Impianti Fotovoltaici

HOME > Servizi > Impianti Fotovoltaici

Fra le diverse tecnologie messe a punto per lo sfruttamento dell’energia solare, quella fotovoltaica è la più innovativa e promettente, a medio e lungo termine, in virtù delle sue caratteristiche di modularità, semplicità, affidabilità, ridotte esigenze di manutenzione ed in continuo progresso.

L’integrazione strutturale, elettrica e architettonica dei sistemi fotovoltaici negli edifici, permette di ridurre in maniera consistente il costo degli impianti, per la parte relativa al generatore vero e proprio, che costituisce una parte rilevante dell’installazione.
Nel solo settore edilizio, il fotovoltaico rappresenta, al giorno d’oggi, una tecnologia prossima alla maturità e caratterizzata da innumerevoli van-taggi che consistono: nel ridotto impatto ambienta-le, nella possibilità di produzione decentrata dell’elettricità direttamente nei luoghi di utilizzo (con particolare riferimento alle utenze remote o isolate), nella modularità delle realizzazioni possibili (che possono variare la propria taglia da installazioni della potenza di pochi watt alle grandi centrali da alcuni megawatt). Il progressivo sviluppo del settore, inoltre, lascia prevedere buone prospettive commerciali e occupazionali, che andrebbero a sommarsi ai benefici ambientali ottenibili.

La radiazione, cioè l’energia, che arriva sulla superficie terrestre e che viene utilmente raccolta dal dispositivo (modulo FV) che ne convertirà una parte in energia elettrica, dipende dall’insolazione o dall’irraggiamento del sito.
Le condizioni climatiche locali influenzano i valori di insolazione; la latitudine costituisce un fattore determinante: l’insolazione cresce quanto più ci si avvicina al sole.
Inclinazione (tilt) ed orientamento della superficie captante delle celle sono i fattori determinanti del rendimento, ossia della capacità produttiva, di un impianto FV.
L’inclinazione è rappresentata dall’angolo tra la superficie della cella ed il piano orizzontale; l’orientamento è dato dall’angolo (azimut) tra il piano su cui stanno le celle e la direzione Sud (per il nostro emisfero.)

I MODULI FOTOVOLTAICI
La conversione della radiazione solare, in parte diretta in parte diffusa, in una corrente di elettroni avviene nella cella FV: un dispositivo costituito da un sottile strato di materiale semiconduttore molto spesso silicio semiconduttore, silicio, mono o policristallino, l’elemento più diffuso in natura, dopo l’ossigeno.

La fetta costituita da silicio è di norma intrinsecamente drogata, mediante l’inserimento nella struttura cristallina di
atomi di boro. Una faccia dello strato viene invece, drogata per diffusione ad alta temperatura con piccole quantità di fosforo. Nella zona di contatto tra i due strati a diverso drogaggio si determina un campo elettrico; quando la cella è esposta alla luce, si generano delle cariche elettriche e, se le due facce della cella sono collegate ad un utilizzatore, si avrà un flusso di elettroni sotto forma di corrente elettrica continua.

I moduli fotovoltaici in silicio cristallino più comuni hanno dimensioni variabili da 0 5 m ² a 1 5 0,5 1,5 m², con punte di 2,5 m² generalmente usati per grandi impianti. Non vi è comunque particolare interesse a costruire moduli di grandi dimensioni, a causa delle grosse perdite di prestazioni che l'intero modulo subisce all'ombreggiamento (o malfunzionamento) di una sua singola cella.

La potenza più comune si aggira intorno ai 200 Wp a 32 V, raggiunti in genere impiegando 54/60 celle fotovoltaiche. La superficie occupata dai modelli commerciali si aggira in genere intorno ai 7,2 m²/kWp, ovvero sono necessari circa 7,2 metri quadrati di superficie per ospitare pannelli per un totale nominale di 1.000 Wp.

I moduli in commercio più prestanti raggiungono un'efficienza del 19.6% e richiedono quindi una superficie di 5,147 metri quadrati per 1.000 Wp.



L’INSTALLAZIONE DEL MODULO FOTOVOLTAICO

Oggi per produrre elettricità sufficiente ad un’abitazione (3 kW) è necessario installare una superficie di circa 24 mq di pannelli inclinati. Si deve quindi avere a disposizione un luogo adatto per ampiezza ed esposizione.

Vanno quindi considerati alcuni fattori:

  • L’orientamento > preferibile verso sud-est o sud-ovest
  • Le zone d’ombra > valutare che alberi, camini o costruzioni non oscurino parte dell’installazione.
  • L’inclinazione > i pannelli devono essere perpendicolari all’irraggiamento solare
  • La vicinanza al contatore > da valutare per calcolare le eventuali dispersioni in fase di trasferimento.

Impianti fotovoltaici possono essere installati su una parete verticale o addirittura su strutture isolate che si muovono seguendo il sole (inseguitori solari).

L’UTILIZZO DELLA RETE ELETTRICA
I moduli fotovoltaici producono energia nel momento stesso in cui sono sottoposti alle radiazioni solari. Nei giorni molto nuvolosi la produzione risulta ridotta, di notte è totalmente assente. Per questo motivo l’impianto collegato alla rete elettrica utilizza l’energia prodotta durante le ore di funzionamento.
L’energia in sovrappiù viene immessa nelle rete elettrica. Al contrario, quando serve energia elettrica nelle ore di scarsa o nulla produzione, l’impianto preleva energia elettrica dalla rete. Per questo è necessario installare un secondo contatore che quantifica l’energia prelevata dalla rete.
Il vantaggio economico per l’utente risulta dalla bilancia di energia prodotta e utilizzata.

IMPIANTI A COGENERAZIONE
La cogenerazione è la produzione congiunta di elettricità e calore con un unico sistema: le due energie vengono prodotte a partire da una sola fonte energetica, fossile o rinnovabile.
Consente quindi di produrre elettricità e calore contemporaneamente. Questo sistema ha trovato larga applicazione in campo industriale ma sono oggi disponibili efficienti sistemi di micro-cogenerazione per le piccole utenze.
Il risparmio è rappresentato soprattutto dall’utilizzo di un solo combustibile e da un suo utilizzo più efficiente, con riduzione delle perdite di trasformazione (risparmio fino al 30%).
Altri vantaggi sono rappresentati dai ridotti tempi di ammortamento, dalla riduzione delle emissioni inquinanti e dalla possibilità di accedere ad incentivi e agevolazioni (es. 55%).