l'altro NG, rispondo qui

> Ora stavo pensando a varie cose al riguardo.
> 1) una soluzione di questo genere DEDICATA solo a scaldare acqua, in
> teoria (ma non la so mica bene, codesta teoria :)), può tranquillamente
> fare a meno di un inverter, e lavorare in DC (continua) e a bassa tensione

Se vuoi solo scaldare acqua, vai di solare termico!

> 2) Sempre in teoria la DC funge bene per i dispositivi termici
> (lampadine a incandescenza e resistenze riscaldanti)

Certamente puoi usare una tensione qualunque per scaldare una
resistenza. E` importante solo il valore efficace (rms) della tensione
(ci sarebbe anche un'altra condizione, ma per ora tralascio)

> A) danno per scontato, di default, che si lavori a 220 volt (e che sia
> alternata : quest'ultima considerazione credo importi solo ai fini della
> tensione media, nel senso che 220 V in continua non sono equivalenti
> come effetto termico a 220 in alternata).

Quando si parla di tensione alternata e si da` un valore di tensione, si
assume che sia il valore efficace, altrimenti si specifica. Quindi una
tensione efficace di 220V o una continua di 220V sulla stessa resistenza
danno la stessa dissipazione di potenza. La tensione di 230V di casa e`
un valore efficace, il picco e` dalle parti di 325V.

> B) li vendono a potenza di targa, ossia fissato V di esercizio assunta
> come costante (la rete è un generatore di potenza infinita per
> l'utenza), ti dicono : nominalmente questo robo eroga 2000 W (o 1000 W o
> vattelapesca). Indi avrà una resistenza interna tale che, a quella
> tensione, viene percorsa da una "i" tale che 2000 W = R * i^2

Oppure P=V^2/R, dove V e` il valore efficace della tensione.

> * i moduli dei pannelli solari erogano una tensione VARIABILE col
> variare dell'illuminazione ? A naso direi di si ... ma urge conferma

Si`. La tensione generata da un pannello dipende dall'illuminazione,
dalla temperatura e dalla corrente assorbita.
>
> * esiste qualche elettronica annessa, cablata, tale che non consenta di
> sforare oltre una certa tensione massima, per un dato modulo ?

Una singola cella solare puoi vederla, con un modello molto
semplificato, come un generatore di corrente, proporzionale
all'illuminazione, in parallelo a un diodo polarizzato direttamente. La
tensione per ogni cella e` quella massima che puoi avere ai capi di un
diodo.
>
> * in condizioni di basso illuminamento, producono cmq sempre una sia pur
> minima tensione, o pure qui, c'è qualche elettronica cablata "a soglia",
> che al di sotto di un dato valore proprio taglia tutto, e "spegne" il
> modulo ?

Un po' di tensione c'e` sempre, ma potrebbe non essere utilizzabile per
generare energia. Tipicamente al di sotto di una certa soglia,
l'elettronica che c'e` dietro si spegne.
>
> * è possibile CORTOCIRCUITARE un pannello FV ? Nel senso, facendolo, si
> producono danni particolari ?

Nessun problema o nessun danno. Anzi se guardi il modello diodo piu`
generatore, se cortocircuiti il pannello questo scalda di meno.

> E cosa capita, invece, se semplicemente si
> lasciano a circuito aperto, impossibilitati ad erogare, mentre sono
> molto illuminati ?

Tutta la corrente generata circola per la giunzione che ha in parallelo.


> * Qualcuno ha idea come si possa dimensionare (e se si trova) una
> resistenza adatta a lavorare in DC, a tensione FORSE variabile, in modo
> che cmq riesca a succhiare ogni briciola di energia prodotta e a
> immetterla nel serbatoio acqua ?

La caratteristica di generatore della cella (o del pannello) e` una
caratteristica non lineare, essendoci un diodo di mezzo. Per estrarre
tutta la potenza disponibile si usa un circuito elettronico che adatta
(elettronicamente) il carico alla cella istante per istante. Questi
circuiti vanno sotto il nome di MPPT, Maximum Power Point Tracking.

> comprando una resistenza in alternata da es. 1000 o 1500 W, esiste
> qualche rischio di bruciarla ?
No, se la potenza massima fornita e` di 800W, piu` di quelli non riesci
ad avere in uscita.

> Oppure può non funzionare proprio perché
> la tensione è inopportunamente bassa, anche se a livello potenza
> "matcha" perfettamente ...

Questo e` quello che capita. Le caratteristiche di generazione di una
cella variano, come detto prima, e se vuoi estrarre la massima potenza
serve un circuito MPPT. Questo dara` in uscita una tensione che fara`
dissipare alla resistenza la potenza massima che le celle sono in grado
di erogare in quel momento.

> * si trovano in vendita resistenze da bassa tensione DC, e fungono solo
> a tensione costante oppure anche variabile (variando la potenza erogata ?)

Se una resistenza e` fissa, la potenza che dissipa e` V^2/R. Basta che
non superi il valore massimo e sei a posto. Se invece la resistenza
varia con la temperatura (per esempio la resistenza di una lampada a
incandescenza), le cose si incasinano

> Ecco ho tanti dubbi di varia natura, qualsiasi considerazione è gradita

Tutti i sistemi per energia solare collegati alla rete hanno un circuito
di MPPT collegato fra la cella e l'inverter, in modo da erogare sempre
tutta la potenza disponibile. La tensione e` tenuta costante dalla rete.

Per i sistemi in isola, dove non c'e` una rete esterna, il circuito di
MPPT c'e` ancora, ma la gestione e` diversa, perche' in funzionamento in
isola devi tenere la tensione di uscita costante, e devi poter erogare
la massima potenza quando richiesta.



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