L’inverter, funzione e utilizzo

Se c’è un accessorio divenuto oramai indispensabile, è l’inverter. Per molti è il nome di un componente elettrico poco chiaro che però si ha quasi il dovere di installare. Cerchiamo quindi di capire bene cos’è, a che cosa serve e quali sono i vantaggi e svantaggi che può comportare.

L’inverter è un apparecchio elettronico che prende la corrente continua (DC o CC) a 12 o 24 Volt delle batterie di bordo (che alimentano le utenze dell’imbarcazione) e la trasforma – in questo caso la inverte – in corrente alternata a 230 V/AC a 50 Hz utile ad alimentare le comuni utenze di tipo domestico, come forni a microonde, caffettiera, televisione, phon, eccetera.

Questa è la funzione semplificata, ma non tutti gli inverter sono eguali. Nello sceglierlo, i primi due parametri da valutare sono la tipologia e la potenza. Per far ciò dobbiamo tener conto che un dispositivo elettrico è un “carico” che assorbe potenza, che esprimiamo in Watt (abbreviato in W) l’ora.

Semplificando al massimo, i tipi di carico elettrico sono:
– resistivo (luci, tostapane, stufa o un forno)
– induttivo (motori elettrici asincroni, un trapano o un phon, relè, elettromagneti, trasformatori, raddrizzatori)
– capacitivo (banchi di condensatori, motori sincroni).
Abbiamo tre tipi principali di inverter:
– a onda quadra, adatti per carichi puramente resistivi;
– a onda sinusoidale modificata, adatti per carichi resistivi e capacitivi (anche per carichi induttivi ma un trapano o un phon possono produrre del rumore elettrico e richiedere maggiore potenza rispetto alla nominale poiché hanno dei picchi di potenza);
– a onda sinusoidale pura, adatti per tutti i tipi di carichi poiché riproducono fedelmente un’onda sinusoidale uguale a quella della nostra rete elettrica domestica. Questi sono gli inverter ideali da utilizzare su di una imbarcazione.

Detto questo dobbiamo capire quali sono i carichi che vogliamo alimentare con l’inverter e, pertanto, dobbiamo valutare quanto consumano i vari apparecchi, considerando che, quando alimentiamo un carico induttivo (per esempio un phon o un motore elettrico), lo spunto superiore di almeno 2/3 volte.

Leggiamo dunque le targhette applicate su ogni apparato per scoprire quanti Watt assorbono nel potenziale uso. Se abbiamo ad esempio i seguenti apparati da utilizzare:
1. phon con un assorbimento di 1.200 Watt/ora, con picco di 1500 W, poiché ha un carico sia induttivo (motore) sia resistivo (resistenza);
2. frigorifero a 230 V con un assorbimento di 200 Watt/ora;
3. televisore a 230 V con un assorbimento di 100 Watt/ora;
4. caricabatterie per tablet o pc con un assorbimento di 50 Watt/ora;
5. forno a microonde con un assorbimento di 1.100 Watt/ora;
6. piccola caffettiera elettrica con un assorbimento di 1.400 Watt/ora calcoliamo un assorbimento totale di circa 4.050 Watt/ora (1200+200+100+50+1100+1400) immaginando un utilizzo contemporaneo.

Tuttavia, se pensiamo di non utilizzare nello stesso momento il phon e la caffettiera o il forno e, quindi, di non superare i circa 1.800/1900 Watt/ora, potremmo utilizzare un inverter da 2.000 Watt che dispone di una potenza di sovraccarico per pochi minuti anche di 3.000 Watt.
In questo modo possiamo aver dimensionato il nostro inverter ma non dobbiamo dimenticare che questa potenza in Watt deve essere fornita dalle batterie di bordo. Dobbiamo quindi calcolarne la capacità necessaria, sia quella istantanea sia quella per il nostro utilizzo sporadico.

Poiché i Watt sono eguali a V (Volt) x A (Ampere), avendo un inverter da 2.000 Watt, dividiamo 2.000 per 24 (o 12 se l’impianto dell’imbarcazione è a 12 Volt) e otteniamo circa 83 Ampere. Ad essi dobbiamo aggiungere la perdita della conversione di circa un 24{2e3577d2bd6aebaa150c85c33fcd353783f1aa6c690283591e00ef60b3336fc8}, pertanto, per fornire 2.000 Watt serviranno circa 85 Ampere/ora a 24 V. Se l’impianto è a 12 Volt saranno esattamente il doppio, cioè 170 Ampere/ora. In tal modo sappiamo che, se utilizziamo un inverter per circa 30 minuti al giorno, preleveremo circa 170 Amp diviso 2 (mezz’ora), dunque 85 Ampere dalle nostre batterie a 12 Volt.

Questi Ampere diventano un numero fondamentale per dimensionare la potenza delle batterie che alimentano lo stesso inverter (che sono normalmente quelle dei servizi di bordo) nonché quella dei cavi di ingresso a 24 V che devono arrivare all’inverter, i quali pertanto avranno una sezione ben dimensionata in base anche alla lunghezza, alla tipologia cavo, al tipo di passaggio eccetera.

Ad esempio, con circa 20 metri di lunghezza cavo, tra positivo e negativo sarà necessario ipotizzare un cavo di circa 35/50 mm2 (lo calcolerà correttamente un tecnico o lo verificheremo con appositi software disponibili anche su Internet).

Stesso discorso per la protezione con un magnetotermico a monte dell’alimentazione, che dovrà avere una corrente di intervento di circa 80 Ampere e che terremo sempre staccato quando non utilizzato. Come già detto, se il circuito è a 12 V sarà tutto raddoppiato. Ovviamente dovranno essere anche correttamente dimensionati i cavi e le protezioni per la 230 Volt in uscita, che rappresenta anche una tensione pericolosa per le persone.

Acquistando un inverter, dobbiamo verificare che questo abbia già all’interno una serie di protezioni per sovraccarichi, riscaldamento, voltaggio batterie basso, corto circuito ed eventuale pannello di controllo remoto. Esistono anche apparati che uniscono caricabatterie e inverter in un solo dispositivo.

Per quanto riguarda l’istallazione, ricordiamoci di posizionare l’inverter quanto più vicino possibile alle batterie, in un posto asciutto che non possa essere bagnato, che sia ben ventilato, facilmente ispezionabile e possibilmente lontano da fonti di calore. Il tutto, seguendo attentamente le indicazioni del costruttore. Nella realizzazione del circuito dobbiamo inserire un commutatore che faccia prelevare l’alimentazione o dall’inverter o da altre fonti (rete di terra o generatore), in quanto si deve evitare assolutamente di metterlo in parallelo con altre alimentazioni.

Tale commutatore, a volte già presente nell’inverter, può anche essere un relè di scambio di adeguata potenza che, quando alimentato dalla rete di terra o dal generatore, disattiva la fonte di energia da inverter, o da appositi apparati commutatori di linea.
Morale: l’inverter è sicuramente un componente fondamentale per la nostra imbarcazione, tuttavia dobbiamo utilizzarlo per carichi non eccessivi continuativi (come un frigorifero, una televisione, alimentatori per tablet, pc) e per carichi elevati ma solo per poco tempo (come un forno a microonde, una caffettiera, un phon).

Da escludere, almeno in impianti ordinari, la possibilità di alimentare apparati con grandi assorbimenti, quali fornelli a induzione, boiler, impianti di aria condizionata e grandi elettrodomestici che richiedono un’alimentazione continuativa con grande potenza, che azzererebbe in pochissimo tempo le batterie e richiederebbe inverter e cavi di notevole dimensionamento.