Pannello fotovoltaico (silicio)SOLARE FOTOVOLTAICO

La conversione fotovoltaica

Il sistema ottimale per la conversione dell’energia elettromagnetica (luce solare) in energia elettrica è la cella fotovoltaica. Il nome FOTOVOLTAICO deriva espressamente dal nome delle particelle dette FOTONI che compongono la luce di qualunque natura sia. Nella conversione fotovoltaica si sfrutta la capacità di alcuni materiali di liberare elettroni a spese di un fascio di luce. Queste cariche elettriche vengono poi recuperate attraverso conduttori posti sulla superficie del materiale captante e per poi essere trasportate ai morsetti di utilizzo. Le celle fotovoltaiche non sono una invenzione molto recente, esistono da più di 50 anni nel qual tempo hanno cambiato forma e rendimenti, passando da forme perfettamente rotonde a quadrate con rendimenti migliorati dal 8-10 al 15-16%. Con più celle collegate in serie e/o parallelo si ottiene il modulo fotovoltaico (normalmente costituito da 36 o 72 celle a seconda se per sistemi a 12 o 24V nominali). Utilizzando poi più moduli fotovoltaici e combinando i collegamenti in modo opportuno è possibile generare elettricità a valori di tensione e corrente desiderati. Infatti l’intrinseca modularità della tecnologia fotovoltaica rende sempre possibile l’adattamento del generatore al carico elettrico e il suo adeguamento nel tempo al bisogno degli utenti. Per gli usi in cui l’elettricità è richiesta anche quando non c’è il sole (notte o cattivo tempo) è previsto un sistema di accumulo. 

E', quindi, la tecnologia che converte direttamente l'irradiazione solare in energia elettrica. I pannelli (o moduli) sono composti da unità di base, le celle fotovoltaiche, che praticamente si comportano come delle minuscole batterie in seguito all’irraggiamento solare. Il materiale usato per le celle fotovoltaiche commerciali è il silicio e poiché si richiede una sua certa purezza, i prezzi sono tuttora elevati, sebbene in costante diminuzione, il che comporta che questa tecnologia debba essere incentivata economicamente. La durata media di un impianto è di circa 25-30 anni, la ricerca sperimentale sta rendendo sempre più efficiente il rendimento degli impianti che vengono utilizzati da aziende, edifici pubblici, da una domanda energetica diffusa. Il costo di un impianto per usi residenziali di 2-3 kW è pari a 15.000-20.000 Euro. I pannelli fotovoltaici possono essere montati su tetti inclinati, terrazzi piani, pareti verticali, aree libere. L’orientamento ideale per un impianto è nel quadrante sudest - sudovest.

Schema impianto tipo grid-connected

Come funziona?

Questa tecnologia ha la particolare capacità, quando il pannello è esposto al sole, di convertire la radiazione solare in corrente elettrica. Questa conversione avviene per mezzo di celle fotovoltaiche che devono essere collegate elettricamente tra loro e formare dei moduli che devono essere orientati il più possibile perpendicolarmente alla radiazione solare. L’impianto fotovoltaico è costituito da pannelli, da un inverter (che serve a trasformare la corrente elettrica continua prodotta dal pannello in alternata utilizzabile dalle utenze), da un contatore se la corrente viene immessa in rete o da un accumulatore.

A cosa serve?

L’energia elettrica prodotta può essere utilizzata per tutte le utenze domestiche che richiedono per il funzionamento consumo di energia elettrica (elettrodomestici, illuminazioni, computer, ecc…) con il vantaggio di non produrre emissioni inquinanti e una volta coperto il costo dell’installazione di avere energia elettrica gratuita.

Quali tipi di impianti esistono?

Gli impianti in circolazione sul mercato sono principalmente di due tipi:

  • in silicio amorfo (più economici);
  • mono e policristallino (più costosi ma più efficienti).

In funzione della tecnologia installata, occupano superfici di grandezza diversa con efficienza e costi differenti. I pannelli solari fotovoltaici si differenziano anche per la connessione o meno alla rete. Gli impianti stand-alone sono quelli in cui l’energia elettrica prodotta in eccesso viene accumulata all’interno di batterie e poi utilizzata in momenti di scarsa insolazione o di buio. Sono meno efficienti ma utili per utenze isolate, illuminazioni, ripetitori radio, ecc. Gli impianti grid-connected sono invece connessi alla rete elettrica, in questo caso l’energia elettrica non consumata viene immessa nella rete, contabilizzata e può essere utilizzata da altre utenze.

CONTO  ENERGIA : cosa è?

Da Settembre 2005, con modalità variabili di anno in anno, in Italia è previsto il “Conto Energia”  cioè un sistema di incentivazione (attraverso la fiscalità) che premia l’energia, il kWh, prodotta da impianti fotovoltaici con prezzi incentivanti. In questo modo la spesa iniziale per l’installazione di un impianto fotovoltaico domestico si ripaga approssimativamente in circa 15 - 20 anni di funzionamento dell’impianto stesso e successivamente, in alcuni casi (lo affermano i politici), la produzione di energia porterebbe persino a un piccolo guadagno annuale.

Cosa posso fare a casa mia?

In Italia, grazie alla nostra latitudine favorevole, possiamo utilizzare in maniera consistente l’energia solare per produrre energia elettrica con pannelli solari fotovoltaici da utilizzare direttamente nelle case. I pannelli possono essere montati su tetti inclinati, terrazzi piani, pareti verticali, aree libere. L’orientamento ideale per un impianto è nel quadrante sudest - sudovest.

Alcuni consigli pratici

La domanda per l'incentivo in “conto energia” al GSE è solitamente compilata dall’operatore contattato e al quale è affidato l’installazione dell’impianto. Vale sempre la regola di buon senso di rivolgersi a installatori che abbiano una certa esperienza per avere impianti a regola d'arte.