Il Funzionamento di un impianto Fotovoltaico

La radiazione solare e' l'energia radiante emessa dal Sole a partire dalle reazioni termonucleari di fusione che avvengono nel nucleo solare e producono radiazioni elettromagnetiche. La tecnologia fotovoltaica consente di trasformare direttamente in energia elettrica l'energia associata alla radiazione solare.

Essa sfrutta il cosiddetto effetto fotovoltaico, basato sulle propriet di alcuni materiali semiconduttori (il piu' utilizzato e'il silicio, elemento molto diffuso in natura) che, opportunamente trattati, sono in grado di generare elettricit se colpiti da radiazione luminosa. Il dispositivo elementare capace di operare una conversione dell'energia solare si definisce cella fotovoltaica ed e' in grado di produrre una potenza di circa 1,5 Watt. Il componente base, commercialmente disponibile, e' invece il modulo composto da piu' celle collegate ed incapsulate. Piu' moduli fotovoltaici, collegati in serie e in parallelo, formano le sezioni, o pannelli di un impianto, la cui potenza per un pannello di un metro quadrato in silicio policristallino e monocristallino varia tra i 130 – 140 W.

La corretta esposizione all'irraggiamento solare dei moduli fotovoltaici rappresenta un fattore chiave al fine di ottenere le prestazioni ottimali dell'impianto in termini di producibilit di energia elettrica. Ad esempio in Italia l'esposizione ottimale e' verso Sud con una inclinazione di circa 30-35° gradi. Nella mappa viene mostrata per il territorio italiano la producibilit di un impianto fotovoltaico da 1kWp, ottimamente orientato ed inclinato, installato su una struttura fissa (orientativamente passando da Nord al Sud dell'Italia la produzione specifica e' variabile da 1000 a 1400 kWh per ogni kWp installato). Inoltre ogni kWp installato richiede uno spazio netto di circa 8 –10 m2 qualora i moduli siano installati in modo complanare alle superfici di pertinenza degli edifici; occorre invece uno spazio maggiore se l'impianto e' installato in piu' file successive su strutture di supporto inclinate collocate su superfici piane.

I pannelli fotovoltaici si distinguono in base alla loro tecnologia di produzione, attualmente le principali sono la Tecnologia al SILICIO MONOCRISTALLINO e POLICRISTALLINO e la Tecnologia al SILICIO AMORFO.

Tecnologia al SILICIO MONOCRISTALLINO

Una cella di un modulo al silicio monocristallino e' costituita da un singolo cristallo di silicio, il che garantisce una massima conducibilit dovuta al perfetto allineamento degl' atomi di silicio allo stato puro. Maggiore e' la purezza del materiale, maggiore e' il rendimento, che nel caso di pannelli al silicio monocristallino si aggira attorno al 15%. Le celle fotovoltaiche che vanno a costituire il pannello in silicio monocristallino, sono di colore blu scuro a forma ottagonale, come mostrato nell' immagine

Tecnologia al SILICIO POLICRISTALLINO

Le celle di un pannello in silicio policristallino sono costituite da un insieme di piu' cristalli di silicio; cio' rappresenta una minore purezza che va ad influire sul rendimento del pannello stesso, infatti il rendimento di un pannello policristallino si aggira intorno all' 11% - 14%. I pannelli in silicio policristallino sono caratterizzati da un colore blu intenso.

Tecnologia al SILICIO AMORFO

Le celle dei moduli in silicio amorfo sono realizzate con atomi di silicio senza alcuna disposizione spaziale ordinata. La poca omogenit di tali celle implica una semplice realizzazione, ma cio' influisce sul rendimento, che per tali pannelli si aggira attorno al 6%.

Spesso i pannelli di silicio amorfo vengono fatti depositare su materiali plastici e flessibili in modo da plasmare il pannello adattandolo, eventualmente alla superfice disponibile, ottenendo dei fogli sottili con le caratteristiche dei moduli fotovoltaici. Generalmente essi vengono identificati come moduli a "film sottile". Sono quindi adatti per superfici da ricoprire che non sono regolari nella forma.