Come funziona un pannello fotovoltaico?

Si sente sempre più spesso parlare di impianti fotovoltaici e ormai è di uso comune avere a portata di mano piccoli apparecchi, come ad esempio una calcolatrice, che sfruttano questo sistema per funzionare. Ma come funzionano precisamente i pannelli fotovoltaici?

Per rispondere a questa domanda occorre sapere che alcuni materiali come il silicio monocristallino sono in grado di produrre energia elettrica se colpiti dai raggi solari grazie all’effetto “fotovoltaico” scoperto per la prima volta intorno al 1950.
La parola fotovoltaico infatti esprime in sé tutto il significato della scoperta: il prefisso foto deriva dalla parola greca “luce”, mentre  l’aggettivo voltaico deriva da Alessandro Volta, l’inventore della batteria. Molteplici celle fotovoltaiche collegate tra loro formano quello che viene chiamato modulo e più moduli uniti formano i pannelli solari fotovoltaici da installare in luoghi dove ci sia un buon irraggiamento diretto dei raggi solari.

Il vantaggio di sfruttare la tecnologia fotovoltaica è evidente in quanto consente di:

• eliminare qualsiasi tipo di emissione inquinante;
• risparmiare sui combustibili fossili;
• beneficiare di una lunga vita dell’impianto (in media 20 anni, in quanto non contengono parti in movimento), con costi minimi di manutenzione;
• decidere di eventualmente implementare l’impianto con moduli aggiuntivi in un secondo momento.

Esistono due tipi di sistemi fotovoltaici:

• gli impianti senza accumulo e collegati alla rete elettrica (definiti con il termine inglese grid-connected);
• gli impianti con accumulo (chiamati anche stand-alone) dotati  di accumulatori (batterie) capaci di stoccare l’energia elettrica durante il giorno (ossia durante ore di punta dell’irraggiamento solare), per poi utilizzarla durante la notte.

Gli impianti con accumulo sono utilizzati nelle “utenze isolate” con bassissimi consumi, ossia dove gli utilizzatori non sono collegati alla rete (come ad esempio avviene per le baite in alta montagna). Questo tipo di edificio, se la sua fonte di elettricità non fosse quella solare, ne rimarrebbero privo proprio la notte, quando la luce è indispensabile.

Oltre che dai pannelli fotovoltaici, i pannelli con accumulo sono composti da una batteria (per accumulare l’energia elettrica e garantire la continuità dell’erogazione anche nei periodi in cui il generatore non produce corrente) e da un regolatore di carica – la cui installazione preserva le batterie da eccessi di carica e impedisce la scarica eccessiva.

Gli impianti senza accumulo sono invece collegati direttamente alla rete elettrica nazionale e sono formati da questi elementi: celle fotovoltaiche, un inverter (che trasforma la corrente continua in corrente alternata in modo che possa essere utilizzata dalla rete elettrica), un quadro elettrico –  in cui avviene la distribuzione di energia e l’allacciamento alla rete pubblica dell’azienda elettrica per la “vendita” dell’elettricità in eccesso ossia prodotta e non consumata direttamente.

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