La resistenza di sovraccarico di un aerogeneratore
La resistenza di sovraccarico contiene gli eccessi elettrici dell'eolica in caso di forti venti.
Elemento di sicurezza semplice e diretto, la resistenza di sovraccarico si occupa semplicemente di trasformare l'energia elettrica in eccesso in calore. È anche chiamata resistenza di scarico, di alleggerimento o dump load (in inglese).
Senza di essa, le batterie già piene sarebbero sature di elettricità e vedrebbero la loro tensione salire a valori pericolosamente alti. In questo caso, nelle batterie dette aperte, a elettrolita liquido, l'acido inizia semplicemente a bollire e si evapora rapidamente. È un effetto ricercato per equalizzare le celle di una batteria e prolungarne la durata di vita, ma solo per un breve periodo di tempo. Bisogna assolutamente evitare questa situazione quando non è controllata. Senza resistenza di sovraccarico, pochi giorni di forti venti bastano a sovraccaricare le batterie e danneggiarle irrimediabilmente.
La resistenza di sovraccarico di un'eolica è un elemento imponente, disposto all'aria aperta e spesso dotato di alette o di un nucleo di ceramica per favorire l'evacuazione del calore. Come per il radiatore del ponte di diodi, le alette della resistenza devono essere disposte verticalmente per la convezione naturale dell'aria. Bisogna quindi lasciare libero tutto lo spazio situato sopra la resistenza.
Le temperature raggiunte con forte vento sono talvolta elevate e una griglia di protezione può risultare necessaria. Allo stesso modo, si isola la resistenza di sovraccarico da qualsiasi supporto infiammabile.
Le resistenze lavorano a tensioni molto basse (inferiori a 50V), quindi le correnti sono molto elevate, anche per potenze basse. La resistenza ohmica deve quindi raggiungere un valore basso, mantenendo un potere di dissipazione del calore elevato. A volte si è costretti a mettere più elementi in parallelo per distribuire il riscaldamento.
Una resistenza è caratterizzata da due valori, la sua resistenza in Ohm, e la sua potenza in Watt, cioè la quantità di calore che può essere dissipata senza danni.
Facciamo un piccolo esercizio di dimensionamento con un'eolica da 1000W a 24V. La potenza massima di 1000W è maggiorata del 25% come fattore di sicurezza, il che ci dà 1250W. È la potenza di dissipazione della nostra resistenza.
La resistenza ohmica si calcola prima determinando la corrente. Si divide la potenza massima per la tensione a batterie piene: 1250 / 28 = 44 Amp.
Con la legge di Ohm, siamo in grado di conoscere la resistenza da installare per consumare 44A a 28V. U = RI quindi R = U/I quindi R = 28/44 = 0,64 Ohm.
Dovremo quindi in questo caso utilizzare una resistenza da 1250 Watt - 0,64 Ohm (o simile) con un regolatore da 45A o più per controllare la carica delle batterie in tutte le situazioni.
Nel contesto dell'auto-costruzione, per risparmiare, è possibile dimensionare e fabbricare da soli una resistenza di sovraccarico per l'eolico a partire da filo resistivo. Si acquista in bobina o al metro a un prezzo modico. La lunghezza del filo determina la resistenza ohmica: più è corto, più la resistenza è bassa e più la corrente richiesta è forte. Attenzione quindi a non superare la temperatura ammissibile dal filo a causa di una lunghezza troppo corta. Deve essere abbastanza lungo e spesso per disperdere il calore nell'aria.
