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IMPIANTO AUTONOMO AD ENERGIA SOLARE FOTOVOLTAICA, CON PANNELLO DA 80 WATT, PER IL FUNZIONAMENTO DI UN ROUTER LTE 4G WiFi, DI UNA CENTRALINA D'ALLARME LAN E DI UNA TELECAMERA IP

http://www.wutel.net/sole80alarm 

 

 

Per scaricare e visualizzare questa pagina in formato .pdf, clicca sul seguente pulsante:

www.wutel.net/sole80alarm

oppure continua qui sotto la lettura via web

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Ecco una realizzazione fotovoltaica per l'alimentazione autonoma di una centralina d'allarme LAN (con sensori wireless), di una telecamera di videosorveglianza IP e di un router internet, in modo da poter alimentare tutto il sistema 24 ore su 24, senza dover utilizzare la rete elettrica nazionale a 220/230V .

L'impianto è stato interamente installato "fai-da-te" ed è composto dai seguenti componenti:

   - nr. 1 un pannello fotovoltaico da 80 Watt.

pannello FV 80W

  

Per vedere le caratteristiche tecniche del pannello fotovoltaico da 80Watt,

clicca sul pulsante qui a fianco -->  PANNELLO FV 80W

 

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  - nr. 1 regolatore di carica tipo "PWM", dotato di doppia presa USB.

CMTD-A

 

  Per vedere il manuale d'uso e programmazione del regolatore di carica,

clicca sul pulsante qui a fianco -->  REG. CARICA CMTD

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 - nr. 1 batteria 12Volt da 44Ah di capacità, tipo "AGM", ermetica e senza manutenzione.

   batteria 12V    

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   - nr. 1 centralina d'allarme LAN internet (con sensori senza fili magnetici e PIR)

centralina            

     per la gestione locale e via internet degli allarmi, tramite il proprio smartphone o tablet

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 - nr. 1 telecamera di videosorveglianza internet da interni "IP CAM"

IP CAM

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 - nr. 1 Router LTE 4G (WiFi 2,4GHz / 5GHz)

modem 4G

     Questo router si connette a internet tramite la rete mobile 3G o 4G, grazie alla SIM dati da inserire all'interno dell'apparecchio. Il collegamento alle nostre apparecchiature informatiche, viene invece effettuato o con un normale cavo di rete LAN (RJ45), oppure tramite Wi-Fi (banda 2,4GHz oppure 5GHz).

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 - nr.10 metri circa di piattina bipolare di sezione 2,5mmq

matassa piattina bipolare  particolare piattina bipolare

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 - nr.2 cavetti di alimentazione, intestati con una spina USB

Cavetto alimentazione USB

       

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      Ecco le foto della centralina LAN, della IP CAM e dei sensori wireless magnetici e PIR:

foto insieme

sensore finestra        pir  

sensore magnetico

     i sensori antintrusione con tecnologia a contatto magnetico, oppure quelli di movimento "PIR", dialogano con la centralina d'allarme tramite onde radio nella gamma di frequenza UHF e sono alimentati autonomamente da pile contenute al loro interno, quindi non necessitano di alcun cavo elettrico per il loro collegamento.  

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      Quasi tutti i modem/router, le centraline d'allarme e le telecamere di videosorveglianza in commercio (sia quelle con tecnologia analogica, che quelle digitali o IP), funzionano, a seconda dei modelli, a 5Volt oppure a 24/12Volt (in corrente continua).

     Queste tensioni di alimentazione in corrente continua (5Volt USB o 12/24Volt), si prestano molto bene a poter quindi essere utilizzate direttamente negli impianti fotovoltaici a batteria, senza dover utilizzare inverter per produrre 220/230Volt.

      Infatti, anche se nella confezione del modem, della centralina d'allarme e della telecamera IP, troviamo ovviamente gli alimentatori a 230Volt per poterle collegare alla rete elettrica di casa, in realtà questi componenti non ci occorrono per far funzionare queste apparecchiature tramite l'impianto fotovoltaico con batteria.

 alimentatore rete        

 

     Come si vede dalle seguenti foto, sia l'alimentazione della telecamera IP che quella della centralina LAN, è di 5Volt.

retro IP CAM

centralina vista sotto

    

     Quindi, siccome le prese USB del regolatore di carica utilizzato in questo impianto hanno in uscita proprio una tensione di 5Volt e una corrente erogabile di 2Ampere (max), è possibile collegare direttamente la centralina e la telecamera a queste due prese.

CMTDA con cavi USB collegati

 

     ATTENZIONE! Prima di collegare apparecchiature funzionanti a 5Volt, occorre sempre verificare che le prese USB (5V) utilizzate, siano in grado di poter erogare tutta la corrente necessaria.

      Nel nostro specifico caso, è infatti stato scelto apposta un regolatore di carica dotato di doppia presa USB, in grado di poter erogare una corrente massima di 2Ampere, in modo da poter alimentare senza problemi sia la centralina che la telecamera IP.

      C'è poi anche da considerare il fatto che la centralina e la telecamera non assorbiranno mai costantemente durante il loro funzionamento, la massima corrente erogabile dalle prese USB.

      Per la precisione, infatti, gli assorbimenti della centralina di allarme utilizzata in questo esempio sono soltanto di 0,21Ampere

      misuratore USB 

    mentre, la telecamera IP assorbe: 

      - 0,7Ampere (di picco) durante il cambio dell'ottica interna, tra visione diurna a colori e b/n per la visione notturna.

      - 0,38A circa durante il funzionamento diurno (visione a colori e senza led IR accesi).

