Come funzionano i pannelli fotovoltaici

Come funzionano i pannelli fotovoltaici: la guida completa

L'utilizzo dei moduli fotovoltaici, comunemente chiamati pannelli fotovoltaici, per la produzione di energia solare è sempre più diffuso e i costi sia di esercizio che di investimento iniziale stanno gradualmente calando, dando la possibilità ad un numero sempre maggiore sia di persone che di aziende di avvicinarsi a questa tecnologia per la produzione di elettricità da fonti rinnovabili. Una tendenza frutto dei notevoli upgrade tecnologici in materia ma altresì riflesso degli obiettivi di neutralità climatica dell’Unione europea: con la normativa europea sul clima il conseguimento dell'obiettivo climatico dell'UE di ridurre le emissioni dell'UE di almeno il 55% entro il 2030 diventa, infatti, un obbligo giuridico. 

Italia: superata la soglia di 1,5 milioni di impianti fotovoltaici connessi
In questo scenario ciascuno Stato membro dell'Ue ha obiettivi specifici di contribuzione alla quota di energia rinnovabile Vs. mix energetico complessivo. Tra questi, certamente non è da meno l'Italia, distintasi per la notevole capacità di produzione di energia rinnovabile, in particolare energia solare ed eolica. Secondo i dati dell’ultimo rapporto di Italia Solare redatto sulla base dei dati Gaudì di Terna, nei primi nove mesi dell’anno sono stati connessi oltre 3.550 MW di nuova potenza fotovoltaica, con una crescita del 117% rispetto allo stesso periodo del 2022. Numeri che hanno permesso di raggiungere i 28.596 MW di installato fotovoltaico cumulativo per un totale di 1.506.558 impianti distribuiti sul territorio nazionale. Il 49% della potenza connessa nei primi 9 mesi (1.096 MW) è da imputare al settore residenziale (P < 20 kW), il 36% è legata alle installazioni del comparto Industriale e commerciale (200kW> P < 1MW), mentre gli impianti utility scale (P>1MW) rappresentano il 15% della nuova potenza.

La tecnologia fotovoltaica: come funzionano i moduli fotovoltaici

I moduli fotovoltaici, comunemente chiamati pannelli fotovoltaici, 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. Notevoli gli upgrade tecnologici ultimi connessi ai moduli fotovoltaici, in virtù soprattutto del ruolo cruciale da essi giocato nella produzione di energia sostenibile. Questi dispositivi, sempre più innovati, sono al cuore della conversione diretta della luce solare in energia elettrica, coniugando a pieno titolo maggiore sostenibilità ed efficienza energetica.

La cattura della luce solare

In termini semplici, una cella fotovoltaica è un dispositivo che sfrutta l'effetto fotovoltaico per generare corrente elettrica. Questo fenomeno si basa sulla capacità di alcuni materiali, noti come semiconduttori, di assorbire fotoni di luce solare e liberare elettroni in risposta a questa interazione. Il cuore di una cella fotovoltaica è costituito da uno strato sottile di materiale semiconduttore, comunemente il silicio. Quando la luce solare colpisce il semiconduttore, gli elettroni vengono eccitati dalla loro posizione di equilibrio, creando una corrente elettrica continua (CC). In seguito, mediante altri dispositivi appositi, la corrente continua verrà convertita in corrente alternata (CA), che è il tipo di corrente utilizzato nella maggior parte delle applicazioni domestiche e industriali.

L'inverter, il cuore del sistema

La corrente prodotta dai pannelli fotovoltaici è inizialmente corrente continua (CC), ma le nostre case e aziende utilizzano corrente alternata (CA). Per convertire la CC in CA, si utilizza un dispositivo fondamentale chiamato inverter. Negli impianti fotovoltaici, l'inverter svolge un ruolo cruciale che va ben oltre il suo aspetto di componente tecnico. È il cuore pulsante del sistema, trasformando l'energia solare catturata dalle celle fotovoltaiche in una forma di elettricità adatta per l'utilizzo domestico e industriale. 

Come funziona l'inverter 

L’inverter agisce come un traduttore di lingue energetiche, convertendo la corrente continua (CC) prodotta dalle celle fotovoltaiche in corrente alternata (CA), che è la forma di elettricità utilizzata nella maggior parte delle nostre case e aziende. Questa conversione è essenziale perché la maggior parte degli elettrodomestici e delle apparecchiature elettroniche richiede corrente alternata per funzionare. Senza un inverter efficiente, l'energia solare raccolta rischia di essere dissipata e di conseguenza non poterne usufruire pienamente.

Le altre funzioni dell’inverter

Oltre a questa funzione di base, gli inverter moderni sono dotati di tecnologie avanzate che migliorano ulteriormente le prestazioni degli impianti fotovoltaici. Ad esempio, gli inverter possono monitorare costantemente la produzione di energia, adattarsi alle variazioni di intensità della luce solare e fornire dati dettagliati sul rendimento complessivo dell'impianto. Queste caratteristiche consentono una gestione più intelligente dell'energia, ottimizzando l'efficienza complessiva del sistema. Un aspetto cruciale del ruolo dell'inverter è la sua capacità di garantire la sicurezza e la stabilità della rete elettrica. Gli inverter moderni sono progettati per rispondere rapidamente alle variazioni di carico e alle fluttuazioni della rete, contribuendo a mantenere un flusso costante di energia senza interruzioni o problemi di qualità della corrente. Inoltre, l'inverter può essere un elemento chiave nelle soluzioni di storage energetico. Collegato a sistemi di batterie, consente di immagazzinare l'energia prodotta durante i periodi di picco di produzione solare per l'utilizzo in momenti in cui la luce solare è insufficiente.

Perché scegliere il fotovoltaico

L'energia solare è una vera e propria rivoluzione nel campo della produzione di energia elettrica, un investimento di valore sostenibile, fonte di numerosi vantaggi ambientali, economici e sociali. Un impianto fotovoltaico, sia esso domestico o industriale, può aiutare a ridurre i costi energetici e limitare l'impatto ambientale negativo associato all'utilizzo di fonti di energia tradizionali. 

Southenergy da 15 anni opera nel settore delle energie rinnovabili secondo principi di sostenibilità, con l’obiettivo di diffondere una cultura energetica che si basi su concetti come rispetto, competenza, qualità ed efficienza. Le aree di attività in cui opera Southenergy vanno dalla progettazione e realizzazione di impianti fotovoltaici chiavi in mano, alla valorizzazione di impianti preesistenti mediante attività di repowering e revamping, preservando a 360° i progetti attraverso attività cruciali quali O&M (operation and maintenance), due diligence, asset management, monitoraggio e digital energy.

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