In un articolo precedente abbiamo parlato dell’importanza fondamentale della sezione del cavo, che deve essere opportunamente calcolata per contenere le cadute di tensione e la perdita di potenza trasformata in calore.
Il primo dato da conoscersi è la corrente del sistema I, che dipende dal carico (potenza dell’utilizzo in W) e dalla tensione del sistema V: I=W/V
Risulta subito evidente che aumentando la tensione, a parità di carico, la corrente che passa nei cavi diminuisce.
Per esempio se si ha un varico di 2400 W, in un sistema a 12 V la corrente risulta di 2400/12=200 A.
Ma se si passa ad un sistema a 24 V la corrente si dimezza, 2400/24=100 A.
Una corrente dimezzata comporta una sezione dimezzata, come vedremo più avanti.
Questo è il motivo per il quale nei nostri impianti di bordo, quando le potenze degli utilizzi sono importanti, per contenere la sezione dei cavi e quindi anche il loro peso si preferisce adottare sistemi a 24V oppure anche a 48V, anziché 12V.
Si adottano spesso negli impianti sistemi doppi, a 12V e a 24 V per i carichi maggiori.
Il secondo dato di partenza è la lunghezza dei cavi, attenzione, data dalla somma della lunghezza del cavo positivo e di quella del cavo negativo.
Ovvero se la distanza dalla batteria all’utilizzo è di 5 metri, la lunghezza da prendere in considerazione per il calcolo della sezione è di 10 metri.
Apparentemente banale, questo concetto è spesso fonte di errore nel calcolo!
La sezione (area della superficie A) di un cavo è data dal diametro (d) dell’anima (la parte in rame) secondo la relazione A=π x d2/4, ed è normalmente espressa in mm2, ma esistono anche altre unità di misura come l’AWG (American Wire Gauge) per la quale è disponibile una tabella di conversione apposita:
https://www.victronenergy.com/upload/documents/AWG%20to%20Metric%20Conversion%20Chart.pdf
Il diametro del cavo è dato dalla somma del diametro dell’anima più 2 volte lo spessore della guaina di isolamento.
Sulla guaina normalmente è stampigliato il valore della sezione A dell’anima.
Fatte queste doverose premesse veniamo ora al calcolo della sezione del cavo.
Il calcolo parte dal presupposto che si deve contenere la caduta di tensione ad un massimo di 0.3 V.
Si possono quindi utilizzare le formule viste nel precedente articolo, inserendo i valori di lunghezza e sezione per arrivare alla caduta di tensione massima desiderata, oppure molto più facilmente utilizzare il criterio semplificato valido fino alla lunghezza di 5 m (2.5+2.5 attenzione!) che vale 3 A ogni mm2 di sezione, ovvero corrente/3=sezione anima in mm2.
Ok, ma se la lunghezza dei cavi è superiore ai 5 metri devo fare tutti i calcoli?
Non è necessario, sono disponibili tabelle apposite ed è anche disponibile un’APP di Victron Energy, scaricabile sul proprio Smartphone, che ci sgravano enormemente dalla fatica del calcolo:
https://www.victronenergy.com/support-and-downloads/software#victron-toolkit-app
Basta lanciare l’APP, inserire la lunghezza (sempre attenzione L+ + L-), la tensione del sistema, la corrente e scegliere la sezione in mm2 che determina una caduta di tensione non superiore a 0,3 V.
Da notare che la tensione del sistema non fa variare la caduta di tensione in assoluto, ma fa variare la percentuale di quest’ultima rispetto alla tensione del sistema. Ovvero se la caduta di 0,3 V è del 3% in un sistema a 12V, gli stessi 0,3 V sono dell’1,5% in un sistema a 24V.
Ma a noi interessa la caduta di tensione assoluta 0.3 V!
Bene, ora siamo in grado di fare qualche verifica sul nostro impianto di bordo o di calcolare la sezione corretta nel caso di una nuova installazione: Buon Lavoro!