Un impianto fotovoltaico rappresenta un sistema elettrico che sfrutta una fonte rinnovabile e inesauribile di energia: il sole. Esso permette di convertire la luce solare in energia elettrica utilizzabile per alimentare diverse applicazioni.
Esistono principalmente due tipologie di impianti fotovoltaici
- Sistemi connessi alla rete: Questi impianti sono integrati con i tradizionali sistemi elettrici. Possono operare in alternanza o combinazione con la rete elettrica, contribuendo così a soddisfare il fabbisogno energetico dell’utente finale. Durante le ore di maggiore esposizione solare, l’impianto fotovoltaico produce energia, che può essere utilizzata direttamente dal consumatore o, se la produzione è superiore al consumo, può essere immessa nella rete elettrica per essere condivisa con altri utenti. In tal modo, si contribuisce alla produzione e distribuzione di energia verde.
- Impianti stand-alone: Questi impianti sono progettati per operare in modo autonomo, indipendentemente dalla rete elettrica. Sono dotati di un sistema di batterie che permette di immagazzinare l’energia prodotta durante le ore di luce solare. Questo accumulo consente di garantire una continuità di servizio, assicurando la fornitura di energia anche durante le ore notturne o in condizioni di luce solare insufficiente o assente.
L’efficienza di un impianto fotovoltaico dipende da vari fattori, come l’efficacia dei pannelli solari, l’orientamento e l’inclinazione degli stessi rispetto al sole, l’intensità dell’irraggiamento solare e la qualità del sistema di accumulo delle batterie. Con l’avanzamento della tecnologia fotovoltaica, sempre più efficiente ed economica, l’energia solare sta diventando una delle principali fonti di energia rinnovabile e sostenibile, contribuendo a ridurre l’impatto ambientale delle nostre attività quotidiane.
Come un impianto fotovoltaico produce energia elettrica?
Un impianto fotovoltaico, comunemente noto come pannello solare, è costituito da celle fotovoltaiche che sfruttano la luce del sole per generare elettricità in modo sostenibile. Queste celle sono realizzate con semiconduttori, come il silicio, e sono assemblate insieme per formare un modulo.
Quando i fotoni di luce solare colpiscono le celle fotovoltaiche, gli elettroni all’interno del semiconduttore vengono liberati dalla loro posizione, creando un flusso di elettroni attraverso la cellula. Questi elettroni, con carica negativa, si spostano verso la superficie anteriore della cella, creando uno squilibrio di carica tra la parte anteriore e quella posteriore. Questo squilibrio di carica genera un potenziale di tensione simile a quello di una batteria, con terminali negativi e positivi.
La corrente elettrica prodotta viene quindi raccolta attraverso fili e può essere utilizzata immediatamente per alimentare dispositivi elettrici o immagazzinata in una batteria dell’impianto fotovoltaico per essere utilizzata in seguito.
Va sottolineato che le celle solari possono funzionare anche quando il sole è coperto dalle nuvole, anche se la produzione di energia sarà inferiore rispetto a una giornata soleggiata.
Grazie a questo processo, gli impianti fotovoltaici consentono di generare energia sostenibile localmente, contribuendo a risparmiare denaro e migliorare la resilienza del sito in cui sono installati. Essi rappresentano una soluzione sempre più importante per una produzione energetica efficiente e rispettosa dell’ambiente.
Le componenti principali di un impianto fotovoltaico
I componenti di un impianto solare fotovoltaico possono essere suddivisi nei principali elementi fondamentali, che permettono la generazione e la trasformazione dell’energia solare in energia elettrica, e in componenti aggiuntivi che migliorano l’efficienza e la gestione dell’impianto stesso.
Componenti principali:
- Moduli fotovoltaici: Questi componenti cruciali catturano l’energia del sole e la trasformano in energia elettrica grazie alle celle fotovoltaiche presenti al loro interno. Quando la luce solare colpisce i moduli, essi generano corrente continua (DC).
- Strutture di sostegno dei moduli: Le strutture assicurano la corretta installazione e posizionamento dei moduli fotovoltaici, solitamente fissandoli sul tetto o su altre superfici. Per le coperture piane, esistono strutture regolabili che ottimizzano l’esposizione al sole inclinando i pannelli verso i raggi solari.
- Inverter: Questo dispositivo elettronico converte la corrente continua (DC) prodotta dai moduli in corrente alternata (AC), utilizzata dalle utenze residenziali o industriali. Gli inverter sono dotati di dispositivi di protezione che ne consentono l’arresto in caso di interruzioni di rete o malfunzionamenti.
- Cavi elettrici: I cavi trasportano l’energia elettrica generata dagli impianti fotovoltaici alle utenze, garantendo un flusso di corrente sicuro ed efficiente.
Componenti aggiuntivi:
- Sistema di monitoraggio: Un sistema di monitoraggio permette di controllare a distanza la produzione e il consumo di energia degli impianti fotovoltaici. Inoltre, consente di monitorare lo stato dell’inverter e rilevare eventuali anomalie o problemi operativi.
- Accumulo di energia: Questo sistema innovativo consente di immagazzinare l’energia prodotta durante il giorno per utilizzarla in momenti in cui l’impianto non produce energia sufficiente (ad esempio, durante la notte o in giornate nuvolose). Ciò aiuta a massimizzare l’utilizzo dell’energia autoprodotta e a ridurre la dipendenza dalla rete elettrica tradizionale.
L’efficienza degli impianti solari fotovoltaici è continuamente migliorata grazie allo sviluppo di nuove tecnologie e all’integrazione di sistemi avanzati, contribuendo a promuovere un utilizzo sempre più sostenibile ed economicamente vantaggioso dell’energia solare.
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