Per risparmiare ed evitare l’inquinamento, l’impianto fotovoltaico è un buon investimento. Oggi siamo tutti consapevoli dei grandi vantaggi del fotovoltaico, ma non tutti sanno esattamente come funziona. Essere a conoscenza del funzionamento di un impianto fotovoltaico ci permette di sfruttarlo al massimo e di conseguenza assicurarci un significativo risparmio in bolletta. Ecco una spiegazione per i meno esperti.
Quali sono le componenti di un impianto fotovoltaico?
Un impianto fotovoltaico ha come parte principale i pannelli solari, o moduli fotovoltaici, posizionati sul tetto e collegati agli altri componenti dell’impianto. Il numero di pannelli dipende dalla potenza necessaria per soddisfare i consumi. I moduli fotovoltaici sono composti da celle fotovoltaiche, ossia lamine di materiale semiconduttore, il più diffuso dei quali è il silicio, opportunamente trattato. Il trattamento del silicio è caratterizzato da diversi processi chimici, i cosiddetti “drogaggi”. Inserendo nella struttura cristallina del silicio delle impurità, cioè atomi come il boro e il fosforo, si ha la possibilità di generare un campo elettrico e si rendono disponibili le cariche necessarie alla formazione della corrente elettrica. Con questo processo si crea il materiale con le giuste proprietà che consentono di sfruttare l’effetto fotovoltaico: la trasformazione di radiazione solare in energia elettrica.
La produzione di energia elettrica attraverso l’impianto fotovoltaico non rilascia alcun elemento inquinante o in altre parole non produce emissioni dannose alla salute e all’ambiente. Scopri quante tonnellate di CO2 possono essere evitate e quanti barili di petrolio equivalente si possono risparmiare, con il calcolatore qui.
Esistono varie tipologie di pannelli solari. I più diffusi sul mercato sono quelli in silicio monocristallino e quelli in silicio policristallino. Ma come scegliere la tipologia più adatta a te? I pannelli monocristallini garantiscono un maggiore rendimento, sono più idonei ad essere utilizzati in aree dove la luce del sole è presente per la maggior parte della giornata e con temperature non troppo elevate. I modelli realizzati in silicio policristallino, invece, sono in grado di resistere maggiormente ad alte temperature e presentano un ottimo rapporto tra qualità e costo della soluzione.
Un’altra componente importante dell’impianto è l’inverter, il cuore del sistema: trasforma l’energia elettrica prodotta dai moduli da corrente continua in corrente alternata a 50 Hz, ossia la tipologia di corrente utilizzata nella rete domestica. Inoltre, l’inverter è l’elemento che controlla e monitora l’intero impianto e ne garantisce il corretto funzionamento. Gli inverter di ultima generazione hanno un rendimento elevatissimo che si attesta intorno al 99%, e ciò significa una dispersione di energia irrilevante. Tutti i componenti dell’impianto, inclusi i cavi, sono progettati per resistere agli sbalzi di temperatura e agli agenti atmosferici. L’impianto può essere dotato di sistemi di ottimizzazione per massimizzare la produzione di energia del singolo pannello fotovoltaico e per migliorare in generale il rendimento. Grazie a questi sistemi, in caso di ombreggiamenti parziali la produzione di energia non viene interrotta.
Sono sempre più diffusi i sistemi di monitoraggio per gli impianti residenziali; questi permettono di verificare il funzionamento dell’impianto, l’energia prodotta, consumata e immessa o prelevata dalla rete. Nel caso ci si dotasse della batteria, permettono di monitorare anche l’energia accumulata ed utilizzata in un momento successivo.
Dalla luce del sole all’elettricità
L’energia prodotta dai pannelli solari dipende in gran parte dalla località geografica in cui è situato l’impianto e dalle condizioni meteo. Zone più soleggiate permettono di produrre maggiore energia elettrica, mentre una nuvolosità intensa diminuisce considerevolmente la produzione. Ci sono altri due fattori che concorrono a determinare il rendimento e la produzione dell’impianto: l’esposizione del tetto e la sua inclinazione. Un’esposizione dell’impianto a Sud beneficia di maggiori livelli di irraggiamento solare. Sono adatte anche esposizioni a Est e Ovest, anche se il rendimento potrebbe in parte risentirne. Un’esposizione a Nord, invece, è assolutamente sconsigliata. Per quanto riguarda l’inclinazione dell’impianto, 30° risultano essere l’inclinazione migliore per sfruttare l’energia solare durante tutto l’arco dell’anno. Per testare il potenziale fotovoltaico del tuo tetto, usa il configuratore qui.
Tipologie di impianto fotovoltaico
Ci sono due tipi d’impianto: quelli ad isola, o “stand-alone”, e quelli collegati alla rete elettrica, o “grid-connected”. Nella maggior parte dei casi l’impianto viene connesso alla rete per poter immettere l’energia prodotta in eccesso e non consumata nella rete nazionale oppure per prelevarla quando non c’è disponibilità di energia da parte dell’impianto fotovoltaico. Gli impianti stand-alone vengono generalmente installati presso abitazioni situate in posti remoti. Connettere questi impianti alla rete elettrica risulta spesso irrealizzabile da un punto di vista tecnico o economicamente troppo oneroso. In questi casi il fabbisogno dell’abitazione viene soddisfatto grazie alla presenza dell’impianto fotovoltaico e all’ausilio di un sistema d’accumulo, che immagazzina l’energia prodotta in eccesso e non consumata durante le ore diurne per usarla nelle ore notturne. Scopri quanto puoi diventare autosufficiente con un sistema di accumulo qui.
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