PANNELLI FOTOVOLTAICI
I pannelli fotovoltaici stanno diventando una scelta quasi obbligata per il futuro
energetico del nostro Paese. Oggi, l’inquinamento presenta livelli estremamente
esagerati, tali da rendere difficile la nostra stessa sopravvivenza. Ma… l’energia è
necessaria per la nostra stessa vita e per la nostra crescita. Quindi il pannello
fotovoltaico rappresenta una possibilità di approvvigionamento energetico, tutto
sommato, pulito e ad inquinamento quasi zero. L’utilizzo in massa di questo
possibilità può portare così ad un graduale disinquinamento delle nostre città e del
mondo intero. Possiamo contare anche su altre forme meno inquinanti come l’eolico,
il geotermico e le biomasse, ( dove è possibile sarebbe necessario sfruttarle ).
La concomitanza di queste possibilità possono contribuire al nostro fabbisogno di
energia.
Principio di funzionamento dei pannelli fotovoltaici
Le celle fotovoltaiche consentono di convertire direttamente la radiazione solare in
energia elettrica. In questo caso viene sfruttato l’effetto fotovoltaico, ossia una
proprietà dei materiali semiconduttori, una volta opportunamente trattati. In pratica,
per questi elementi, una volta preparati e predisposti in celle, hanno la capacità una
volta esposti alla luce solare di convertirla direttamente in corrente elettrica. Questo
generatore di corrente ha una caratteristica tensione – corrente, che dipende
fortemente dalla radiazione solare, dalla temperatura e dalla superficie. La cella di
norma ha una forma quadrata, con una superficie all’incirca di 100 cm2, ed essa si
comporta come una minuscola batteria, producendo nelle tipiche condizioni di sole
della nostra penisola, una corrente di 3 A con una tensione di 0,5 V e con una potenza
di circa 1,5 W.
Le celle solari per i pannelli fotovoltaici si distinguono, a seconda dei processi
costruttivi in:
celle monocristallino;
celle poli – multi – cristalline;
celle amorfe.
Le singole celle solari hanno una dimensione intorno ai 10 X 10 cm ed essa
costituisce la base di ogni sistema fotovoltaico. Un modulo fotovoltaico è costituito
da un insieme di celle, collegate fra loro, in modo tale da fornire una potenza elettrica
media compresa fra i 50 – 100 Watt. Collegando i moduli fra loro è possibile
aumentare la potenza disponibile. I moduli fotovoltaici convertono direttamente
l’energia luminosa in energia elettrica, in tempo reale, ( è come dire che la
conversione è immediata ). L’impianto fotovoltaico è comunque dotato di altri
componenti importanti.
Tipologie impiantistiche
Le tipologie di questi impianti si riducono a due tipologie fondamentali, le quali
sono:
impianti isolati o stand alone;
impianti connessi ad una rete elettrica di distribuzione o grid – connected.
IMPIANTI ISOLATI ( STAND ALONE )
In questo tipo impianto l’energia prodotta alimenta direttamente il carico. L’energia
in eccesso viene accumulata dalla batterie, che la rende disponibile nei periodi in cui
l’impianto fotovoltaico non è in condizioni di fornirla. Questo tipo di soluzione
tecnica è adatta per alimentare utenze isolate.
Un semplice impianto fotovoltaico isolato o stand alone è costituito da:
cella solare;
regolatore di carica, ( apparecchio che regola la carica e la scarica degli
accumulatori );
accumulatori o batterie per immagazzinare la corrente in eccesso;
inverter
carichi o utenze.
Il suo schema di principio è il seguente:
Inverter
Regolatore di
carica
utenze
12 V
accumulatori
IMPIANTI CONNESSI CON UNA RETE ELETTRICA
( GRID CONNECTED )
In questi impianti l’energia è convertita direttamente in corrente elettrica alternata che
può alimentare le normali utenze oppure essere immessa nella rete di distribuzione e
lavorare in interscambio. In quest’ultimo caso è possibile installare due contatori, uno
che contabilizza l’energia prelevata dall’ente distributore e l’altro che contabilizza
l’energia immessa a favore dell’ente distributore stesso.
I principali componenti, per un’immissione diretta in rete, risultano così
sintetizzabili:
cella solare;
inverter;
quadro elettrico;
rete;
Linea di distribuzione
carichi o utenze.
elettrica
Il suo schema di principio è il seguente:
Regolatore di
carica
Inverter
12 V
Quadro elettrico
Gruppo di accumulatori
utenze
Gli impianti fotoelettrici connessi alla rete di distribuzione rappresentano la soluzione
ideale, perché tutta l’energia generata dall’impianto, viene comunque utilizzata o
direttamente dalle utenze o dalla rete di distribuzione dell’energia elettrica. In questo
caso si parla di sistema di accumulo di energia infinito.
Un’altra soluzione possibile potrebbe essere così vista:
Il suo schema di principio è il seguente:
Regolatore di
carica
Inverter
12 V
utenze
accumulatori
Linea di
distribuzione
elettrica
In questo schema di principio, le utenze vengono alimentate da un sistema
fotovoltaico. Quando per una qualsiasi ragione il sistema fotovoltaico non è in grado
di alimentare i carichi, o, la sua alimentazione è insufficiente, allora l’interruttore si
apre e nel contempo si chiude l’interruttore, che collega i carichi stessi, con la linea di
distribuzione dell’energia elettrica.
