Che cos’è un impianto fotovoltaico e come funziona?

Q: Come fa un impianto fotovoltaico a produrre elettricità?

Un pannello fotovoltaico (PV), comunemente chiamato pannello solare, contiene celle fotovoltaiche che assorbono la luce solare e convertono l'energia solare in elettricità

Q: Quali sono i componenti di un impianto solare fotovoltaico?

I componenti principali di un impianto fotovoltaico sono: moduli fotovoltaici, strutture di supporto dei moduli, inverter, cavi elettrici. Gli impianti fotovoltaici hanno anche componenti aggiuntivi che contribuiscono a migliorarne l'efficienza. Questi stanno diventando sempre più diffusi e includono: un sistema di monitoraggio, un impianto di stoccaggio

Un impianto fotovoltaico è uno speciale impianto elettrico che produce energia da una fonte rinnovabile e inesauribile: il sole.

Esistono sostanzialmente due tipi di impianti fotovoltaici:

Gli impianti connessi alla rete sono integrati con gli impianti elettrici convenzionali, residenziali e industriali. Questi possono essere utilizzati quando richiesto in alternanza o in combinazione con la rete elettrica per soddisfare il fabbisogno energetico dell'utente finale.

Gli impianti stand alone sono progettati in modo da includere un sistema di batterie in modo da garantire la “continuità del servizio”, ovvero l'erogazione di energia elettrica anche durante le ore notturne o quando il livello di irraggiamento solare è insufficiente o assente.

Come fa un impianto fotovoltaico a produrre elettricità?

Un pannello fotovoltaico (PV), comunemente chiamato pannello solare, contiene celle fotovoltaiche che assorbono la luce solare e convertono l'energia solare in elettricità. Queste celle, costituite da un semiconduttore che trasmette energia (come il silicio), sono legate insieme per creare un modulo. Un tipico pannello solare sul tetto ha 30 moduli. Quando il semiconduttore nei pannelli fotovoltaici assorbe la luce solare, libera gli elettroni (che costituiscono la base dell'elettricità) che ora possono fluire attraverso il semiconduttore. Questi elettroni spostati, ciascuno con una carica negativa, fluiscono attraverso la cella verso la superficie anteriore, creando uno squilibrio di carica tra la parte anteriore e quella posteriore. Le celle fotovoltaiche producono elettricità perché questo squilibrio, a sua volta, crea un potenziale di tensione simile ai poli negativi e positivi di una batteria.

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La corrente viene quindi raccolta sui fili e utilizzata immediatamente o immagazzinata in una batteria dell'impianto fotovoltaico. Non è vero che le celle solari funzionano solo quando splende il sole. Ma in una giornata nuvolosa non produrranno altrettanta energia che in una giornata di sole.

Quali sono i componenti di un impianto solare fotovoltaico?

I componenti principali di un impianto fotovoltaico sono:

Moduli fotovoltaici: un impianto fotovoltaico cattura l'energia irradiata dal sole grazie all'utilizzo di particolari componenti chiamati moduli fotovoltaici in grado di produrre energia elettrica quando colpiti dalla luce solare.
Strutture di supporto dei moduli: queste strutture sostengono i moduli fissandoli al tetto. Nel caso di copertura piana esistono strutture di sostegno che possono anche modificare l'orientamento dei pannelli, inclinandoli verso i raggi solari per ottimizzarne l'esposizione

Inverter: è il dispositivo elettronico che trasforma l'energia prodotta dai moduli (detta corrente continua - CC) nella tipologia di energia utilizzata dalle utenze residenziali o industriali (detta corrente alternata - AC). Per una maggiore sicurezza dell’impianto, gli inverter sono anche dotati di dispositivi di protezione che ne provocano lo spegnimento in caso di interruzione di corrente o disturbo della rete.
Cavi elettrici: sono i cavi che trasportano l'energia dall'impianto alle utenze.

Gli impianti fotovoltaici hanno anche componenti aggiuntivi che contribuiscono a migliorarne l'efficienza. Questi stanno diventando sempre più diffusi e includono:

Un sistema di monitoraggio: permette di monitorare a distanza gli impianti fotovoltaici, la produzione e il consumo di energia e inoltre a verificare lo stato dell'inverter.
Un impianto di stoccaggio: è un sistema innovativo che consente agli utenti di migliorare l'efficienza dei propri impianti solari fotovoltaici immagazzinando l'energia prodotta durante il giorno per utilizzarla successivamente, quando l'impianto non sta producendo energia. Così facendo, gli utenti sono in grado di massimizzare il consumo dell'energia prodotta dal proprio impianto fotovoltaico senza dover modificare le proprie abitudini di consumo.

Che differenza c’è tra un impianto fotovoltaico industriale e uno residenziale?

I pannelli solari industriali e residenziali per aziende e abitazioni utilizzano la stessa tecnologia. Detto questo, ci sono alcune differenze principali.

Dimensioni: un pannello residenziale è in genere più piccolo e genererà meno energia perché serve meno persone. Un pannello residenziale ha in media 72 celle. mentre un pannello commerciale è più ampio e ha in media 96 celle. Il prezzo di un pannello è calcolato in base alla quantità di energia che produce e non alle sue dimensioni. Quindi un sistema da 10 kWH per un’abitazione costerà come uno della stessa potenza per un'azienda.
Efficienza: poiché i pannelli industriali sono più grandi dei loro omologhi residenziali, sono più efficienti nella produzione di energia. I pannelli solari industriali hanno un'efficienza del 20%, ossia sono circa il 2% più efficienti dei pannelli residenziali.

Installazione: l'installazione dei pannelli solari industriali richiede solitamente più tempo a causa della loro maggiore complessità, da una settimana fino a un mese. L'installazione di pannelli solari residenziali richiede generalmente uno o due giorni.
Colore: i pannelli solari ora sono disponibili in molti colori, ma sono meno efficienti dei colori standard blu e nero. In generale, gli impianti di pannelli solari industriali sono neri con un supporto bianco, mentre i clienti residenziali scelgono pannelli neri su un supporto nero.