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

Premesso che crossposto poche volte se posso (ma ho messo il 
F-up), il punto è che vorrei capire bene il problema anche 
in teoria, e al contempo verificare se si possa arrivare ad 
una soluzione pratica facilmente percorribile.
 
Premessa : tempo fa, su Energie-Alternative mi pare ma non 
ricordo, si parlava con l'ing. Deboni sul fatto di dirottare 
il surplus di produzione elettrica voltaica direttamente in 
acqua calda, senza particolari pompe di calore, 
semplicemente con una banale resistenza come quelle dei 
boiler elettrici (il Diavolo se li porti).
 
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
2) Sempre in teoria la DC funge bene per i dispositivi 
termici (lampadine a incandescenza e resistenze riscaldanti)
 
So che in vendita i dispositivi che ho visto sono così fatti
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).
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
 
Ora passiamo ai miei dubbi
 
* i moduli dei pannelli solari erogano una tensione 
VARIABILE col variare dell'illuminazione ? A naso direi di 
si ... ma urge conferma
 
* esiste qualche elettronica annessa, cablata, tale che non 
consenta di sforare oltre una certa tensione massima, per un 
dato modulo ?
 
* 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 ?
 
* è possibile CORTOCIRCUITARE un pannello FV ? Nel senso, 
facendolo, si producono danni particolari ? E cosa capita, 
invece, se semplicemente si lasciano a circuito aperto, 
impossibilitati ad erogare, mentre sono molto illuminati ? 
(Qui penserei che si cortocircuitino internamente, e che 
semplicemente si scaldino dissipando le coppie). Ma non 
capisco che differenza potrebbe esserci (dal loro punto di 
vista), né SE CI SIA, cortocircuitandoli esternamente su un 
filo o la nostra resistenza.
 
* 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 ?
 
* In particolare : se si prende la potenza nominale di 
targa, es. 135 W, che credo valga quando il pannello è 
illuminato alla massima intensità "media", e si hanno ad es. 
6 moduli ==> 810 W,
comprando una resistenza in alternata da es. 1000 o 1500 W, 
esiste qualche rischio di bruciarla ? Oppure può non 
funzionare proprio perché la tensione è inopportunamente 
bassa, anche se a livello potenza "matcha" perfettamente ...
 
* si trovano in vendita resistenze da bassa tensione DC, e 
fungono solo a tensione costante oppure anche variabile 
(variando la potenza erogata ?)
 
Ecco ho tanti dubbi di varia natura, qualsiasi 
considerazione è gradita
 
ciao
Soviet_Mario
 
 
 
-- 
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)
 
 
---
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 a tensione costante oppure anche variabile (variando la potenza erogata ?)
 
Forse per uso nautico trovi resistenze per piccoli boiler a 12 o 24 V mi
sa tanto che siano solo  inutilmente costose per il tuo uso....
 
Questo per lo meno è quello che ricordo scrivendo di getto, però a quasi
70 anni la memoria...
 
Paolo

 
 
Una cosa come quella che vorresti fare tu la vedrei solo impiegando 
tanti elementi resistivi con basso valore di ohm/m, da collegare in 
parallelo quando la tensione è bassa e in serie quando si innalza (o 
combinazioni dei due). Per dimensionare una cosa del genere biognerebbe 
conoscere qual'è il range di tensione e corrente in uscita dai pannelli.
 
-- 
Giuliano
 
alias Giuli el Dabro
 
"Prima de parlar tasi"
 

 Paolo


 Premesso che crossposto poche volte se posso (ma ho messo il F-up)
 
Ok, promosso nell'uso di usenet. :)
 
Per tutto il resto, mi sfugge il senso "filosofico" dell'operazione che 
hai in mente. Cioè: OGNI conversione del tipo d'energia, OGNI 
regolazione di tensione e/o corrente, significa perdersi energia 
inutilmente.
 
Tu stai pensando di prendere energia solare, convertirla in elettrica, 
per poi convertirla in termica? Mi pare oltre modo vantaggioso un 
collettore solare, a questo punto... cioè un pannello che prende la luce 
solare e la usa per scaldare l'acqua, direttamente.
 
