Solare Fotovoltaico

Cosa è

I pannelli fotovoltaici trasformano la radiazione solare direttamente in energia elettrica. Ciò è reso possibile dall'impiego di particolari materiali semiconduttori (in prevalenza silicio) opportunamente trattati. Questi si dividono in due categorie principali:- silicio cristallino- silicio amorfo (film sottile).

Il silicio cristallino è attualmente quello più utilizzato. Presenta rendimenti più alti rispetto alle altre tecnologie ma anche costi elevati legati al processo produttivo. Si divide ancora in silicio monocristallino e policristallino: il primo ha rese migliori ma costi superiori. L'elemento base è la cella fotovoltaica in grado di produrre una potenza di circa 1,5 Watt in condizioni standard. Un modulo fotovoltaico tipo è formato da 36 o 72 celle ed eroga, in condizioni standard, circa 50W ( modulo a 36 celle ).

Il silicio amorfo e i film sottili in generale presentano alcuni problemi di instabilità nel primo periodo di funzionamento e rendimenti più bassi: sono quindi meno diffusi rispetto al precedente. Hanno però maggiore versatilità nell'integrazione architettonica e miglior resa in presenza di luce diffusa. Inoltre risentono meno dell'effetto negativo della temperatura. Si è però riscontrato che i dispositivi fotovoltaici realizzati con singolo materiale semiconduttore riescono a sfruttare solo una piccola parte dello spettro solare. La ricerca punta quindi verso la tecnologia delle celle multistrato (a doppia e tripla giunzione): vengono sovrapposti più strati che hanno risposte diverse allo spettro della luce. Si stanno inoltre testando i comportamenti di altri materiali semiconduttori al fine di incrementare i rendimenti dei moduli e risolvere il problema dell'approvigionamento di silicio.

I sistemi fotovoltaici si distinguono in sistemi isolati (stand-alone) e sistemi collegati alla rete (grid connected). L'energia elettrica prodotta dal generatore FV è sotto forma di corrente continua (CC); la conversione in corrente alternata (AC), necessita di un dispositivo elettronico, detto inverter. Per gli impianti collegati alla rete, la presenza dell'inverter è indispensabile, mentre non è necessariamente obbligatoria per gli impianti isolati (nel caso in cui le apparecchiature alimentate funzionino in corrente continua ).

Potenzialità del fotovoltaico
Un campo fotovoltaico è dato dall' insieme di moduli fotovoltaici, opportunamente collegati in serie e in parallelo, per ottenere le condizioni operative richieste.La potenza in uscita da un dispositivo fotovoltaico, in condizioni standard, prende il nome di potenza di picco (Wp). La quantità di energia elettrica prodotta da un impianto fotovoltaico dipende da numerosi fattori:- la radiazione solare incidente- superficie dell'impianto- inclinazione e orientamento dei moduli- efficienza dei moduli- efficienza dei dispositivi necessari, posti tra il generatore FV e il carico ( BOS: Balance Of System )- ombreggiamenti- altri parametri ( es: temperatura di funzionamento )

I vantaggi
I vantaggi dei sistemi fotovoltaici sono la modularità, le esigenze di manutenzione ridotte (dovute all'assenza di parti in movimento), la semplicità d'utilizzo, ed un impatto ambientale estremamente basso: la produzione di elettricità da fonte solare evita emissioni di gas climalteranti nella misura di 0,531 kg CO2 per kWhel prodotto dall'impianto.