Il fotovoltaico è un sistema tecnologico e innnovativo per produrre energia elettrica in corrente alternata partendo dal sole, ovvero dalla radiazione solare. Ma come funziona il meccanismo, o l’ effetto , fotovoltaico?
Il solare fotovoltaico, abbiamo detto, è una tecnologia che permette la trasformazione diretta dell’energia solare in energia elettrica.
L’elemento base è la cella fotovoltaica che si configura come una piccola lastra di silicio, materiale semiconduttore. La cella fotovoltaica, se appositamente trattata, crea una differenza di potenziale tra la superficie superiore, di segno negativo, e quella inferiore, di segno positivo.
La radiazione solare che colpisce la cella fotovoltaica colpisce e mette in movimento gli elettroni interni al materiale i quali si spostano dalla parte negativa (superiore) a quella positiva (inferiore). Tale meccanismo è già di per sè produttore di corrente continua. Ogni singola lastra, quindi, produce un quantitativo minimo di corrente elettrica. Ogni cella viene collegata alle altre e rivestita in modo da formare delle superfici più grandi: i cosiddetti moduli fotovoltaici.
Tali moduli fotovoltaici a loro volta vengono connessi tra loro in modo da formare delle “stringhe” in grado di generare anche consistenti quantitativi di energia elettrica. L’energia e la potenza prodotta dipenderanno quindi dalla quantità di moduli collegati tra loro, e dal tipo di connessione, in una logica di piena scalabilità incrementale.
Si può produrre quindi una potenza di 3 Kwp, occupando una superficie di 20-25 metri quadrati e producendo circa 4.200 Kwh l’anno, soddisfacendo ampiamente il fabbisogno di una famiglia media in Italia. Con lo stesso meccanismo si possono arrivare a produrre vere e proprie centrali fotovoltaiche dell’ordine dei Megawatt, o Gigawatt, di potenza (traendo vantaggi , tra l’altro, dalle sensibili riduzioni dei costi unitari derivanti dalle grandi economie di scala).
L’energia elettrica prodotta dall’impianto fotovoltaico durante le ore di luce deve essere accumulata per poi poter essere utilizzata in altri momenti. I modi con i quali si fa fronte a questo bisogno sono essenzialmente due: l’accumulo tramite appositi accumulatori (per impianti isolati, ovvero ‘ stand alone ‘) o la connessione in rete, ovvero alla rete elettrica nazionale.
Gli impianti Fotovoltaici si distinguono quindi in due principali tipologie in relazione al tipo di accumulo utilizzato: negli impianti fotovoltaici installati in luoghi ove non arriva la rete elettrica (zone isolate, territori montani e impervi, mezzi di trasporto, barche,..) l’accumulo si effettua tramite l’utilizzo di apposite batterie, questo è il caso degli impianti fotovoltaici ad isola. Negli impianti situati invece nelle città e in tutte le aree collegate alla rete elettrica nazionale, la corrente continua prodotta viene convertita in corrente alternata (tramite un inverter) e poi immessa nella rete di distribuzione elettrica. Con questo sistema la corrente prodotta può essere prelevata nel momento del bisogno ed è la stessa rete di distribuzione che funge da accumulatore; è questo il caso degli impianti fotovoltaici collegati in rete.
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