Colmare il divario tra energia solare e batterie

Nel 2016 Solar Impulse 2 è entrato nella storia come il primo velivolo a propulsione elettrosolare ad aver circumnavigato il globo. L'aereo ha volato a una velocità compresa tra 50 e 100 chilometri orari circa e ha completato il giro del mondo in 16 mesi, anche se il tempo di volo effettivo è stato molto inferiore. Questo aereo con un singolo passeggero saliva a 8.800 metri durante il giorno per caricare le batterie, per poi planare lentamente a circa 1500 metri durante la notte per risparmiare la carica delle batterie. Solar Impulse 2 era dotato di 17.000 celle solari e aveva un'apertura alare superiore a quella di un Boeing 747. Le batterie contribuivano al suo peso per circa un quarto. ¹

Le compagnie aeree commerciali a energia solare sono ancora lontane dall'essere una realtà, ma l'energia solare sta guadagnando terreno come fonte di energia per applicazioni industriali, commerciali e residenziali. C'è sempre più bisogno di circuiti integrati per la gestione energetica (PMIC) progettati per collegare i pannelli solari alle batterie. Tradizionalmente, il modo semplice "è quello di collegare una batteria al pannello solare per mezzo di un diodo". ² Questo metodo ha diverse limitazioni che riguardano principalmente una banda di tensione molto stretta. Con l'energia solare, la potenza varierà molto a seconda che ci siano il sole o le nuvole, e a inizio giornata sarà diversa rispetto a fine giornata. Un diodo non è in grado di far fronte a questo spettro così ampio di variazioni. Se i livelli di potenza aumentano o il carico supera la capacità del diodo, il sistema rischia un guasto catastrofico.

Ora esistono soluzioni migliori. Power by Linear™/Analog Devices offre una vasta gamma di prodotti per integrare l'energia solare soprattutto quando si tratta di caricare le batterie e mantenerle cariche. "LTC4015 è un caricatore step-down sincrono versatile in grado di supportare diversi tipi di batterie, incluse quelle al piombo-acido, Li-Ion e LiFePO₄." ³

LTC4015 è un controller in grado di regolare la tensione di ingresso, la corrente di ingresso, la tensione e la corrente di carica della batteria, pertanto è ideale per le soluzioni di accumulo a batterie presenti nelle applicazioni a energia solare. Per questo motivo utilizza l'algoritmo di inseguimento del punto di massima potenza (MPPT). Grazie all'algoritmo MPPT, il sistema può distinguere tra più livelli di potenza di picco, funzione ideale per i vari livelli di potenza prodotti dall'energia solare. LTC4015 può gestire ingressi di tensione fino a 35 V. La maggior parte dei pannelli solari ha una tensione di uscita di picco di 17 V. L'intervallo della tensione di ingresso di ricarica va da 4,5 V a 35 V.

LTC4015 è un controller caricabatteria buck multichimica ideale per una soluzione di alimentazione a batteria che richiede ampi intervalli di ingresso, ricarica delle batterie e supporto di carichi da fonti di alimentazione come l'energia solare.

Quella di Solar Impulse 2 è stata un'impresa davvero straordinaria. Chissà se ci sarà un Solar Impulse 3?

Riferimenti:

1 – Con il suo viaggio intorno al mondo, il velivolo solare è entrato nella storia. https://www.theguardian.com/environment/2016/jul/26/solar-impulse-plane-makes-history-completing-round-the-world-trip

2 – Tecniche per massimizzare la potenza di uscita dei pannelli solari. http://www.analog.com/en/technical-articles/techniques-to-maximize-solar-panel-power-output.html

3 – Il caricabatterie multichimica supporta l'inseguimento del punto di massima potenza per i pannelli solari. http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/lt-journal-article/LTJournal-V27N1-04-di-LTC4015-TrevorBarcelo.pdf