Proponente: Ingegneria Senza Frontiere (ISF) - Pisa ONLUS

Partner italiano: Centro Sviluppo Umano (CSU), ONLUS di Viareggio che dal '99 opera nel Namentenga. La collaborazione di ISF-Pisa col Centro Sviluppo Umano ha già portato a termine nel 2006 il progetto BoulSat per l'installazione di un impianto di telecomunicazioni wireless basato su connettività satellitare per migliorare le possibilità di accesso ad Internet nella comunità di Boulsa, capoluogo della Provincia.

Ubicazione dettagliata: provincia del Namentenga (che dista 180 Km dalla capitale del paese, Ouagadougou, e conta circa 35.000 abitanti) che risulta, nelle tabelle redatte dall’ONU, la provincia più arretrata e meno alfabetizzata del Burkina Faso (che a sua volta è considerato il paese più povero di tutta l’Africa).

Settore di intervento: produzione di energia da fonti rinnovabili

Origine dell'idea: associazioni del partenariato in riposta ad esigenze emerse dai beneficiari e dalle associazioni di volontariato che vi gravitano.

Contesto: sebbene in Burkina Faso l’istruzione sia gratuita e obbligatoria per i ragazzi dai 7 ai 13 anni, il tasso di alfabetizzazione della popolazione adulta è al di sotto del 30%. I motivi di ciò vanno principalmente ricercati nella mancanza di strutture, di personale e di mezzi di trasporto, nonché in una scarsa propensione da parte delle famiglie di vegliare all’istruzione dei figli. In questo scenario è auspicabile la grande importanza che assume la registrazione delle nascite per pianificare la scolarizzazione ed eventuali interventi di aiuto. Ad oggi le anagrafi sono gestite manualmente con archivi cartacei dai quali è difficile estrapolare dati affidabili.

Obiettivo specifico: realizzare delle postazioni anagrafiche informatizzate, alimentate tramite un sistema fotovoltaico stand-alone in sei comuni del Namentenga, e formazione di tecnici per manutenzione e nuove installazioni. L'uso dell'energia solare è la soluzione più ovvia per dotare di energia elettrica i comuni che non sono ancora raggiunti, data la buona costanza di sole durante l'anno.

Obiettivi generali:

• Far fronte alla scarsità di risorse energetiche;

• Fornire un importante strumento di anagrafe affidabile;

• Formazione del personale locale all'uso di tecnologie informatiche;

• Diffondere consapevolezza in ambito energetico.

Risorse umane: almeno 2 volontari di Ingegneria Senza Frontiere-Pisa (già individuati) che si occuperanno della realizzazione del progetto, nonché della formazione di personale locale per la manutenzione autonoma del sistema; associazione ISF-Pisa per supporto ed attività dimensionamento del progetto.

Cronogramma dell'azione: realizzazione della prima postazione a dicembre 2007-gennaio 2008. Le seguenti saranno realizzate nei mesi successivi: in particolare 2 in un soggiorno successivo, durante il quale saranno formati dei tecnici sul posto per la costruzione delle ultime tre postazioni. Fine progetto: dicembre 2008.

Specifiche di progetto: il funzionamento giornaliero previsto per ogni postazione anagrafica informatizzata, composta da PC, monitor e stampante, è di circa sei ore, per cinque giorni la settimana.

Il sistema informatico scelto è costituito da un computer desktop, eventualmente ricondizionato, con monitor LCD, e da una stampante a getto di inchiostro. Sarà inoltre fornito un PC di backup che però non sarà usato contemporaneamente all'altro. Sui computer sarà installato un software di gestione delle anagrafi in lingua francese che sarà reperito dal Centro Sviluppo Umano.

Consumo di energia elettrica massima preventivato: 400 Wh in 1 ora.

La scelta di privilegiare un computer desktop rispetto a un computer portatile è dovuta sia alla sostenibilità tecnologica del progetto sia per la possibilità di reperimento in loco di eventuali pezzi da sostituire e dele relative competenze.

Il sistema energetico scelto è un impianto fotovoltaico stand alone collegato come in figura  ed è formato da:

1. pannelli fotovoltaici per la produzione di energia elettrica;

2. regolatore di carica, per l'instradamento della corrente elettrica prodotta verso l'inverter o le batterie;

3.batterie, per l'accumulo di energia durante le ore di sovrapproduzione o nelle ore di non lavoro della postazione;

4.inverter, per la trasformazione della corrente e della tensione continua in tensione alternata di rete (220V @ 50Hz), neccessaria per l'alimentazione del sistema informatico;

5. carico, nel nostro caso il sistema informatico.