Considerando le potenze necessarie, le perdite nelle conversioni e 
regolazioni, ti rimane poco o nulla, con l'approccio che hai ipotizzato, 
che io sappia.
 
Esempio di pannello solare termico:
https://it.wikipedia.org/wiki/Pannello_solare_termico
 
 
Non è oggetto facilmente realizzabile in fai da te, perché l'acqua 
bollente ed il vapore vanno gestiti in modo SICURO, ma hai anche la 
teoria di base, al link indicato.


 
 
non ho molto da aggiungere a quanto ti han già detto altri
che ti han risposto, ma, perchè non pensare di utilizzare componenti
già sul mercato?
 
ad esempio uno scaldaacqua elettrico, invece di alimentarlo
a 220V CA, alimentandolo a 220/radq2 ~ 155V svolge la
funzione che cerchi 
 
oppure ci sarebbe il problema di trovare un convertitore
CC/CC adatto alla tensione a cui vuoi far lavorare
l'impianto, io li ho cercati, ma senza risultati
soddisfacenti, ma potresti mettere in serie tanti
pannelli quanti ti servono per produrre la tensione
efficace pari al 220V +/- un tot di tolleranza
 
resta da trovare un aggeggio che apra/chiuda in CC
circa 10A da collegare al termostato dello scaldabagno
(dico aggeggio perchè per gli elettronici è banale,
ma io non lo sono)
 
se lo scopo è un applicazione reale, partirei dal definire
quanta acqua calda vuoi e quanta potenza di pannelli serve,
definirei i pannelli e poi andrei avanti

 ma hai anche la teoria di base, al link indicato.
 
guarda, sono 10 anni che mi guardo attorno e soppeso i pro e 
i contro di tante soluzioni solari, ti ringrazio in ogni 
caso e vedrò se la pagina ha da dirmi qualcosa di nuovo, a 
imparare non è mai tardi. Ma ad ogni modo per quanto 
bizzarra e termodinamicamente offensiva, l'ipotesi di usare 
come ultimo anello quello strano giro di conversioni era 
molto specifica nella filosofia dell'intero sistema 
multi-fonte e multi-modalità.
Il mio fine è l'autarchia energetica, talvolta anche in 
spregio della termodinamica, almeno in apparenza


 definirei i pannelli e poi andrei avanti
 
sto facendo un po' di calcoli nel frattempo, tipo il consumo 
di portare 100 kg di acqua da 10 a 30°, più modeste 
dispersioni (questo serbatoio piccolo sarà in una nicchia in 
interno).


 immetterla nel serbatoio acqua ?
Vedi sopra.
*Tutte* le resistenzea sono adatte a lavorare in DC.
E qualunque resistenza progettata per uno scaldaacqua andrebbe bene,
se non fosse sbagliato il suo valore.
La ragione è semplice. Le resistenze che trovi in vendita sono
progettate per dissipare poniamo 1 kW, con applicata una tensione di
230 V.
Se ci applichi solo 24 V, quella resistenza dissiperà soltanto 11 W :-D
Quindi la resistenza adatta va costruita ad hoc.
Oppure la potrai realizzare con un parallelo di 92 elementi...
In effetti la costruzione di resistenze di alta potenza e bassa
tensione non è facile.
Il solo vantaggio della bassa tensione è che hai meno preoccupazioni
con l'isolamento.
 
Spero di averti dato qualche elemento.
Se non sono stato chiaro in qualche punto, chiedi.
 
 
-- 
Elio Fabri
 

> immetterla nel serbatoio acqua ?
 
Si potrebbero usare i tubi riscaldanti antigelo, che lavorano a bassa 
tensione. E' solo un problema tecnologico, credo.
 
 
-- 
la cricca dei giacobini (C) M.G.

con le spalle più larghe.
 
io avevo pensato a una cosa del genere perchè avevo rimediato
e ne avanzavo pannelli di seconda mano in discrete condizioni
e non sapevo dove buttarli, poteva essere un idea per me
che avevo il silicio a 100€/kW, ma se devi comperare
1kW di pannelli per uno scaldaacqua... difficile spendere
meno 1000-1500 €. 
 
Conviene?
 
