Energia fotovoltaica

Utilizzo della fonte energetica per eccellenza

Il sole costituisce la fonte energetica per eccellenza: tutti i cicli naturali sono riconducibili al calore e all’energia proveniente da questa stella. Ogni anno il sole irradia sulla terra 19.000 miliardi di TEP (Tonnellate Equivalenti Petrolio) mentre la domanda annua di energia è di circa 10 miliardi di TEP, ed in Italia la domanda annua è di circa 190 milioni di TEP.

Non tutta l’energia irradiata dal Sole raggiunge però la superficie della Terra: una parte viene riflessa nello spazio; un’altra parte viene dispersa e diffusa in tutte le direzioni dalle molecole d’aria e dalle particelle di polvere dell’atmosfera; una parte ancora viene assorbita dal vapore acqueo, dall’anidride carbonica e dall’ozono nell’atmosfera.

La radiazione solare che giunge sulla Terra ha comunque un alto contenuto energetico, che può essere sfruttato sia per la produzione di acqua calda, attraverso gli impianti solari termici, oppure per produrre energia elettrica, attraverso i pannelli solari fotovoltaici: per energia solare si intende dunque l’energia, termica o elettrica, prodotta sfruttando direttamente l’energia irraggiata dal Sole

È importante sottolineare che altre fonti energetiche rinnovabili come l’idroelettrico, l’eolico e le biomasse sono riconducibili all’energia solare

Il funzionamento dei dispositivi fotovoltaici (FV) si basa sulle capacità di alcuni materiali di convertire l’energia della radiazione solare in energia elettrica in corrente continua (effetto fotoelettrico), senza l’ausilio di parti meccaniche in movimento. Tali materiali sono detti semiconduttori, il più conosciuto dei quali è il silicio.

fotovoltaico

I tipi di pannello fotovoltaico più comuni attualmente in commercio sono 3:

silicio monocristallino, che utilizza silicio purissimo, con atomi perfettamente allineati che garantiscono la massima conducibilità (rendimento di circa il 15%);
silicio policristallino, con monocristalli di silicio aggregati con forme e orientamenti diversi (rendimento di circa il 12%);
silicio amorfo (o a film sottile), che non ha struttura cristallina e i cui atomi vengono deposti chimicamente in ordine casuale senza alcun allineamento(struttura amorfa), utilizzando quantità di silicio molto basse (rendimento di circa il 7%).

Un sistema fotovoltaico è composto da:

  • Pannelli fotovoltaici
  • strutture di sostegno per installare i moduli sul terreno, su un edificio o qualsiasi struttura edilizia;
  • inverter, che converte la corrente da continua in alternata;
  • quadri elettrici, cavi di collegamento e misuratore dell’energia elettrica prodotta (il contatore).

Le principali applicazioni del fotovoltaico sono:

    • impianti per utenze isolate, con sistema di accumulo
    • impianti per utenze collegate alla rete a bassa tensione
    • centrali di produzione di energia elettrica, in genere collegate alle reti di media ed alta tensione

Benefici ambientali

      • L’energia elettrica prodotta tramite sistemi fotovoltaici è rinnovabile e prodotta senza alcuna
      • emissione inquinante. L’esercizio dei sistemi fotovoltaici ha un impatto ambientale nullo nel caso
      • di sistemi collegati alla rete e un impatto minimo in caso di sistemi non allacciati, derivante
      • esclusivamente dalla sostituzione delle batterie di accumulo.

Inoltre, l’impianto fotovoltaico produce energia elettrica nel luogo in cui viene consumata (autoproduzione), riducendo o annullando il fabbisogno di elettricità prelevata dalla rete, con una minima gestione e manutenzione.

I benefici ambientali ottenibili dall’adozione di sistemi fotovoltaici sono proporzionali alla quantità di energia prodotta, supponendo che questa vada a sostituire l’energia altrimenti prodotta da fonti convenzionali.