1. L’energia fotovoltaica

Perché dobbiamo puntare all’utilizzo dell’energia solare:

1. Il sole è una fonte di energia inesauribile, almeno per le nostre prospettive temporali;
2. L’energia solare è distribuita in maniera molto più uniforme sul pianeta rispetto a tutte le altre fonti energetiche;
3. L’energia solare che investe la Terra è circa 15000 volte superiore al fabbisogno energetico mondiale.

Un impianto fotovoltaico è un impianto per la produzione di energia elettrica. La tecnologia fotovoltaica permette di trasformare direttamente l’energia solare incidente sulla superficie terrestre in energia elettrica, sfruttando le proprietà del silicio, un elemento semiconduttore molto usato in tutti i dispositivi elettronici.

2. Vantaggi

I principali vantaggi degli impianti fotovoltaici:

1. Assenza di qualsiasi tipo di emissione inquinante;
2. Risparmio dei combustibili fossili;
3. Estrema affidabilità poiché non esistono parti in movimento (vita utile superiore a 25 anni);
4. Costi di manutenzione ridotti al minimo;
5. Modularità del sistema (per aumentare la taglia basta aumentare il numero di moduli).

3. Principali applicazioni

Le principali applicazioni dei sistemi fotovoltaici sono:

1. Piccoli e medi impianti collegati alla rete in bassa tensione o media tensione;
2. Centrali fotovoltaiche, generalmente collegate alla rete in media tensione o alta tensione;
3. Impianti per utenze isolate dalla rete che prevedono l’utilizzo di batterie.

4. I componenti di un impianto fotovoltaico

I moduli fotovoltaici costituiscono l’elemento principale dell’impianto in quanto la loro esposizione alla radiazione solare determina la produzione di energia elettrica. All’interno del modulo ci sono le celle fotovoltaiche, generalmente costituite da sottilissime fette di silicio che, opportunamente trattate, danno luogo alla conversione diretta dell’energia luminosa in energia elettrica. Sulla base delle caratteristiche della cella si parla di celle a silicio monocristallino, policristallino e a film sottile o “thin film”. Queste tre tipologie di celle, e conseguentemente i moduli da esse ricavate, si differenziano per svariate ragioni fra le quali l’aspetto esteriore e l’efficienza, quest’ultima via decrescente passando dalla tecnologia monocristallina a quelle a film sottile. Ciò significa solo che a parità di potenza dell’impianto fotovoltaico, lo spazio occupato da un impianto a film sottile è superiore a quello in silicio policristallino.

La potenzialità del modulo si esprime in “watt di picco” il cui valore indica la quantità di energia che il modulo è in grado di produrre nell’unità di tempo in condizioni standard di irraggiamento solare e temperatura.

Le strutture di sostegno sono quelle strutture che sorreggono i moduli e provvedono al loro orientamento, dando un’inclinazione rispetto al piano orizzontale. Tali strutture possono essere in acciaio zincato a caldo o in alluminio, e vengono vincolate sulla superficie di installazione mediante degli ancoraggi o delle zavorre.

L’inverter è un dispositivo elettronico che consente di adeguare l’energia elettrica prodotta dai moduli alle esigenze delle apparecchiature elettriche e della rete, operando la conversione da corrente continua a corrente alternata con una frequenza di 50 Hz.

Il sistema di controllo (opzionale) è un dispositivo elettronico che comunica con l’inverter e con eventuali sensori e accessori. Mediante tali apparecchiature è possibile tenere sotto controllo il funzionamento dell’impianto, registrare le misure su un PC e visualizzare alcune grandezze caratteristiche su schermi o display luminosi.

Quadri elettrici, cavi di collegamento e interruttori sono i componenti elettrici che completano l’impianto.

5. Dove può essere installato un impianto fotovoltaico?

I moduli fotovoltaici possono essere collocati su tetto (sia piano che a falda), sulla facciata di un edificio o a terra. La decisione in merito alla fattibilità tecnica si basa sull’esistenza nel sito di installazione dei seguenti requisiti, che dovranno essere verificati dal progettista/installatore in sede di sopralluogo:

1. Disponibilità dello spazio necessario per installare i moduli;
2. Corretta esposizione ed inclinazione della suddetta superficie;
3. Assenza di ostacoli in grado di creare ombreggiamento.

Le condizioni ottimali per l’Italia sono esposizione SUD (accettata anche SUD-EST, SUD-OVEST) e inclinazione 30-35°.

6. Quanta elettricità dal sole?

Non ci sono più le stagioni di una volta, ma il sole ti offre la sua energia ogni volta che spunta all’orizzonte. Si vede più in estate, ma i suoi benefici si notano tutto l’anno...

La produzione elettrica annua di un impianto fotovoltaico può essere stimata attraverso un calcolo che tiene conto:

1. della radiazione solare annuale del luogo
2. dell’orientamento, dell’angolo di inclinazione dell’impianto e di eventuali ombre giornaliere e/o stagionali
3. delle prestazioni tecniche dei moduli fotovoltaici, dell’inverter e degli altri componenti dell’impianto

La potenza di picco di un impianto fotovoltaico si esprime in kWp (chilowatt di picco), cioè la potenza massima che l’impianto può produrre nelle condizioni standard di insolazione e temperatura dei moduli.

La Sicilia è la regione d’Italia più favorita, infatti un impianto fotovoltaico da 1 kWp produce 1500 kWh invece dei 1100 kWh generati dal medesimo impianto al Nord.

Realizzare un impianto fotovoltaico non è troppo complesso, ma è un lavoro che va affidato a degli specialisti che adoperano materiale di ottima qualità per poter essere sicuri della durata dell'impianto.

La manutenzione è riconducibile a quella di un impianto elettrico. Infatti i moduli che rappresentano la parte attiva dell'impianto sono costituiti da materiali inattaccabili dagli agenti atmosferici, è comunque consigliabile effettuare con cadenza annuale una ispezione visiva, volta a verificare l'integrità del vetro che incapsula le celle fotovoltaiche costituenti il modulo. Per la parte elettrica è necessario effettuare una verifica con cadenza annuale, della continuità elettrica dei circuiti di stringa e del corretto funzionamento dell'inverter.

N.B. L'energia prodotta con il fotovoltaico ha un costo nullo per combustibile: per ogni KWh prodotto si risparmiano circa 25 gr di olio combustibile e si evita l'emissione di circa 700 gr di anidride carbonica, nonché di altri gas responsabili dell'effetto serra, con un sicuro vantaggio economico e soprattutto ambientale per la collettività.