Come funziona un impianto fotovoltaico
L’energia solare e il fotovoltaico
Definizione di fotovoltaico
Un impianto fotovoltaico è composto da vari componenti che lavorano insieme per convertire l’energia solare in elettricità. Un impianto fotovoltaico si compone, semplificandone la struttura tecnica complessa, di una serie di elementi essenziali tra cui:
- Moduli fotovoltaici: I moduli fotovoltaici, comunemente chiamati pannelli solari, sono costituiti da celle fotovoltaiche (tipicamente silicio cristallino), assemblate e collegate tra loro in modo da ottenere i valori di potenza e dimensioni volute. La luce solare che colpisce il modulo, è in grado provocare l’effetto fotovoltaico, che si traduce in una corrente continua.
- Inverter: L’ inverter è un dispositivo essenziale che converte la corrente continua prodotta dai moduli fotovoltaici in corrente alternata, che è il tipo di corrente utilizzato nella maggior parte delle applicazioni domestiche e industriali.
- Sistemi di accumulo: Alcuni impianti fotovoltaici includono sistemi di stoccaggio dell’energia, comunemente definiti batterie di accumulo. Le batterie di accumulo hanno un notevole impatto in termini di incremento dell’efficienza stessa dell’impianto. Semplificandone il funzionamento, i sistemi di accumulo consentendo di immagazzinare l’elettricità prodotta durante le ore di maggiore produzione dell’impianto per poi disporne in seguito in momenti quali le ore notturne o in momenti di bassa produzione solare.
- Sistema di monitoraggio: Tale sistema permette di monitorare una serie di parametri quali ad esempio consumi, produzione di energia elettrica, energia immessa in rete e altre informazioni atte a massimizzare l’efficienza del sistema fotovoltaico stesso ed individuare più facilmente la presenza di guasti.
- Contatore bidirezionale: Per le installazioni domestiche o connesse alla rete, un contatore bidirezionale tiene traccia della quantità di energia prodotta dall’impianto fotovoltaico e dell’energia consumata. Questo contatore registra sia l’energia prelevata dalla rete quando l’impianto fotovoltaico non è in grado di soddisfare il fabbisogno, sia l’energia iniettata nella rete quando l’impianto produce più energia di quella consumata.
Il funzionamento dell’impianto fotovoltaico
Parliamo di un sistema dal funzionamento puntuale e articolato che, in una logica di semplificazione esplicativa non accademica, può essere suddiviso nelle seguenti fasi:
- Captazione dell’energia solare: I moduli fotovoltaici sono progettati per captare la radiazione solare. Quando la radiazione solare incide sulle celle fotovoltaiche all’interno dei moduli interagisce con le cariche elettriche presenti all’interno del materiale semiconduttore, generando quindi l’effetto fotovoltaico.
- Generazione di corrente continua: La presenza di un campo elettrico all’interno del semiconduttore permette la migrazione delle cariche elettriche, determinando quindi la corrente elettrica. Questa corrente è di tipo continuo.
- Conversione da corrente continua a corrente alternata: La corrente continua prodotta dai moduli fotovoltaici viene inviata all’inverter. L’inverter converte questa corrente continua in corrente alternata, che è compatibile con la maggior parte dei sistemi elettrici domestici e industriali.
- Utilizzo dell’elettricità: L’elettricità prodotta dall’impianto fotovoltaico può essere utilizzata direttamente per alimentare elettricamente i dispositivi all’interno di una casa o un’azienda. Se l’energia prodotta supera il fabbisogno, l’eccesso viene ceduto alla rete elettrica con conseguente valorizzazione dello stesso.
- Stoccaggio dell’energia (opzionale): Se l’impianto fotovoltaico è dotato di sistemi di stoccaggio, come le batterie, l’elettricità prodotta in eccesso durante il giorno può essere immagazzinata per essere utilizzata in momenti di bassa produzione solare, come ad esempio di notte.
- Integrazione con la rete elettrica: Gli impianti fotovoltaici sono essenzialmente collegati alla rete elettrica. L’energia prodotta in eccesso può essere iniettata nella rete, contribuendo alla produzione di energia pulita per la comunità. Durante i periodi di bassa produzione solare, l’energia può essere prelevata dalla rete persoddisfare il fabbisogno.
Conclusioni
L’energia solare è una vera e propria rivoluzione nel campo della produzione di energia elettrica, finalmente reputata in seguito a notevoli upgrade tecnologici un investimento di valore sostenibile, fonte di numerosi vantaggi ambientali, economici e sociali. Un impianto fotovoltaico, ad oggi, può aiutare a ridurre i costi energetici e limitare l’impatto ambientale negativo associato all’utilizzo di fonti di energia tradizionali.
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