[Asashoryu]

Ciao a tutti,
nella casa al mare vorrei implementare una domotica minimale installando Home Assistant su un RPI3b+ (unico libero che mi rimane) e gestire alcuni sensori. Il tutto dovrebbe essere gestito da un pannello fotovoltaico + batteria di accumulo. All'RPI devo aggiungere un router4G (5V-1A) per dargli connessione di rete. Ho fatto una bozza di progetto, vi chiedo per cortesia se potete darmi supporto per i calcoli e/o migliorare il sistema, grazie.

Concetti:
- ho messo un pannello da 100w per far caricare la batteria più velocemente, sarebbe bastato anche uno da 50w presumo;
- il regolatore di carica ha n.2 usb che erogano 5V-2A (alternativa 5V-3A): qui non capisco se ciascuna usb eroga 5V-2A/3A o no (scusate l'ignoranza). Ho letto che il RPI3b+ funziona con un alimentatore da 5V-2,5A quindi non sono sicuro che questo regolatore possa bastare con quello da 5V-2A, in caso prendo quello da 5V-3A. L'altra USB sarebbe occupata dal router4G.
- vorrei utilizzare una batteria di accumulo che mi garantisse un'autonomia di 48h.


Calcoli
pannello: 100w, 12v
consumo RPI+r4G: circa 10W
autonomia richiesta 48h: 10x48 = 480Wh
batteria: 12v, 40Ah --> Wh = Ah*V = 40*12 = 480Wh
tempo di ricarica completa della batteria da solare: 480/100 = 4,8h


Pannello solare:
DOKIO 100W 12V Pannello Solare Monocristallino Fotovoltaico Impianto Camper Casa Baita.
Link di esempio:
https://www.amazon.it/DOKIO-Pannello-Mon...hdGY&psc=1


Regolatore di carica:
Thlevel 30A Regolatore di Carica Solare 12V/24V Intelligente Regolatore di Carica della Batteria del Pannello Solare con Display LCD e Doppia Porta USB Adatto per Batterie al Piombo.
Link di esempio:
https://www.amazon.it/dp/B08GQTZDVH/ref=...d576b25987

In alternativa ho trovato questo che eroga 5V-3A, ho dubbi sulla bontà del prodotto. In più stesso discorso, non so se eroghi 5V-3A per singola USB o meno.
Regolatore di Carica Pannello Solare,20A 12V/24V Con Display LCD Doppia Porta USB Automatico Regolatore Pannello Batteria Regolatore Intelligente
Link di esempio:
https://www.amazon.it/Regolatore-Pannell...01&sr=1-15


Batteria: 12v-40Ah
Ho ipotizzato un consumo di 10W (RPI+router), quindi con una batteria da 12V-40Ah dovrei avere 48h di autonomia (considerando efficienza, poco sole e varie). Qui chiedo a voi se è corretto e cosa ne pensate. Ho visto che i modelli variano molto di prezzo (da 50 a 200€), sapreste consigliarmene uno non troppo costoso?

RPI: 3b+
Per alimentarlo servono 5V e 2,5A, di picco dovrebbe fare sui 6W.

Router:
TP-Link (Nuovo) M7000 Saponetta 4G LTE Cat4 150Mbps, WiFi N300Mbps, Router con SIM
Per alimentarlo servono 5V e 1A, quindi potenza 5W.
Link di esempio:
https://www.amazon.it/TP-Link-Saponetta-...hdGY&psc=1


Grazie per l'aiuto
Asa

[Zzed]

i calcoli, sono, al netto di inevitabili approssimazioni, corretti.
Però è da verificare la tensione in uscita dalla USB della regolatore di carica . Raspberry è abbastanza schizzinoso, e "soffre" in particolare di variazioni verso il basso della tensione nominale (che sarebbe prefribile sia 5,1V, mai sopra ai 5,25V comunque). Non sappiamo quanto sia stabilizzata sui 5V quell'uscita.
PS Raspberry Pi 3B+ con Home Assistant non consuma 2.5A, che è il consumo massimo, ma non avendo periferiche USB o schermo, il consumo è molto più vicino al minimo. E' quindi sufficiente il modello dichiarato a 2A, l'unico mio dubbio è sulla tensione, che sia sufficientemente stabilizzata, che sia priva di ripple.
Ma che vada, se non fosse una uscita di qualità, potrai utilizzare uno step-down 12V-5V direttamente dalle batterie 12V.