La scelta di utilizzare batterie, che comporta anche l'uso di un regolatore di carica, si rende necessaria per garantire il funzionamento della postazione anche negli orari di scarsa insolazione o in caso di cielo nuvoloso.

Dimensionamento del sistema:

Energia consumata giornalmente dalla postazione anagrafica:

E_c = 400 W x 6 h = 2,4 kWh

Si assume in modo largamente conservativo che i PC consumino la potenza massima prevista per 6 ore continuative, valore a metà tra la specifica minima (4h) e quella massima (8h).

Energia prodotta giornalmente da ciascun pannello (efficienza di conversione f = 0,13, superficie del pannello S = 1,256 m²):

E_P = S x f x e x I_M x 12 h / 2 =

= 1,256 m² x 0,13 x 0,92 x 950 W/m² x 12h / 2 = 0,856 kWh.

Si stima l'efficienza elettrica del sistema e = 0,92 sulla base di quanto suggerito dal sito dell'Unione Europea PVGIS; sullo stesso sito viene fornito il picco massimo di radianza per la regione di Boulsa alle h.12, I_M=950 W/m²_. Si assume che la radianza abbia una crescita approssimativamente lineare fino al picco a partire dalle h6, e decrescita lineare fino alle h18.

Usando N=3 pannelli con le caratteristiche indicate, l'energia prodotta in un giorno (2,57 kWh) copre il fabbisogno giornaliero della postazione.

Tesi disponibili per questo progetto

E' possibile realizzare una tesi triennale in Ingegneria elettrica o energetica per quanto riguarda l'installazione del pannello, ed una tesi specialistica in Ingegneria elettronica per la progettazione e ingegnerizzazione di un circuito per alimentare i PC direttamente a batterie. Scarica il pdf con la descrizione delle tesi e le istruzioni per contattarci.

Tesi svolte

All'interno di questo progetto, ad Ottobre 2007, è stata portata a termine una tesi in Ingegneria Energetica, riguardante il dimensionamento sia dei pannelli che delle batterie. La tesi è liberamente scaricabile qui.

 Documenti e materiale

• Caratteristiche pannello (pdf - 541 kb)

• Manuale regolatore di carica (pdf - 684 kb)

• Caratteristiche batterie (pdf - 9.0 Kb)

• Caratteristica inverter (pdf - 13.1 Kb)

• Dimensionamento della postazione pilota ( pdf - 25.9 Kb)

Verbali

Qui potete trovare i verbali delle riunioni del gruppo Anagrafe, dalla sua nascita ad oggi!

.....vi state chiedendo a che punto siamo?

-Luglio 2007: Dopo ever dimensionato il sistema energetico e scelto i relativi pezzi, si procede al loro acquisto, che dovrebbe essere concluso per fine mese.

-Settembre 2007: Costruzione della postazione di prova del sistema energetico ed informatico al dipartimento di via Caruso della Facoltà di Ingegneria.

-Ottobre 2007 : Continuano i test alla postazione di prova!!!

-Dicembre 2007: La  postazione è stata smontata ed a Gennaio è stata spedita con un container in Burkina Faso. Insieme sono inoltre state spedite due postazioni informatiche per Boulsa e Touguri, gli unici due comuni dotati di rete elettrica.

-Marzo 2008: Il container è arrivato sano e salvo a Touguri.

-Agosto 2008: Due volontari di ISF-Pisa monteranno la prima postazione a Nagbingou.

Contatti ed Informazioni

Per chi volesse ascoltare o parlare con il gruppo, il gruppo Anagrafe si riunisce mediamente ogni due settimane nella stanzina al terzo piano del polo B della Facoltà di Ingnegneria.

Se invece volete scriverci:

• Referente del gruppo: Sandra Perondi

• Mailing List del gruppo

Preventivo di spesa per una singola postazione:

Sistema informatico

                                                                                                                                              Tot: 1304

Sistema energetico

Tot: 4780, 46 euro

Logistica

                                                                                                                                                    Tot: 6300 euro

Totale richiesto per la realizzazione di una postazione: 4780, 46 euro.

Le spese di progetto per la realizzazione di 6 postazioni si ottengono dal precedente, aggiungendo le spese logistiche: 34982,76 euro.