Schema impianto fotovoltaico

Il sole come energia pulita

Il pannello, componenti funzionamento

Un pannello fotovoltaico è costituito da moduli di celle in cui avviene la conversione della radiazione solare in energia elettrica. La cella sfrutta infatti l’interazione della radiazione luminosa con gli elettroni di valenza nei semiconduttori, tra i quali il più usato è il silicio. Una cella fotovoltaica richiede l’intimo contatto, su una grande superficie, di due strati di silicio p ed n. Nella zona di contatto tra i due tipi di silicio, detta "giunzione p-n", si ha la formazione di un forte campo elettrico. Le cariche generano una corrente quando il dispositivo viene connesso ad un carico. La corrente è tanto maggiore quanto maggiore è la quantità di luce incidente. E’ anche vero che non tutta la radiazione luminosa può essere trasformata in energia elettrica, si hanno infatti rendimenti di conversione tra il 12% e il 17% circa.

Schema impianto fotovoltaico e componenti

L’impianto fotovoltaico è l’insieme di vari elementi fondamentali per la produzione e l’utilizzo dell’energia. Uno schema impianto fotovoltaico è costituito essenzialmente dal campo, ovvero l’insieme di tutti i pannelli tenuti insieme in stringhe che forniscono la tensione nominale dell'impianto, da un sistema di inseguimento della massima potenza, che permette di far funzionare il campo in regime di massima potenza erogata, da un sistema di accumulo dell’energia, tipicamente batterie di accumulatori (per sistemi stay-alone) e da un inverter, col compito di trasformare la corrente continua in alternata per il funzionamento degli apparecchi. In alcuni casi si installano anche dispositivi ad inseguimento solare, ovvero movimentabili lungo l'asse verticale e/o orizzontale, che permettono di ottimizzare la resa dell'impianto nelle varie ore della giornata.

Applicazioni e tipologie

Lo schema impianto fotovoltaico ha due applicazioni fondamentali: nei sistemi stand-alone, per utenze in cui non è economicamente conveniente l’allaccio alla rete o che sono ubicate in zone poco accessibili o non raggiunte dalla rete, e nei sistemi grid connected, con la possibilità di scambiare energia con la rete locale o nazionale. Quest'ultimo meccanismo è possibile grazie a una coppia di contatori che misurano l'enegia scambiata in ingresso e uscita. Esempi di sistemi stand-alone sono i lampioni d’illuminazione stradale o l’arredo urbano in generale, mentre esempi di quelli grid connected sono i sistemi integrati nell’edilizia che consentono sia di consumare l’energia prodotta sia di immetterla in rete e quindi di vendere quella non utilizzata, un modo per conciliare utilità e guadagno.