L’impianto fotovoltaico spiegato in maniera semplice
La radiazione solare che giunge sulla Terra ha un alto contenuto energetico, circa 1000 watt al metro quadro. Questa energia può essere sfruttata per la produzione di acqua calda attraverso gli impianti solari termici e anche per produrre energia elettrica attraverso i pannelli solari fotovoltaici.
Il funzionamento di un impianto fotovoltaico si basa sulla capacità di alcuni materiali, detti semiconduttori (ad esempio il silicio), di convertire l’energia della radiazione solare in energia elettrica in corrente continua (effetto fotoelettrico), senza l’ausilio di parti meccaniche in movimento.
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Come è fatto un impianto fotovoltaico
Un sistema fotovoltaico è composto da:
- pannelli fotovoltaici
- strutture di sostegno per installare i moduli sul terreno, su un edificio o qualsiasi struttura edilizia
- inverter, che converte la corrente da continua in alternata
- quadri elettrici, cavi di collegamento e misuratore dell’energia elettrica prodotta (il contatore)
- eventuale sistema di accumulo di energia (storage)
I tipi di pannello fotovoltaico più comuni attualmente in commercio sono i seguenti:
- silicio monocristallino, che utilizza silicio purissimo, con atomi perfettamente allineati che garantiscono la massima conducibilità (rendimento di circa il 15%)
- silicio policristallino, con monocristalli di silicio aggregati con forme e orientamenti diversi (rendimento di circa il 12%)
- silicio amorfo (o a film sottile), che non ha struttura cristallina e i cui atomi vengono deposti chimicamente in ordine casuale senza alcun allineamento(struttura amorfa), utilizzando quantità di silicio molto basse (rendimento di circa il 7%)
Come installare un impianto fotovoltaico al meglio
La potenza di picco di un impianto fotovoltaico si esprime in kWp (chilowatt di picco), ed è la potenza teorica massima che esso può produrre nelle condizioni standard di insolazione e temperatura dei moduli (1000 W/m2 e 25°C).
L’energia elettrica media annua prodotta da un impianto fotovoltaico può essere valutata tenendo conto della radiazione solare annuale del sito di installazione, di un fattore di correzione calcolato sulla base dell’orientamento, dell’angolo d’inclinazione dei moduli, della presenza di eventuali ombre temporanee, delle prestazioni tecniche dei moduli, dell’inverter e degli altri componenti dell’impianto e delle condizioni ambientali di riferimento del sito nelle quali opera l’impianto (ad esempio, con l’aumento della temperatura di funzionamento diminuisce l’energia prodotta).
Le condizioni ottimali per l’installazione sono l’esposizione a Sud, con un inclinazione dei moduli di circa 30 – 35° ed assenza di ostacoli in grado di creare ombreggiamento.
I benefici ambientali di un impianto fotovoltaico
L’energia elettrica prodotta tramite un impianto fotovoltaico è rinnovabile e prodotta senza alcuna emissione inquinante. L’esercizio dei sistemi fotovoltaici ha un impatto ambientale nullo nel caso di sistemi collegati alla rete (On Grid o Grid Connected) e un impatto minimo in caso di sistemi non allacciati (Off Grid o Stand Alone), derivante esclusivamente dalla sostituzione delle batterie di accumulo.
Inoltre, l’impianto fotovoltaico produce energia elettrica nel luogo in cui viene consumata (autoproduzione), riducendo o annullando il fabbisogno di elettricità prelevata dalla rete, con una minima gestione e manutenzione.
I benefici ambientali derivanti dall’installazione di impianti fotovoltaici possono essere espressi in termini di emissioni evitate: per ottenere 1 kWh elettrico vengono bruciati mediamente l’equivalente di 2,56 kWh sotto forma di combustibili fossili e di conseguenza emessi nell’aria circa 0,483 kg di anidride carbonica.