Impianti fotovoltaici: ecco alcune nozioni di base 

Chi non vorrebbe il sole come fonte di energia? Oggigiorno, il fotovoltaico svolge un ruolo fondamentale. Se desideri un sistema solare con accumulo per casa, o semplicemente un pannello solare per ricaricare una centrale elettrica portatile, saprai che nessuna di queste soluzioni funziona senza il fotovoltaico. Ma cosa significa fotovoltaico? 

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Autore: expondo expert

Gennaio 26, 2024

5 minuti di lettura

Chi non vorrebbe il sole come fonte di energia? Oggigiorno, il fotovoltaico svolge un ruolo fondamentale. Se desideri un sistema solare con accumulo per casa, o semplicemente un pannello solare per ricaricare una centrale elettrica portatile, saprai che nessuna di queste soluzioni funziona senza il fotovoltaico. Ma cosa significa fotovoltaico? 

Cosa si intende per fotovoltaico? 

Il fotovoltaico si riferisce alla conversione diretta della luce solare in energia elettrica mediante celle solari. Il termine è composto dalle parole greche “phos” (luce) e “voltaikos” (elettrico). La tecnologia fotovoltaica sfrutta l’effetto fotoelettrico, per cui alcuni materiali, solitamente il silicio, rilasciano elettroni quando vengono colpiti da fotoni (particelle di luce). Questi elettroni rilasciati vengono poi raccolti in un circuito elettrico e possono essere utilizzati per generare energia elettrica. 

Quando la luce solare colpisce una cella solare in un sistema solare, genera un campo elettrico all’interno del semiconduttore. Questo campo fa sì che gli elettroni del materiale si muovano liberamente e la struttura interna della cella solare costringe gli elettroni liberi in una direzione, generando un flusso di corrente. Dato che nelle case viene utilizzata la corrente alternata, un inverter trasforma la corrente continua in corrente alternata. Se si desidera utilizzare l’elettricità generata in un secondo momento, è necessario un sistema solare con batteria di accumulo. 

Come funziona il fotovoltaico? 

Il fotovoltaico si basa sul cosiddetto effetto fotovoltaico. Questo effetto si verifica quando la luce colpisce alcuni materiali, come il silicio. Per produrre elettricità, si sfrutta l’effetto fotovoltaico per far funzionare un impianto fotovoltaico, con o senza accumulo.  Si può suddividere nelle seguenti fasi : 

• Assorbimento della luce: una cella fotovoltaica è costituita da un materiale semiconduttore, generalmente il silicio. Quando la luce solare colpisce la cella solare, i fotoni di luce vengono assorbiti. I fotoni trasferiscono la loro energia agli elettroni del materiale semiconduttore. 

• Generazione di coppie elettrone-buco: l’energia assorbita provoca il rilascio di elettroni dalla loro posizione iniziale nel materiale semiconduttore. Si creano così coppie elettrone-buca, con un elettrone e un elettrone mancante (buca). 

• Separazione di elettroni e buchi: A causa della struttura interna della cella solare, elettroni e buchi si separano in aree diverse del semiconduttore. Gli elettroni sono attratti dal lato negativo della cella solare, mentre i fori si spostano verso il lato positivo. 

• Generazione di una corrente elettrica: la separazione delle cariche crea un campo elettrico nella cella solare. Quando si chiude un circuito esterno, gli elettroni passano dal lato negativo a quello positivo della cella solare, creando una corrente continua. 

Tuttavia, la maggior parte delle abitazioni e la rete elettrica pubblica utilizzano la corrente alternata. Di conseguenza, la corrente continua generata viene convertita in corrente alternata tramite un inverter nell’impianto fotovoltaico e può essere immessa direttamente nella rete elettrica o utilizzata per il proprio consumo, ad esempio con una pompa di calore, che può essere gestita in modo economico grazie al fotovoltaico. Se si desidera utilizzare l’elettricità prodotta in un secondo momento, è necessario un sistema solare con una batteria di accumulo. 

Qual è la differenza tra un pannello solare e un pannello fotovoltaico?  

I sistemi solari o fotovoltaici sono spesso usati come sinonimi, in quanto entrambi i termini si riferiscono all’utilizzo dell’energia solare. Ma c’è una differenza fondamentale: con il fotovoltaico si produce energia sotto forma di elettricità dal sole. Un impianto solare può essere a sua volta un impianto solare termico che genera solo calore, ad esempio per il riscaldamento o l’accumulo di acqua calda. I due termini si differenziano quindi come segue: 

• Solare – Il termine “solare” si riferisce generalmente all’utilizzo dell’energia solare, indipendentemente dalla tecnologia specifica. Viene utilizzato per indicare la produzione di energia elettrica attraverso l’energia fotovoltaica e l’energia solare termica. I collettori tubolari sono generalmente utilizzati per l’energia solare termica. 

• Fotovoltaico – Il fotovoltaico è una tecnologia specifica per convertire la luce solare in elettricità utilizzando celle o pannelli solari. Si tratta quindi di una sottocategoria dell’energia solare che si concentra sulla produzione di energia fotovoltaica. Se si desidera generare energia termica utilizzando il fotovoltaico, è necessaria una pompa di calore. 

Che cos’è un sistema fotovoltaico?  

Un impianto fotovoltaico, noto anche come campo fotovoltaico, è costituito da vari componenti che lavorano insieme per convertire la luce solare in energia elettrica. Ecco i componenti principali di un impianto fotovoltaico standard: 

• Pannelli fotovoltaici: questi moduli contengono celle solari che convertono la luce del sole in energia elettrica. Le celle solari sono generalmente realizzate in silicio, un materiale semiconduttore. Un pannello combina diverse celle solari per ottenere prestazioni più elevate. 

• Inverter: un impianto fotovoltaico richiede un inverter per convertire la corrente continua (DC) generata dai pannelli fotovoltaici in corrente alternata (AC) per uso domestico. L’inverter viene collegato alla rete elettrica o utilizzato per il consumo personale. 

• Contatori e controlli: un impianto fotovoltaico spesso contiene anche un contatore che misura l’elettricità prodotta e fornisce informazioni sulle prestazioni dell’impianto. Con un’unità di controllo è possibile monitorare il funzionamento dell’impianto e regolarlo in modo ottimale. 

• Sistema solare con accumulo: i sistemi di accumulo dell’energia, come le batterie, vengono utilizzati insieme agli impianti fotovoltaici per immagazzinare l’elettricità prodotta in eccesso e utilizzarla in un secondo momento, quando la radiazione solare è minore.  

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Quali sono i vantaggi di un pannello fotovoltaico con accumulo?  

I sistemi fotovoltaici sono una fonte di energia ecologica e sostenibile perché generano energia rinnovabile dalla luce del sole senza causare emissioni nocive. Contribuiscono a ridurre la dipendenza dai combustibili fossili e a ridurre le emissioni di gas serra. 

Con un impianto fotovoltaico, sei in grado di produrre elettricità e ridurre la dipendenza da fornitori esterni di energia. A lungo termine ti farà risparmiare. Se si immette l’elettricità prodotta in una rete elettrica pubblica, si può addirittura guadagnare dal proprio impianto fotovoltaico. Gli impianti fotovoltaici hanno una lunga durata e richiedono una manutenzione minima – questo li rende un investimento a lungo termine nelle energie rinnovabili.