Come funziona un impianto fotovoltaico

Un impianto fotovoltaico è un impianto elettrico costituito dall’assemblaggio di più moduli fotovoltaici che sfruttano l’energia solare per produrre energia elettrica. Più nello specifico i pannelli fotovoltaici realizzati dall’unione di più celle fotovoltaiche convertono l’energia dei fotoni in elettricità grazie ad un processo che viene chiamato effetto fotovoltaico. Si tratta di quel meccanismo che, partendo dalla luce del sole, induce la “stimolazione” degli elettroni presenti nel silicio di cui è composta ogni cella solare e che iniziano a fluire nel circuito producendo energia elettrica.

Come funziona un impianto fotovoltaico: componenti principali

Nonostante si differenzino per tipologia e modalità di utilizzo, come vedremo più avanti, i diversi modelli di impianti fotovoltaici hanno in comune alcune componenti fondamentali, senza le quali il processo di base (l’effetto fotovoltaico, appunto), non potrebbe avere luogo.

Un impianto fotovoltaico è essenzialmente costituito da:

• Un generatore fotovoltaico. A sua volta, un generatore fotovoltaico è costituito dall’insieme dei pannelli fotovoltaici (o “moduli”). Il componente elementare di ciascun modulo è la cella: qui avviene la conversione della radiazione solare in corrente elettrica. Ogni cella è costituita da una sottile fetta di materiale semiconduttore, quasi sempre silicio, opportunamente trattato. Più celle collegate in serie formano un pannello. Più pannelli collegati in serie costituiscono una stringa. Più stringhe collegate insieme forniscono la potenza richiesta e costituiscono il generatore fotovoltaico.
• Un inverter, e cioè un convertitore di potenza che trasforma la corrente continua prodotta dai moduli in corrente alternata.
• L’accumulatore di energia. Un sistema opzionale, non obbligatorio, che può essere aggiunto all’impianto fotovoltaico per accumulare l’energia prodotta e non immediatamente utilizzata.
• Una struttura di sostegno per il montaggio e l’installazione dell’impianto fotovoltaico.
• Un sistema di monitoraggio che serve a tenere sotto controllo l’intero sistema, fornendo in tempo reale informazioni relative ai pannelli fotovoltaici, agli inverter e la capacità produttiva dell’impianto nel suo insieme.

Come funziona un impianto fotovoltaico: il calcolo dell’efficienza

Gli impianti fotovoltaici nelle regioni settentrionali d’Italia hanno un rendimento annuale medio di circa 1000-1100 kWh. I valori salgono a 1200-1300 kWh nelle regioni del centro Italia e arrivano a toccare i 1400-1500 kWh nelle regioni meridionali e in Sicilia.

Secondo il laboratorio Nazionale del Dipartimento Statunitense dell’Energia, un impianto moderno ha un valore standard di efficienza energetica pari all’30%. Si tratta però di un dato indicativo perché alcuni fattori chiave condizionano il rendimento dei pannelli fotovoltaici. Vediamo quali.

Impianto fotovoltaici come funzionano: fattori che influenzano l’efficienza

• Il livello di usura: l’efficienza dei pannelli tende a decadere nel tempo. Un pannello fotovoltaico in media ha un’aspettativa di vita di 20-25 anni, e la sua efficienza peggiora dello 0,5% ogni anno.
• La sporcizia abbassa inesorabilmente l’efficienza dei pannelli. Per questo motivo oltre all’installazione è necessario occuparsi anche del mantenimento e della pulizia dell’impianto. Specie in condizioni ambientali sfavorevoli, come sono i contesti molto polverosi o inquinati, l’accurata pulizia delle superfici fotovoltaiche è condizione necessaria a contrastare la perdita di efficienza.
• L’ombreggiamento strutturale o passeggero.
• L’orientamento dei moduli. Naturalmente, in base alle ore del giorno e alle stagioni dell’anno, l’orientamento dei moduli può favorire e ostacolare l’immagazzinamento di energia solare. Per ridurre al minimo questo problema spesso vengono aggiunti agli impianti dei sistemi di “inseguitori solari” che cambiano orientamento e inclinazione a seconda della posizione del sole.

Impianto fotovoltaico come funziona: perché scegliere General Cover

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