Impianti fotovoltaici

Autoprodurre energia attraverso una fonte rinnovabile è possibile, anzi è un'esigenza che il mondo delle imprese avverte come opportunità. Il fotovoltaico è una tecnologia che consente di produrre energia e grazie alle incentivazioni statali è un investimento che paga.
L'impianto fotovoltaico è una soluzione che consente di trasformare i raggi solari in energia elettrica. Installare un impianto fotovoltaico consente all'azienda di contenere la spesa energetica.
In più, gli incentivi statali, in particolare il nuovo Conto Energia, rendono economicamente accessibile l'investimento fotovoltaico, consentendo un rientro calcolato sull'investimento.
Inoltre, tutta l'energia prodotta dall'impianto fotovoltaico evita l'immissione nell'atmosfera di anidride carbonica: un impianto fotovoltaico è una scelta responsabile anche nei contronti dell'ambiente.

Con il termine Fotovoltaico si intende la trasformazione dell'energia solare in energia elettrica. La parola deriva dal greco "phos" il cui significato è luce e da "Volt", unità di misura della Tensione, in riferimento ad Alessandro Volta (1745-1827), primo scienziato a studiare il fenomeno elettrico.

Il principio di funzionamento

Il principio di funzionamento di una cella fotovoltaica è abbastanza semplice: la luce emessa dal sole produce una tensione nei cristalli di silicio (materiale di costruzione delle celle): questa tensione può essere prelevata per mezzo di elettrodi. Una singola cella fotovoltaica di dimensione 15,6 x 15,6 cm produce una tensione di 0,5 V e una corrente di 3 A, quindi fornisce una potenza di 1,5 W [Potenza (P) = Tensione (V) x Corrente (I)]. Per ottenere potenze e/o tensioni sufficienti al funzionamento dei vari dispositivi elettrici è necessario collegare più celle tra di loro in modo da realizzare un pannello fotovoltaico.

Le componenti dell'impianto

Un impianto o sistema fotovoltaico è tipicamente composto da:

• moduli fotovoltaici;
• strutture di sostegno;
• inverter;
• quadri elettrici e cavi di collegamento.

I moduli fotovoltaici

Un modulo o pannello fotovoltaico è costituito da più celle assemblate insieme e collegate in serie. Le principali tecnologie disponibili per le celle fotovoltaiche sono:

• Celle fotovoltaiche in silicio "Monocristallino": il Silicio a cristallo singolo o "Monocristallino" è ottenuto mediante un processo detto di "melting" che consiste nel fondere e mettere a contatto i cristalli di silicio con un seme di cristallo. Si ottiene così un lingotto cilindrico del diametro variabile tra i 13 e i 20 cm per una lunghezza che può raggiungere i 200 cm. Questo lingotto viene tagliato a fette molto sottili dette "Wafers" con spessore tra i 250 e 300 µm. Le celle monocristalline sono caratterizzate da un omogeneo colore blu e da una forma ottagonale.
• Celle fotovoltaiche in silicio "Policristallino": il Silicio a cristallo multiplo o "Policristallino" presenta cristalli di silicio con orientamenti diversi. Essi vengono colati in blocchi e poi tagliati sotto forma di dischetti. Le celle policristalline sono caratterizzate da un colore blu elettrico dove è possibile distinguere le forme dei cristalli e da una forma quadrata.

Le strutture di sostegno

Le strutture di sostegno sono utilizzate per fissare i moduli fotovoltaici su coperture, su edifici, su pensilini oppure a terra.

L'inverter

Per rendere compatibile l'energia in corrente continua generata dai moduli fotovoltaici con le tipiche apparecchiature elettriche, è necessario trasformare la stessa in alternata attraverso l'inverter.

I quadri elettrici e i cavi di collegamento

Quadri e cavi elettrici sono necessari per costituire un circuito elettrico che colleghi moduli, inverter, impianto di utilizzo energia e la rete elettrica nazionale.

La produzione di energia elettrica

La producibilità elettrica di un impianto fotovoltaico è funzione tipicamente della radiazione solare annuale del sito dove l'impianto viene istallato e dell'orientamento dei moduli. La radiazione solare annuale si può determinare ricorrendo a banche dati (UNI 10349, Atlante Solare Europeo, ENEA). Le condizioni ottimali di orientamento per l'Italia sono:

• esposizione SUD (accettata anche SUD-EST, SUD-OVEST, con limitata perdita di produzione);
• inclinazione 30-35° gradi.