Se sono sempre più presenti Sempre più presenti sui tetti di abitazioni e aziende un motivo ci sarà: il fotovoltaico rappresenta infatti una tecnologia per produrre energia pulita e vantaggiosa. Ecco tutto quello che c'è da sapere sul tema
I pannelli fotovoltaici sono una tecnologia che permette di sfruttare la risorsa energetica più abbondante sulla Terra: il sole. La nostra stella irradia ogni anno 173mila TW di energia solare. È un quantitativo equivalente a più di 10mila volte il consumo totale di energia nel mondo. Non deve quindi stupire che il mondo l’energia fotovoltaica è in crescita costante, a partire dalla Cina fino ai Paesi in via di sviluppo: così è divenuta, tra le energie rinnovabili quella a più forte crescita. Tra i motivi di questo gradimento c’è quello ambientale (quella solare è una fonte a emissioni zero) e quello economico. Il costo tecnologico è inoltre in netto calo: dal 2000 a oggi i moduli fotovoltaici costano il 90% in meno. Non dimentichiamo poi che i pannelli solari sono facilmente installabili, tanto sui tetti delle abitazioni quanto su quelli delle aziende e dei centri commerciali, come pure sui parcheggi.
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Come funzionano i pannelli fotovoltaici
Per capire come funziona il fotovoltaico occorre partire dal suo nome, che coniuga due termini, luce ed elettricità, su cui si basa proprio il funzionamento dei pannelli solari fotovoltaici. La luce è energia radiante che il sole emette e che la terra riceve sotto forma di onde elettromagnetiche. Le tecnologie solari (tra cui i pannelli fotovoltaici) catturano questa radiazione e la trasformano in forme utili di energia. Quella su cui si basa il fotovoltaico è proprio la capacità di trasformare la luce solare in energia elettrica.
La luce solare è composta da fotoni, o particelle di energia solare. Questi fotoni contengono quantità variabili di energia che corrispondono alle diverse lunghezze d’onda dello spettro solare. Come spiega bene il Dipartimento dell’Energia USA, una cella fotovoltaica è realizzata in materiale semiconduttore, il più utilizzato dei quali è il silicio. Quando i fotoni colpiscono una cella solare, si riflettono su di essa, la attraversano o vengono assorbiti dal materiale semiconduttore. Solo i fotoni assorbiti forniscono energia per generare elettricità.
I componenti dell’impianto fotovoltaico
Come è possibile comprendere, le celle fotovoltaiche sono i componenti basilari di un sistema fotovoltaico. Esse sono collegate e compongono i moduli, o pannelli, sigillati e impermeabili. Ogni pannello fotovoltaico, quindi, è composto da svariate celle.
Le celle fotovoltaiche generano elettricità a corrente continua (DC). L’elettricità DC può essere utilizzata per caricare le batterie che alimentano i dispositivi che utilizzano elettricità DC. Quasi tutta l’elettricità è fornita come corrente alternata (AC) nei sistemi di trasmissione e distribuzione dell’elettricità. Grazie a specifici dispositivi, chiamati inverter, è possibile convertire la corrente continua in alternata.
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Come è fatto un impianto fotovoltaico: composizione, tipologia ed efficienza
Sempre a proposito dell’impianto fotovoltaico, un altro tema importante riguarda la composizione dei pannelli fotovoltaici. Questi ultimi possono essere collegati in gruppi per formare un array, che può essere composto da un minimo di due pannelli a centinaia.
Per quanto riguarda la tipologia dei pannelli solari disponibili in commercio, si può scegliere tra pannelli fotovoltaici monocristallini e policristallini. La differenza si ha nelle celle. Quelle monocristalline nascono a partire da lingotti in cui il reticolo cristallino è continuo. Quelle policristalline, invece, vengono realizzate a partire da lingotti di silicio che presentano cristalli disallineati. Se fino a qualche anno fa i pannelli policristallini detenevano la maggior quota di mercato, oggi la tecnologia monocristallina è diventata dominante.
Un altro concetto importante per comprendere come funziona l’energia fotovoltaica riguarda l’efficienza di conversione, ovvero la capacità con cui le celle fotovoltaiche convertono la luce solare in elettricità. Essa varia a seconda del tipo di materiale semiconduttore e della tecnologia delle celle fotovoltaiche. Oggi in commercio ci sono moduli la cui efficienza supera il 20%. Le celle fotovoltaiche sperimentali hanno raggiunto un’efficienza superiore al 40%.
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I vantaggi dei pannelli fotovoltaici
Contare sull’energia fotovoltaica oggi consente di godere di diversi benefici. L’energia solare è più sicura delle fonti fossili, sia per l’uso che per la manutenzione e la riparazione. Nella produzione, i pannelli fotovoltaici non generano emissioni climalteranti. Possono quindi essere impiegate ovunque. Impiegare energia solare fotovoltaica consente inoltre di risparmiare sui costi energetici.
È vero, occorre investire nell’acquisto dell’impianto fotovoltaico, ma con i tagli in bolletta e con gli incentivi è possibile rientrare nell’investimento nel giro di 10 anni circa. Occorre considerare che la vita utile di un impianto è di 20-25 anni: la durata dell’impianto, manutenuto correttamente, è un ulteriore beneficio.
Andrea Ballocchi
