Impianto fotovoltaico

Un impianto fotovoltaico è un sistema atto a generare energia elettrica rinnovabile a basso costo usando l'irraggiamento solare. Si basa sulle cosiddette "celle fotovoltaiche", ovvero pannelli che utilizzano l'effetto fotoelettrico per generare corrente elettrica. Un impianto fotovoltaico è costituito da un pannello solare composto di diverse celle, un inverter, una batteria e, in certi casi, due contatori. Si tratta della forma più conosciuta e più diffusa di energia rinnovabile.

La cella fotovoltaica, l'elemento di base, è una struttura piana di cristalli di silicio, che può facilmente essere fissata sul tetto di un edificio. All'interno della struttura c'è una griglia metallica conduttrice, che funge da collettore degli elettroni generati per effetto fotoelettrico dalla luce solare, accumulando l'energia elettrica prodotta. Diverse celle sono collegate tra di loro tramite dei nastri metallici, ... continua

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prosegui ... , in modo da essere montate elettricamente in serie o in parallelo. L'insieme delle celle compone il pannello solare fotovoltaico.

Naturalmente, nella fase di progettazione di un impianto fotovoltaico, occorre valutare la collocazione dei pannelli in luoghi con buona esposizione solare. Anche se i moderni pannelli per la produzione di energia solare permettono buoni risultati anche in giornate nuvolose e in luoghi poco soleggiati, in ogni caso la carica della batteria sarà ottimale solo con un sufficiente numero di ore di esposizione alla luce. La conseguenza è che la produzione di energia solare non è la stessa durante tutto l'anno, ma sarà maggiore in estate. Inoltre, nella progettazione dell'impianto fotovoltaico occorre tenere conto della latitudine geografica della località, in quanto a latitudini diverse corrisponde una diversa durata di esposizione al sole. Con queste variabili, è possibile, da parte di un'azienda specializzata o di un professionista del settore, calcolare il numero di pannelli e il numero di celle che occorrono.

I pannelli fotovoltaici attuali hanno superfici che variano da mezzo metro quadro fino a 2,5 metri quadri, sono composti da 60 celle ed erogano potenze elettriche attorno ai 230 Watt picco ad una tensione di 32V. Proprio la tensione nominale di 32 volt rende necessario un altro componente fondamentale di ogni impianto fotovoltaico: l'inverter. Si tratta di un dispositivo che, abbassando il valore di corrente erogata, permette di trasformare la tensione elettrica da 32 a 220V, la tensione usata in casa per tutti gli usi quotidiani. Gli inverter moderni consentono di produrre la massima potenza elettrica disponibile, in ogni condizione meteorologica.

Esistono due tipi di impianti fotovoltaici, quelli collegati direttamente alla rete elettrica, e quelli "stand alone", cioè disconnessi dalla rete e completamente isolati. Per questi ultimi, si rendono necessarie delle batterie per immagazzinare le cariche elettriche prodotte dai pannelli solari. Se si acquista un kit completo di un pannello solare, molto spesso le batterie non sono incluse e vanno acquistate a parte. Le batterie sono necessarie negli impianti "stand alone" perché permettono di conservare l'energia elettrica per usi successivi, ad esempio è possibile usare di sera per l'illuminazione l'energia prodotta durante il giorno, o di avere elettricità al mattino presto, quando l'illuminazione diurna non è ancora sufficiente per permettere ai pannelli di produrre una potenza adeguata. Tutte le batterie per impianti fotovoltaici sono dotate di controller di carica, che proteggono la batteria da scariche elettriche, sovraccarichi e da tutto ciò che potrebbe danneggiarla.

Nel caso di impianto fotovoltaico collegato invece alla rete elettrica, al posto delle batterie vanno collocati due contatori: uno misura il consumo elettrico dell'utente dell'impianto, il secondo misura la quantità di energia elettrica immessa nella rete.

Durante la progettazione dell'impianto fotovoltaico, occorre fare molta attenzione al tipo di pannello che si sceglie: non tutti i pannelli sono uguali e ci possono essere notevoli differenze nella potenza finale erogata dal pannello.