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Energie rinnovabili

“1000 CELLE FOTOVOLTAICHE PER 100 SCUOLE”

Campagna di diffusione dell’energia solare promossa dall’ISES Italia

ESPERIENZA DEL CALCOLO DEL RENDIMENTO DELLE CELLE FOTOVOLTAICHE

INSTALLATE NELLA NOSTRA SCUOLA, SVOLTE DAI RAGAZZI DELLA 3 C.

Già da oltre tre anni nella nostra scuola è stato installato un impianto fotovoltaico, di recupero completamente montato dai ragazzi di terza media e utilizzato per illuminare i cortili interni, nonché ovviamente, per l’utilizzo didattico. La nostra scuola non è nuova per queste attività sulle energie rinnovabile e di educazione ambientale. Diverse le unità didattiche proposte in tal senso, ed i modelli operativi funzionanti di pannelli solari a riflessione ed ad assorbimento realizzati, la bici elettrica, mossa dal sole. Per questo il nostro istituto, è una “scuola polo”, cioè a servizio delle altre nel territorio, proprio per la sperimentazione didattica sulle energie rinnovabili e sulle attività ambientali.

LE NOSTRE CELLE FOTOVOLTAICHE

OBIETTIVI DELL’ESPERIENZA

1.      Calcolo del rendimento del pannello fotovoltaico

2.      Applicazione delle leggi di Ohm

3.      Conoscenza di nuovi simboli elettrici

4.      Esecuzione corretta della relazione

CONDIZIONI DEL TEMPO

  Cielo sereno con leggera foschia, costante di irradiazione solare pari a circa 900 w/m², temperatura esterna 12° C, inizio prova ore 11,00.

MATERIALI USATI

Impianto fotovoltaico (4 pannelli policristallini in parallelo), Voltmetro e amperometro analogici, due tester digitali, due lampade d’auto, un reostato variabile.

PRIMA PROVA

Si usano come utilizzatori, due lampade collegate in parallelo

(L₁ 12v, 60w; L₂  12v, 45w).

Si calcola la Potenza spesa (Ps), dal sole sul pannello:

Ps=Superficie complessiva pannelli x costante irradiazione solare

Ps= 4x1,067x0,445x900=1709w

Tensione misurata ai capi dell’utilizzatore 11v

Corrente assorbita dalle lampade            8,22 A

Potenza resa dai pannelli FV (Pr):

Pr=VxI=11x8,22=90,42w

Rendimento=Potenza resa / Potenza spesa=90,42/1709=0,053=5,3%

SECONDA PROVA

In questa seconda prova una lampada è stata sostituita da un reostato variabile, collegato in parallelo, regolato in modo tale da avvicinarci il più possibile alla tensione nominale, prevista dal costruttore dei pannelli FV. Ps ha lo stesso valore.

Tensione misurata ai capi dell’utilizzatore 13,8v

Corrente assorbita dal gruppo utilizzatore 7,27 A

Potenza resa dai pannelli FV

Pr=VxI=13,8x7,27=100,326w

Rendimento =Pr/Ps=100,326/1709=0,0587=5,87%

Le attività proposte, in merito all’utilizzo delle energie rinnovabili, riescono a catturare in maniera particolare l’attenzione dei ragazzi. Attraverso di esse, apprendono, in maniera giocosa, ma pur sempre  concreta ed efficace. Attraverso la realizzazione di esperienze, o modelli operativi funzionanti, gli allievi non solo, realizzano, ma misurano, calcolano, verificano, sperimentando direttamente quanto appreso durante le lezioni.

Lo studio dell’energia solare ben si appresta perciò ad essere un efficace modello di stimolo per i nostri giovani. Inoltre presentando loro queste forme “alternative” di sfruttamento energetico, possiamo fare in modo che il loro stesso futuro possa essere guidato e sostenuto sempre più, da forme di energia più rispettose dell’ambiente e pronte per essere sempre più utilizzate, nel momento di carenza di quelle più tradizionalmente usate.

Fermignano 15.12.98

Prof. Giuseppe Dini