I pannelli fotovoltaici, ci permettono di ottenere energia elettrica dal sole. Sfruttare l’ energia solare sarà un tema sempre più frequente ed attuale in questo periodo. Il perché è presto detto. L’ inquinamento mondiale sta aumentando sempre più alla faccia del protocollo di Kyoto. I gas serra sono sempre più presenti e le mutazioni climatiche già si fanno intravedere con alcuni effetti devastanti. Per risolvere il problema dell’ inquinamento è di fondamentale importanza adottare delle strategie e molte possono provvenire dall’ energia solare. Una di queste sembra è sicuramente il fotovoltaico, ossia quella tecnologia che permette di trasformare il calore del sole in energia elettrica.

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO

L’ effetto fotovoltaico consiste come già detto nella conversione dell’ energia solare in elettricità.Questo processo è possibile grazie a specifiche proprietà fisiche di alcuni particolari elementi, detti semiconduttori.

L’ elemento base della tecnologia fotovoltaica è la cella, che può essere realizzata con diverse modalità.La cella è formata da materiale semiconduttore con uno spessore ridotto, alla quale vengono collegati i contatti elettrici. Con l’ esposizione alla luce la cella produce energia elettrica in corrente continua che poi successivamente verrà trasformata in corrente alternata per poter essere utilizzata nei normali impianti elettrici domestici.

Qui a fianco vediamo un esempio di pannello fotovoltaico. Nella parte anteriore del pannello fotovoltaico troveremo: le celle fotovoltaiche ed un vetro di rivestimento.

Affinché la tecnologia fotovoltaica possa svilupparsi sempre più in futuro, si stanno sperimentando diverse strade. Lo scopo principale della ricerca rimane l’ abbassamento dei costi di produzione per rendere gli impianti fotovoltaici più competitivi.

Quando la cella fotovoltaica viene investita da un fascio luminoso (luce solare) questa diviene un generatore di corrente continua.

Il valore dell’ irraggiamento solare influenza l’ intensità della corrente di corto circuito della cella in maniera direttamente proporzionale. Al crescere dell’ intensità dell’ energia elettromagnetica si verifica anche un aumento del flusso di elettroni da uno strato all’ altro della cella.

La potenza massima estraibile dalla cella viene misurata in watt di picco (Wp). Nonostante la cella fotovoltaico sia il dispositivo fondamentale per la trasformazione dell’ energia solare in energia elettrica, questa da sola non avrebbe senso di esistere.

Quindi per generare una certa quantità di energia elettrica è necessario unire diverse celle fotovoltaiche tra loro. Ecco quindi che nasce il pannello fotovoltaico, che non è altro che un insieme di celle fotovoltaiche unite o collegate in serie o in parallelo. I moduli più diffusi generalmente sono composti da un numero di celle fotovoltaiche variabile dalle 30 a 36, con un peso di circa 7-8 kg.

PRINCIPALI TIPOLOGIE IMPIANTISTICHE NEL FOTOVOLTAICO

La configurazione di un impianto fotovoltaico può essere diverso a seconda dei diversi campi di utilizzo. Si può comunque delineare uno schema generale valido per i diversi impianti fotovoltaici.

Il generatore o campo fotovoltaico genera corrente continua e la convoglia verso il carico. Quest’ ultimo può essere rappresentato da un’ utenza in corrente continua o alternata, o da una batteria che alimenta a sua volta un carico.

Possiamo trovare sistemi fotovoltaici isolati o collegati alla rete. Il primo sistema lo troviamo in utenze isolate e lontane dalla rete elettrica. In questo caso avremmo quindi un sistema fotovoltaico che genera corrente elettrica ed una batteria o accumulatore che servirà appunto per l’ accumulo dell’ energia elettrica prodotta.

Il sistema fotovoltaico in rete invece non necessita di batteria in quanto l’ energia prodotta può essere convogliata direttamente nella rete elettrica.

COMPONENTISTICA DELL’ IMPIANTO FOTOVOLTAICO

Un impianto fotovoltaico per poter funzionare correttamente ha bisogno dell’ installazione di diversa componentistica. Le parti che costituiscono un impianto fotovoltaico sono le seguenti: generatore, cablaggi, connessioni, diodi, dispositivi di sicurezza, sezionatore di circuito, gli accumulatori (nel caso di impianti isolati).

MANUTENZIONE DEGLI IMPIANTI FOTOVOLTAICI

Uno dei principali vantaggi di un impianto fotovoltaico è la scarsa manutenzione di cui necessitano. Attualmente la vita media di un impianto fotovoltaico oscilla dai venti ai trent’ anni, per cui una volta installati il loro costo incomincera ad ammortizzarsi. Attualmente si stima che il costo di installazione di un impianto si ammortizzi nel giro di dieci anni, dopo di che si potrà iniziare a guadagnare.

DISPOSIZIONE OTTIMALE DEI PANNELLI FOTOVOLTAICI

Affinché i moduli fotovoltaici riescano a captare e trasformare questo in energia elettrica è necessario e fondamentale che il modulo sia disposto e orientato in maniera ottimale. La ricerca stava mettendo a punto alcuni sistemi di automazione che permettessero ai moduli fotovoltaici l’ inseguimento del sole….una sorta di girasole automatico.

Questo sistema sicuramente può permettere un irraggiamento migliore in quanto il modulo sarebbe sempre rivolto verso il sole. Tuttavia i costi per realizzare questo genere di impianti automatici sono notevoli e non riscontrano vantaggi nel caso di piccole utenze private. Pertanto attualmente si consiglia di installare il modulo fotovoltaico in maniera fissa ma col miglior orientamento possibile. E’ stato stabilito che l’ orientamento ottimale è verso il SUD.

Naturalmente il discorso su citato è molto semplicistico in quanto oltre all’ orientamento verso il sud è necessario fare anche altri calcoli riguardo all’ inclinazione del pannello che varia in base alla latitudine, all’ ombreggiamento ecc.

Tutti questi calcoli sicuramente potranno eseguirli gli installatori autorizzati.

VANTAGGI COSTI/BENEFICI DI UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO

Oltre ai costi per l’ installazione dei vari moduli ci sono anche dei vantaggi anche economici devo dire. Per quanto riguarda l’ ambiente i vantaggi credo siano chiari. Nessun inquinamento e nessuna immissione di gas serra in atmosfera. Per quanto riguarda i costi c’è da dire che l’ impianto fotovoltaico una volta installato necessita di pochissima manutenzione e quindi anche di pochissime spese. Inoltre attualmente con le politiche di incentivazione statali e regionali si può addirittura guadagnare vendendo l’ energia elettrica prodotta in surplus oltre al proprio fabbisogno.

Quindi in conclusione abbiamo visto che la realizzazione di un impianto fotovoltaico per la produzione dell’ energia elettrica è sicuramente una strada da seguire per i prossimi anni. Probabilmente inoltre i costi continueranno a scendere e potranno essere di più alla portata di tutti.