Ormai, tutti parlano di fotovoltaico e tutti sanno che si tratta di una tecnologia che permette di produrre energia pulita sfruttando la luce del sole e quindi riducendo le emissioni inquinanti in atmosfera.
Non tutti sanno, però, come funziona e quali sono le sue principali caratteristiche.
Lo vediamo in questa nostra mini-guida!
Come funzionano gli impianti fotovoltaici
I pannelli fotovoltaici, che sono costituiti dall’unione di più celle fotovoltaiche, convertono l’energia dei cosiddetti fotoni in elettricità.
Il processo grazie al quale questa “energia” viene creata viene chiamato, appunto, effetto fotovoltaico.
L’effetto fotovoltaico è quel meccanismo che, partendo dalla luce del sole, sollecita gli elettroni presenti nel silicio di cui si compone ogni cella solare.
Ciò vuol dire, più semplicemente, che quando un fotone colpisce la superficie della cella fotovoltaica, la sua energia viene trasferita agli elettroni che si trovano sulla cella in silicio.
Questi elettroni, una volta stimolati, cominciano a fluire nel circuito producendo corrente elettrica.
Un pannello solare produce energia in Corrente Continua.
È compito poi dell’inverter convertire questa energia in Corrente Alternata, in modo che essa possa essere trasportata e utilizzata nelle reti di distribuzione.
Quali sono i componenti di un impianto fotovoltaico
Ogni sistema fotovoltaico è formato da almeno due componenti di base:
- i moduli fotovoltaici, composti da celle fotovoltaiche che trasformano la luce del sole in elettricità,
- uno o più inverter, apparecchi che trasformano la corrente continua in corrente alternata. I moderni inverter possono integrare anche dei sistemi di stoccaggio temporaneo dell’elettricità, come le batterie al litio, quelle AGM, o di altro tipo.
Oltre a queste due componenti principali ci sono poi cavi solari, centraline, quadri elettrici, e così via.
Cos’è l’efficienza di conversione
I pannelli, quando vengono colpiti dai raggi del sole, non trasformano tutta l’energia ricevuta in elettricità: essi riescono a convertirne solo una parte, la quale corrisponde, appunto, all’efficienza di conversione.
I migliori moduli hanno un’efficienza di conversione che si aggira intorno al 20-22%. Alcuni moduli “sperimentali” riescono ad arrivare fino al 30% e oltre, ma hanno costi di produzione ancora troppo elevati.
Ci sono poi altri fattori che possono influire sul rendimento dell’impianto.
Tra questi:
- La temperatura: più la temperatura di funzionamento è elevata, meno efficienti sono i pannelli.
- La sporcizia: i materiali che si accumulano sulla superficie dei pannelli influiscono negativamente sulla piena ricezione della luce solare e ostacolano il rendimento dell’impianto. I pannelli, dunque, vanno puliti regolarmente.
- Gli ombreggiamenti: possono verificarsi in determinate fasce orarie o derivare dalla presenza di alberi, edifici o camini. Allo stesso modo, anche le nuvole passeggere possono essere degli ombreggiamenti, in questo caso, non calcolabili. Esistono, ad ogni modo, tecnologie capaci di ridurre al minimo l’incidenza degli ombreggiamenti sul rendimento dell’impianto.
- Cablaggi e Connettori: possono causare piccole dispersioni elettriche.
- Mismatch: si verifica quando i pannelli sono diversi tra loro e producono quindi in modo non omogeneo.
- Efficienza dell’Inverter: un inverter che funziona correttamente ha di solito un’efficienza di conversione pari al 96-97%.
- Anzianità: le celle fotovoltaiche durano dai 20 ai 25 anni, e hanno in genere un calo di rendimento che viene stimato a 0,5% l’anno. Ciò è dovuto al “degrado fisiologico” dei materiali.
Come dimensionare un Impianto Fotovoltaico?
Il primo strumento che abbiamo per capire di quanta elettricità abbiamo bisogno è decisamente la nostra bolletta elettrica.
La bolletta ci indica infatti quali sono i nostri consumi e in quali fasce orarie avvengono. Allo stesso modo, dalla bolletta evinciamo quanto spendiamo mensilmente per far fronte ai nostri bisogni energetici.
Grazie a queste informazioni potremo calcolare se e quanto un impianto fotovoltaico ci farà risparmiare e, al tempo stesso, potremo stimare le dimensioni più adatte per l’impianto fotovoltaico.
Naturalmente, non rinunciando al contributo di un esperto del settore!
