Tutto quello che c’è da sapere sul funzionamento del pannello fotovoltaico
Come funzionano i pannelli fotovoltaici?L’energia solare è un fonte di energia rinnovabile, pulita e inesauribile; può essere raccolta e convertita in tre modi differenti (dipende dalla tecnologia impiegata):
- Solare fotovoltaico;
- Solare termico;
- Solare termodinamico;
Il solare fotovoltaico permette di convertire l’energia solare in energia elettrica utilizzabile attraverso l’impiego del pannello fotovoltaico o modulo fotovoltaico.
Il pannello fotovoltaico – Struttura
Il pannello fotovoltaico è composto da una serie di unità, meglio note come “celle”, all’interno delle quali avviene la conversione dei raggi solari in energia elettrica.
Gli elementi che costituiscono un pannello solare, pertanto, sono:
- Le celle fotovoltaiche: l’elemento base del pannello solare per produrre energia elettrica. Esse si caratterizzano per la presenza del silicio[1] (elemento chiave in quanto ha la capacità di convertire rapidamente l’energia solare in energia elettrica);
- Vetro protettivo: adibito sia alla protezione del sistema sia alla ottimizzazione della resa di energia;
- Strato posteriore: generalmente realizzato con materiali plastici, per proteggere il retro delle celle solari;
- Cornici e telai: garantiscono il giusto supporto strutturale al pannello solare e, parallelamente, aiutano a posizionare la struttura sulle superfici (tettoie) in modo sicuro;
- Connettori e cavi: permettono di collegare i pannelli solari in serie e di “trasportare” l’energia generata;
- Inverter: consente di convertire l’energia continua, prodotta dai pannelli, in energia alternata utilizzabile;
- Bypass di diodi di protezione: svolgono un’azione di “prevenzione” in quanto evitano che vi sia una dispersione della corrente attraverso le celle solari in ombra;
- Backsheet: Si tratta di uno strato posteriore che protegge l’isolamento elettrico e permette all’impianto di resistere agli agenti atmosferici esterni.
Immagine presa da Pannelli fotovoltaici: cosa sono, come funzionano e che quanto costano (tuttogreen.it)
Il pannello fotovoltaico – Funzionamento
Quando la luce solare, nello specifico i fotoni, “colpiscono” le celle (posizionate l’una accanto all’altra) queste liberano degli elettroni, producendo così corrente elettrica continua; l’efficienza delle celle è massima quando la temperatura resta al di sotto dei 25°C. I pannelli sfruttano, quindi, i raggi solari e non il calore dell’aria (per tale motivo la produzione di energia avviene anche durante le giornate nuvolose). L’energia elettrica continua (CC) prodotta dalle celle solari, per essere utilizzata all’interno delle case, viene convertita in energia alternata (CA), attraverso un inverter fotovoltaico. Una volta che l’energia viene convertita può essere utilizzata direttamente per alimentare dispositivi elettronici o può essere “immagazzinata” in apposite batterie per un suo successivo impiego. Un altro componente da considerare, oggi sempre più diffuso, è il cosiddetto “sistema di accumulo fotovoltaico”. Il sistema di accumulo si utilizza per immagazzinare l’energia in eccesso prodotta dall’impianto solare affinché si possa utilizzare nelle ore notturne, o quando si necessità.
Quando si sceglie di installare un impianto fotovoltaico bisogna osservare una serie di fattori:
Grado di inclinazione e orientamento: L’efficienza di un impianto fotovoltaico dipende dalla quantità di luce che riceve. Per tale motivo è fondamentale posizionare i pannelli in modo tale da avere i raggi solari quanto più perpendicolari ai moduli in modo tale da assorbire la massima quantità di luce;
Ombreggiamento: Bisogna, quanto più possibile, evitare che vi siano eventuali ostacoli che possano ombreggiare i pannelli durante il giorno;
Dimensione dell’impianto: Tale caratteristica dipende essenzialmente dalle esigenze energetiche del sito in cui vengono installati i pannelli;
Condizioni atmosferiche: le condizioni atmosferiche (nebbia, foschia, nuvole) sono un aspetto da non sottovalutare in quanto potrebbero ridurre la quantità di luce e quindi diminuire l’efficienza del sistema;
Costi e Benefici: I costi iniziali di un impianto fotovoltaico possono essere ammortizzati dai potenziali risparmi nel lungo periodo in bolletta e/o dagli strumenti di incentivazione messi a disposizione dallo Stato[2];
L’utilizzo dei pannelli fotovoltaici ci permette sia di ridurre le emissioni di CO2 sia di dipendere, in misura minore, dai combustibili fossili e, inoltre, di renderci protagonisti nel perseguimento della transizione verde per far fronte al cambiamento climatico.
[1] In alcuni casi vi può essere l’aggiunta di altri elementi, come il boro o il fosforo.
[2] Incentivi per l’efficienza energetica, Ministero dell’Ambiente e della Sicurezza Energetica, https://www.mase.gov.it/energia/efficienza-energetica/incentivi