Il fotovoltaico

Scoperto nel XIX secolo, per “effetto fotovoltaico” si intende la capacità posseduta da alcuni materiali, chiamati semi-conduttori, di convertire direttamente la luce solare in elettricità.

Diverse sono le tecnologie utilizzate oggi per ottimizzare questo effetto e produrre energia elettrica a livello locale. L’energia prodotta può essere consumata sul posto, nel caso di siti isolati, o immessa nella rete pubblica di distribuzione dell’energia elettrica, nel caso di siti collegati alla rete.

L'effetto fotovoltaico

L’EFFETTO FOTOVOLTAICO

Le celle fotovoltaiche sono costituite da un materiale semiconduttore, solitamente il silicio, che viene drogato per separare le cariche elettriche positive e negative generate dai fotoni.

Le celle sono collegate in serie fino a formare i moduli, che sono a loro volta connessi tra loro per ottenere tensioni sufficientemente elevate.

Quando i fotoni colpiscono la superficie del materiale semiconduttore trasferiscono la loro energia agli elettroni del semiconduttore. Questi ultimi, a loro volta, si mettono in moto creando corrente elettrica. La corrente così ottenuta è proporzionale alla quantità di luce ricevuta.

Grazie a un dispositivo elettrico (inverter), la corrente continua viene convertita in corrente alternata, per essere adeguata ad essere immessa nella rete pubblica di distribuzione.

Prestazioni di un sistema fotovoltaico

La resa di un impianto dipende sostanzialmente da tre fattori:

• l‘irraggiamento della zona;
• l’effetto causato da eventuale presenza di ombre;
• l’orientamento e la pendenza del tetto.

Sistema fotovoltaico collegato alla rete

1. I moduli fotovoltaici esposti alla radiazione solare producono corrente elettrica continua
2. L’inverter trasforma la corrente continua in corrente alternata, adeguando così l’energia elettrica prodotta dai moduli alle esigenze delle apparecchiatura elettriche e della rete pubblica
3. Il contatore monodirezionale misura l’energia prodotta dall’impianto fotovoltaico. Tale misurazione costituisce la base per il riconoscimento degli incentivi a cura GSE
4. L’energia elettrica consumata nell’edificio proviene dall’impianto fotovoltaico (attivo nelle ore diurne) o dalla rete pubblica (es. nelle ore notturne). L’energia elettrica prodotta dall’impianto e non consumata viene ceduta alla rete pubblica, misurata dal contatore bidirezionale e resa disponibile per successivi utilizzi.
5. Il contatore bidirezionale misura l’energia ceduta e l’energia prelevata dalla rete elettrica pubblica.

Quasi tutti i sistemi fotovoltaici installati sono collegati alla rete elettrica pubblica. Immettendo in rete l’energia elettrica che producono, contribuiscono ad aumentare la quota delle energie rinnovabili del mix energetico nazionale. L'obiettivo definito a livello europeo è di portare al 20% nel 2020 la quota di energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili.

Questo approccio permette di evitare lo stoccaggio dell'elettricità. Tuttavia, i costi di produzione di energia elettrica fotovoltaica rimangono elevati rispetto all'energia tradizionale. Pertanto, gli Stati europei hanno introdotto particolari tariffe incentivanti per sostenere lo sviluppo del settore. Le tariffe italiane, in particolare, promuovono soprattutto l’installazione di impianti integrati negli edifici.

Impianto fotovoltaico non collegato alla rete

Alcuni siti non possono essere collegati alla rete elettrica pubblica perché tecnicamente troppo complesso (per esempio in zone di montagna) o a causa dei costi eccessivi di tale operazione. Questi luoghi possono essere elettrificati grazie al solare fotovoltaico, in combinazione con dispositivi di accumulo.