      - 0,5A circa durante il funzionamento notturno (visione in b/n e con i led IR accesi).

     Nel caso si volesse invece utilizzare un regolatore di carica senza presa USB, oppure l'impianto fotovoltaico fosse con batterie a 24Volt, oppure la corrente erogabile da un'eventuale presa USB non fosse sufficiente per alimentare contemporaneamente le apparecchiature a 5Volt (alcune telecamere IP a 5Volt, soprattutto quelle dotate di ottica mobile, possono infatti assorbire durante l'azionamento dei motori di spostamento dell'obiettivo, anche oltre 2A), allora è possibile utilizzare un convertitore DC/DC, come ad esempio quello nelle seguenti foto, in grado di poter erogare (a 5Volt), anche fino a 5Ampere di corrente.

convertitore DC-DC

convertitore DC-DC

 

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      Per alimentare la telecamera IP e la centralina d'allarme di questo impianto, è stato invece sufficiente utilizzare due cavetti USB, collegati direttamente alle prese USB incorporate nel regolatore di carica.

cavetto USB

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     Per alimentare invece il router, che funziona a 12Volt, si è utilizzato un cavetto direttamente collegato ai morsetti di uscita del regolatore di carica (vedi schema).  

alimentazione modem

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      A questo punto, per poter rendere operativo e funzionante l'impianto, occorre collegare tra loro tutti i componenti, secondo il seguente schema.

schema sole80alarm

(clicca sullo schema per ingrandirlo)

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     Il dimensionamento dei componenti (potenza del pannello "Watt" e capacità della batteria "Ah"), è stato calcolato in funzione della località di installazione dell'impianto (sud Italia) e dal fatto che tutte le apparecchiature possano funzionare 24 ore su 24, 7 giorni su 7, con un'autonomia di almeno 3 giorni in caso di giornate nuvolose, senza sole.

     Al riguardo, per saperne di più su come calcolare la potenza dei pannelli e la capacità delle batterie, vedi i capitoli "1", "2", "3" e "4", del manuale che si trova al seguente link:

 

http://www.wutel.net/manuale

 

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     La telecamera IP utilizzata in questo impianto ha inoltre la particolarità di poter essere collegata a internet in modalità senza fili (wireless) WiFi 2,4GHz, oppure tramite un classico cavo di rete LAN, intestato con un normale connettore standard tipo "RJ45". 

particolare del connettore RJ45

 

     Nel caso si decidesse di utilizzare la modalità WiFi per collegare a internet la telecamera IP, occorrerà quindi collegare soltanto il cavetto USB per l'alimentazione a 5Volt.

      La centralina di allarme, invece, non può essere collegata in modalità WiFi e, quindi, occorre prevedere l'installazione di un cavo di rete LAN per il collegamento con il modem.

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     Non soltanto le telecamere IP possono essere rese indipendenti e autonome per quanto riguarda l'alimentazione elettrica a 220/230Volt.

     Infatti, anche altri dispositivi informatici funzionano normalmente in corrente continua con tensione di 5Volt, oppure 12Volt, come ad esempio gli switch, oppure a 19Volt come molti computer portatili.

 

Router 

switch

     Questo permette così alla maggior parte delle apparecchiature che utilizzano internet, di poter funzionare indipendentemente dalla rete elettrica a 220/230Volt e, quindi, di risultare alimentabili direttamente e autonomamente con impianti fotovoltaici a batteria (senza inverter!).

     Rendersi autonomi, indipendenti e autoprodursi l'energia elettrica necessaria anche per l'alimentazione delle apparecchiature informatiche e di trasmissione dati (PC, WiFi, telefonia GSM, UMTS, LTE, 3G, 4G, ecc.), ci mette in condizione di poter utilizzare queste apparecchiature in qualsiasi situazione, sia in condizioni normali che in caso di blackout o instabilità della rete elettrica, oppure in località isolate non raggiunte dalla rete elettrica, oppure in situazioni mobili / portatili.

     Inoltre e non di meno conto, utilizzare energia autoprodotta da fonti rinnovabili (sole, vento, acqua), anche di piccola potenza, ci permette di:

-   risparmiare sicuramente nel tempo sulla bolletta elettrica (se presente);

-   ridurre la nostra dipendenza dai fornitori di energia elettrica a pagamento;

- evitare soprattutto il consumo di notevoli quantità di combustibili fossili, risparmiando così l'immissione nell'ambiente di notevoli quantità di anidride carbonica (CO2) e di sostanze tossiche varie.

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Qualsiasi sia la spesa sostenuta per la realizzazione di un impianto fotovoltaico, l'investimento energetico e ambientale si ripagherà comunque nel tempo, fornendovi energia elettrica gratuita e pulita per moltissimi anni (il funzionamento dei pannelli fotovoltaici è garantito ormai per oltre 25 anni ! ). Inoltre, l'acquisto dei vari componenti può essere scaglionato nel tempo. E' infatti possibile acquistare poco per volta ciò che occorre, in base alle risorse economiche disponibili al momento, ed assemblare/ampliare nel tempo l'intero impianto.

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Altri esempi di sistemi fotovoltaici portatili e fissi per la produzione di energia elettrica, si trovano ai seguenti link:

http://www.wutel.net/fotovoltaico

http://wutel.blogspot.it

 

 

Per saperne invece di più sulla progettazione di piccoli impianti fotovoltaici, vedi anche il manuale presente al seguente link:

http://www.wutel.net/manuale

 

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     La potenzialità del sole è enorme! Per avere un'idea della risorsa solare in Europa e nel mondo, clicca sul tasto qui sotto:

 

 

PVGIS   (JRC)

 

 

 

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