Perché un impianto fotovoltaico
Gli impianti fotovoltaici sfruttano l'irradiazione solare, fonte inesauribile di energia pulita. La tecnologia fotovoltaica rappresenta una concreta possibilità per contribuire attivamente alla diminuzione dell'inquinamento atmosferico e diventare autonomi nella produzione di energia.
Grazie alla nuova normativa sul conto energia, che incentiva e finanzia la produzione autonoma, oggi un impianto fotovoltaico è anche una concreta opportunità d'investimento. I motivi che hanno portato i paesi Europei e l'Italia ad incentivare seriamente le fonti di energie alternative al petrolio e più in generale ai combustibili fossili sono innumerevoli.
Vantaggi di un impianto fotovoltaico
Il grande interesse mondiale verso le energie alternative ha come scopo l'investimento in energie rinnovabili che consentano principalmente di:
- non dipendere unicamente da altri paesi;
- inquinare il meno possibile l'ambiente;
- essere economicamente sostenibile;
- mantenere il prezzo stabile;
- ridurre i costi di distribuzione;
- utilizzare una fonte inesauribile.
Schema di un tipico impianto fotovoltaico
Tecnologia fotovoltaica
La tecnologia fotovoltaica solare consente di convertire l'energia proveniente dalla radiazione in energia elettrica tramite il cosiddetto effetto fotovoltaico.
Questo fenomeno ha origine dalle proprietà di alcuni materiali semiconduttori come il silicio che, opportunamente trattati, generano energia elettrica una volta che vengono colpiti dalla radiazione solare.
Il dispositivo più elementare capace di operare una conversione dell'energia solare in elettrica è la cella fotovoltaica, che è in grado di produrre circa 1,5 Watt di potenza in condizioni standard, vale a dire quando si trova ad una temperatura di 25° C ed è sottoposta ad un irraggiamento pari a 1000 W/m2.
La potenza in uscita prende il nome di potenza di picco (Wp) ed è un valore che viene usato come riferimento, la potenza in esercizio è in realtà minore a causa delle temperature più elevate e dei valori più bassi della radiazione.
Ogni modulo fotovoltaico impiegato in un impianto solitamente è composto da decine di celle in silicio monocristallino, silicio policristallino o silicio allo stato amorfo, incapsulate e protette da un vetro temperato ad altissima trasparenza e da un foglio Tedlar.
Il tutto forma un sistema sottovuoto, al fine di creare un ottimo livello di impermeabilità e di isolamento elettrico.
Tipologie più comuni dei moduli fotovoltaici utilizzati in un impianto
- Moduli fotovoltaici a silicio policristallino: nei moduli in silicio policristallino, composto da tanti piccoli monocristalli, gli atomi di silicio non sono perfettamente allineati. Il silicio policristallino è di più facile fabbricazione, ma i moduli sono meno pregiati, anche se lo sviluppo tecnologico ha permesso negli ultimi anni di raggiungere efficienze di poco inferiori a quelle dei moduli monocristallini, rendendo questo tipo di moduli più interessanti e competitivi.
- Moduli fotovoltaici a silicio monocristallino: nei moduli in silicio monocristallino gli atomi delle celle sono tutti disposti in una struttura geometrica perfetta: le celle sono ricavate da un unico cristallo a forma di lingotto cilindrico. Si tratta dei sistemi con la più alta efficienza, variabile tra il 12% e il 17% a seconda dei modelli.
- Moduli fotovoltaici a silicio amorfo: gli atomi di silicio vengono deposti chimicamente in forma amorfa, ovvero strutturalmente disorganizzata, sulla superficie di sostegno che può essere dei più svariati materiali e forme. Questa tecnologia impiega quantità molto esigue di silicio (spessori dell'ordine del micron). I moduli in silicio amorfo dimostrano in genere di un'efficienza meno costante delle altre tecnologie, pur avendo garanzie in linea con il mercato.
Tipologie sistemi fotovoltaici
Nel campo del fotovoltaico si distinguono SISTEMI ISOLATI (stand-alone) e SISTEMI COLLEGATI ALLA RETE (grid connected).
Nei sistemi FV ISOLATI la sola energia è quella prodotta dallo stesso sistema. L'impianto fotovoltaico isolato è realizzato ovunque non sia possibile realizzare, per motivi logistici o di costi, un impianto fotovoltaico grid-connected per generare energia elettrica.
Ad esempio si realizza un impianto fotovoltaico isolato sopra rifugi alpini, cascinali in zone remote, barche o veicoli quali camper.
Dal momento che questi sistemi fotovoltaici solari possono produrre energia elettrica solo durante il giorno, è indispensabile poter immagazzinare l'energia per la notte o da utilizzare durante giornate nuvolose.
I sistemi di immagazzinamento maggiormente in uso per impianti fotovoltaici isolati sono le batterie al piombo ricaricabili, grazie alla loro capacità di immagazzinamento con alta efficienza a basso e ad alto voltaggio di input.
I sistemi fotovoltaici COLLEGATI alla RETE definiti grid-connected, sono impianti fotovoltaici connessi alla rete elettrica che supplisce nelle ore in cui il generatore fotovoltaico non è in grado di produrre l'energia necessaria come di notte o durante le giornate con poco irraggiamento solare.
Il surplus di energia elettrica prodotto da questo impianto fotovoltaico, se non consumato, verrà immesso direttamente nella rete.
Produzione di celle fotovoltaiche
Per la produzione di celle fotovoltaiche il materiale di base è il silicio monocristallino in fette dello spessore di circa 0,5mm.
Il processo di lavorazione si esegue in tre fasi: il silicio viene reso sensibile alla luce solare e successivamente a questo processo è in grado di trasformare i fotoni di luce in cariche elettriche e di convergerle verso il terminale di raccolta.
Le tre fasi sono il texturing, il drogaggio e la contattatura serigrafia della cella fotovoltaica.
Così realizzata, la cella fotovoltaica, viene sottoposta ad un test di qualità in cui viene illuminata uniformemente. Il test che viene effettuato rileva i dati elettrici e ne attesta le caratteristiche fisiche. Questi valori, immessi ed elaborati in un computer, permettono la classificazione delle celle fotovoltaiche.
Nella costruzione di un modulo fotovoltaico vengono utilizzate celle della stessa classe, perché anche una sola cella fotovoltaica di rendimento inferiore alle altre agirebbe da collo di bottiglia, abbassando la potenza di tutto il modulo fotovoltaico.
Componenti impianto fotovoltaico
Un impianto fotovoltaico è costituito da un insieme di apparecchiature che consentono di trasformare direttamente l'energia solare in energia elettrica.
I principali componenti di un impianto fotovoltaico connesso alla rete sono:
- CAMPO FOTOVOLTAICO, che produce energia tramite i moduli fotovoltaici;
- INVERTER, che trasforma la corrente continua in corrente alternata, immettendola nella rete;
- QUADRI di comando;
- PROTEZIONE e CONTROLLO.
Bilancio del mercato fotovoltaico
Il mercato del solare in Italia, negli ultimi 3 anni, ha registrato tassi di crescita superiori al 40%. Nel 2007 sono stati installati chilowattora equivalenti a 80mila abitazioni nelle quali è stato installato un nuovo impianto fotovoltaico e per il 2008 la stima è arrivata a quasi il doppio di giro d'affari.
Questi dati riguardano soprattutto gli impianti fotovoltaici di piccole dimensioni, visto che rappresentano numericamente il 90% degli impianti realizzati, oltre al considerevole numero di grandi impianti fotovoltaici che stanno nascendo sul nostro territorio.
-
-
sito web conforme alla normativa del consorzio internazionale w3c