[Asashoryu]

i calcoli, sono, al netto di inevitabili approssimazioni, corretti.
Però è da verificare la tensione in uscita dalla USB della regolatore di carica . Raspberry è abbastanza schizzinoso, e "soffre" in particolare di variazioni verso il basso della tensione nominale (che sarebbe prefribile sia 5,1V, mai sopra ai 5,25V comunque). Non sappiamo quanto sia stabilizzata sui 5V quell'uscita.
PS Raspberry Pi 3B+ con Home Assistant non consuma 2.5A, che è il consumo massimo, ma non avendo periferiche USB o schermo, il consumo è molto più vicino al minimo. E' quindi sufficiente il modello dichiarato a 2A, l'unico mio dubbio è sulla tensione, che sia sufficientemente stabilizzata, che sia priva di ripple.
Ma che vada, se non fosse una uscita di qualità, potrai utilizzare uno step-down 12V-5V direttamente dalle batterie 12V.

Grazie Zzed,
uno step-down tipo questo può andare bene?
Asa

https://www.amazon.it/Regolatore-Connett...hdGY&psc=1

[ippogrifo]

Alcune osservazioni: Il rendimento complessivo di un pannello solare dipende dalla posizione geografica di installazione, dalle ore di insolazione (in particolare d'inverno) e dal posizionamento/inclinazione rispetto al sud. Giusto come esempio, per un assorbimento di 10W a 12 VDC per 48 ore di autonomia senza insolazione, in zona Bologna è stao necessrio un pannello fotovoltaico di circa 3 mq ed una batteria al piombo gel di 170 A/h.
Altro sul calcolo della batteria: 10Wx48h= 480W/h. Sembrerebbe quindi che una batteria 12 V - 40 A/h sarebbe sufficiente. Il problema è che la batteria prima delle 48h avrebbe una tensione prossima allo 0 Volt, quindi incapace ad alimentare alcunchè. Scariche così profonde possono essere accettate, se ricordo bene, dalle batterie al piombo-gel e solo per alcuni cicli, dopo sono irrecuperabili. E' opportuno quindi calcolare il tutto per il 70% della scarica della batteria, equivalente a circa una tensione di 10 Volt (batterie al Pb-gel). In questo caso le curve di scarica sono utili per selezionare la migliore batteria. Il chè porta al dimensionamento corretto del pannello fotovoltaico.
Penso che disponendo di energia elettrica (casa al mare) un sistema di backup 220VCA-12VDC per un paio d'ore sia sufficiente a coprire i vari buchi di tensione.

[Asashoryu]

Alcune osservazioni: Il rendimento complessivo di un pannello solare dipende dalla posizione geografica di installazione, dalle ore di insolazione (in particolare d'inverno) e dal posizionamento/inclinazione rispetto al sud. Giusto come esempio, per un assorbimento di 10W a 12 VDC per 48 ore di autonomia senza insolazione, in zona Bologna è stao necessrio un pannello fotovoltaico di circa 3 mq ed una batteria al piombo gel di 170 A/h.
Altro sul calcolo della batteria: 10Wx48h= 480W/h. Sembrerebbe quindi che una batteria 12 V - 40 A/h sarebbe sufficiente. Il problema è che la batteria prima delle 48h avrebbe una tensione prossima  allo  0 Volt, quindi incapace ad alimentare alcunchè. Scariche così profonde possono essere accettate, se ricordo bene, dalle batterie al piombo-gel e solo per alcuni cicli, dopo sono irrecuperabili. E' opportuno quindi calcolare il tutto per il 70% della scarica della batteria, equivalente a circa una tensione di 10 Volt (batterie al Pb-gel). In questo caso le curve di scarica sono utili per selezionare la migliore batteria. Il chè porta al dimensionamento corretto del pannello fotovoltaico.
Penso che disponendo di energia elettrica (casa al mare) un sistema di backup 220VCA-12VDC per un paio d'ore sia sufficiente a coprire i vari buchi di tensione.

Immaginavo che non fosse così semplice, speravo infatti di essermi tenuto abbastanza largo nel calcolo della batteria. Purtroppo mia moglie (proprietaria hehe) vuole staccare la corrente quando non ci siamo, quindi il backup con energia elettrica lo devo escludere. Mi preoccupa a questo punto il discorso del numero delle limitate scariche profonde.. Se aumentassi gli Ah della batteria? Altrimenti accetto qualsiasi consiglio grazie

[ippogrifo]

Purtroppo è un sistema di equlibri. Non basta solo aumentare la capacità della batteria se il pannello fotovoltaico non è in grado poi di ricaricarla per garantire le 48 h di autonomia. D'altro canto il dimensionamento del pannello fotovoltaico per l'erogazione della giusta corrente di ricarica dipende anche dal posizionamento geografico se è a Nord e Sud,

[Zzed]

Grazie Zzed,
uno step-down tipo questo può andare bene?
Asa

Non ho mai avuto occasione di testare uno di quelli. Diciamo che io preferirei uno regolabile, per avere maggiore controllo sulla tensione in uscita, per il discorso fatto prima.