Cos'è il fotovoltaico?
La tecnologia fotovoltaica consente di convertire la luce del sole (energia elettromagnetica emessa dai processi di fusione dell'idrogeno contenuto nel sole, nota come radiazione solare) in energia elettrica.
Il funzionamento della cella fotovoltaica
La conversione della radiazione solare in una corrente di elettroni avviene nella cella fotovoltaica, un dispositivo costituito da una sottile fetta di materiale semiconduttore, molto spesso silicio (approfondisci).
Quando la luce incide sulla cella fotovoltaica le cariche positive sono spinte verso la parte superiore della cella e le cariche negative verso quella inferiore (o viceversa a seconda del tipo di cella). Le parti inferiore e superiore della cella sono collegate da un conduttore e si osserva una corrente elettrica. Fino a quando la cella resta esposta alla luce, l'elettricità fluisce con regolarità sotto forma di corrente continua.
Si tratta di una tecnologia super collaudata:
- 1883: Charles Fritz produce una cella solare
- 1905: Albert Einstein pubblica la sua teoria sull'effetto fotoelettrico che gli porterà il premio Nobel
- 1963: l'azienda giapponese Sharp produce i primi moduli fotovoltaici commerciali.
Com'è fatto un impianto fotovoltaico?
I componenti principali di un impianto FV sono:
- Moduli
- Sostegni
- Inverter
- Quadri di campo
- Contatori
I moduli
Il modulo è un insieme di celle fotovoltaiche interconnesse tra loro, realizzato come un sandwich, il tutto chiuso tra una lastra di vetro, seguita da un foglio sigillante di EVA (acetato vinil-etilenico) che permette l'isolamento dielettrico dell'adiacente piano delle celle, seguito posteriormente da un secondo foglio di EVA e da un'altra lastra di vetro o un rivestimento isolante in tedlar.
Il sandwich è quindi scaldato in un forno a circa 100°, temperatura alla quale i componenti si sigillano tra loro. A quella temperatura l'EVA passa da traslucido a trasparente e si elimina altresì l'aria residua interna, che potrebbe provocare corrosione a causa del vapor acqueo presente.
Si fissa infine il sandwich così trattato in una cornice d'alluminio estruso anodizzato (per resistere alla corrosione) e si dispone la cassetta di giunzione.
I sostegni
I sostegni per i moduli sono costituiti da componentistica in alluminio estruso anodizzato con morsetti e viteria in acciaio AISI 304. Precisamente le staffe di aggancio al tetto, i morsetti di chiusura e le minuterie sono in acciaio, mentre i profili di appoggio dei pannelli sono di alluminio.
Gli inverter
L'energia generata dal pannello fotovoltaico è caratterizzata da tensione continua, mentre sia per quanto riguarda impianti civili che industriali, l'energia elettrica fornita dalla Rete nazionale è di tipo alternato. Vi è dunque la necessità di utilizzare un dispositivo capace di convertire la tensione continua generata dall'impianto fotovoltaico in una tensione alternata, utilizzabile per alimentare le utenze: tale dispositivo si chiama inverter, dotato inoltre di controlli software e hardware per ottimizzare la resa dell'energia prodotta.
I quadri di campo
I quadri di campo sono adibiti al sezionamento ed alla protezione della sezione in corrente continua all'ingresso dell'inverter: di fatto sono quindi ciò che collega il campo fotovoltaico con l'inverter stesso.