 
 
 

 Se non sono stato chiaro in qualche punto, chiedi.
 
si, alcuni spunti si, altri devo leggere il materiale, e 
sulle curve caratteristiche devo prima vedere se trovo 
qualcosa di pertinente, e non di relativo ai transistor etc.
Quando hai tempo confermami o spiegami perché errato il 
ragionamento che ho fatto sulla relazione tra circuito in 
rame e resistenza, nel dimensionamento.
 
P.S. in caso di autocostruzione, tenderei a orientarmi sul 
filo al nichel-cromo, che sopporta notevoli maltrattamenti 
anche in aria, e in acqua sicuramente è più duraturo perché 
non arriva mai all'incandescenza. Credo che possa lavorare 
sui 1000° C per parecchio tempo, all'occorrenza (e siccome 
ha una resistenza che cresce con T, è parzialmente 
autoregolante, perché più scalda e meno potenza riesce a 
dissipare). In acqua credo che sia anche più facile trovare 
un supporto su cui arrotolarcelo senza stare a costruire 
quei fragili reggifilo in cordierite o mullite che ci sono 
dentro i phon o gli heater ad aria.
 
ciao


 credo.



se è eterno, zero manutenzione, zero costi in esercizio, 
utile al perseguimento dell'autarchia (no Enel no gas), imho 
assolutamente si !
 
Non è ancora incluso il prezzo serbatoio, e devo pensare a 
che genere di scambiatore usare.
Nel serbatoio "mega" ho comprato due bobine da 50 m (o forse 
da 100, non ricordo !) di tubo PE 100 nero, PN16, ma lì 
avevo posto.
Dentro casa stavo pensando anche all'idea di raccattare 
qualche vecchio radiatore da auto, o boh una serpentina di rame.
Tendo a escludere di cercare di fare un vaso chiuso in 
pressione, preferirei decisamente un vaso aperto, e con ACS 
distinta dall'acqua tecnica calda.



Solo per chiarimento il valore 230V è riferito alla tensione efficace, 
mentre la tensione massima detta picco-picco è 325V, in altre parole si 
ottiene il valore efficace di una tensione elettrica alternata quando 
essa applicata ad una resistenza che produce lo stesso calore che si 
avrebbe quando la stessa resistenza viene collegata a un generatore a 
corrente continua.
 

 
 
uhm ... quindi avevo ragione io inizialmente ? Mi par strano 
che rammentassero male gli altri ... cmq grazie della 
segnalazione. A questo punto farò una ricerchina dedicata :)
 
Quindi il mio target di pannelli sarebbe 230 V, e non 162 ...


 
Se ti può interessare (ma, avresti problemi di isolamento), le 
resistenze lineari di molti forni sono collegate in serie e solitamente 
collegate in coppia, quindi sottoposte ad una tensione uguale alla metà 
(essendo uguali).

fede 19:42, lunedì 31 luglio 2017:

Complimenti per il quoting!
 
 
-- 
E-S °¿°
Ho plonkato tutti quelli che postano da Google Groups!
Qui è Usenet, non è il Web!

 dentro i phon o gli heater ad aria.
 
 
Quello del ferro da stiro?


 dentro i phon o gli heater ad aria.
 
Le temperature massime di questi fili variano tra i 1200°C e i 1100°C a 
seconda del tipo: da quello propriamente detto (80% Ni 20% Cr), a quelli 
con percentuali di nichel e cromo via via calanti (il resto è ferro + 
altri in percentuale minore). La capacità di autoregolazione è piuttosto 
limitata (dal 10% alla massima temperatura per il primo, fino ad arrivare 
a circa il 20% per gli altri; ce ne sono anche con percentuali molto più 
alte, ma hanno forti limitazioni in temperatura massima, circa la metà).
Esiste anche il tipo "ferro-cromo-alluminio", ancora più utilizzato dei 
primi nelle applicazioni "a filo nudo" (tipo phon e stufette), perchè 
arriva a temperature superiori (circa 1300°C il più comune, fino a oltre 
1400°C quelli speciali) ad un costo che è una frazione; unica accortezza 
utilizzarlo con diametri piuttosto grossi per compensare la sua 
"fragilità"; ma nel caso in esame (ohm/m bassissimi) questo problema non 
si pone.
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