Fotovoltaico

Pannelli fotovoltaici

Com’è noto, il fotovoltaico rappresenta una forma di tecnologia deputata alla produzione di energia economica, pulita e tendenzialmente inesauribile, originariamente impiegata nell’ambito dei programmi spaziali e soltanto in tempi recenti, in concomitanza con i primi, reali, problemi connessi all’esaurimento di combustibili fossili, considerata ed apprezzata anche per finalità connesse al consumo domestico, agricolo ed industriale. Il meccanismo di funzionamento del fotovoltaico si fonda sulla conversione in energia elettrica continua del calore che promana dalle radiazioni solari, senza che siano necessarie, all’uopo, strumentazioni meccaniche intermedie di alcun genere (turbine e simili).

Perché ciò accada è necessario che la radiazione solare sia filtrata da un materiale semiconduttore, il silicio, in genere, che ha lo scopo, al contempo, di canalizzare gli elettroni per la produzione dell’energia e di impedire la dispersione del calore.

Un impianto fotovoltaico è costituito da celle in grado di produrre 1,5 Watt di potenza alla temperatura media di 25°C. Dette celle vengono collegate tra di loro, in linea di massima, in serie da 36 a comporre un modulo, o pannello fotovoltaico, come altrimenti lo si suole definire. Più pannelli possono poi essere ulteriormente collegati in forma di stringe, a seconda del fabbisogno energetico che sono chiamati a soddisfare.

Una volta prodotta, l’energia fotovoltaica viene quindi trasformata in energia elettrica e trasferita all’utenza finale mediante appositi dispositivi il cui insieme è noto con l’acronimo di BOS (Balance of System). É interessante osservare che simili dispositivi nascono dotati di contatori che funzionano in maniera opposta rispetto a quelli cui siamo avvezzi, poiché si tratta, in tal caso, di comunicare all’Ente erogatore non già quanta energia l’utente abbia consumato, bensì quanta ne abbia prodotto.

Tenuto conto di quanto detto, è bene chiarire che, per quanto somiglianti, i pannelli fotovoltaici sono cosa diversa dai pannelli solari termici, essendo questi ultimi preordinati alla sola produzione dell’acqua calda per finalità domestiche, sfruttando l’energia termica prodotta dal sole.

La tecnologia fotovoltaica (FV) si fonda sulla capacità di taluni elementi chimici opportunamente trattati – in genere il silicio fuso e cristallizzato – di convertire le radiazioni emesse dai raggi solari in energia elettrica, senza che sia necessario all’uopo predisporre od innescare alcun meccanismo intermedio o finale di movimento. Tali elementi chimici trattati fungono da semiconduttori poiché svolgono, al contempo, di trasmettere e filtrare la radiazione e di impedire dispersioni energetiche.

Sebbene le prime applicazioni del fotovoltaico si facciano risalire, addirittura, alla prima metà dell’800, si tratta, in realtà, di una tecnologia sperimentata e sviluppata soltanto in tempi recenti, in principio, nell’ambito dei programmi spaziali, con l’idea di creare una fonte energetica alternativa che fosse al contempo economica, tendenzialmente inesauribile ed autonoma. I problemi connessi all’esaurimento delle risorse energetiche sul pianeta, tuttavia, hanno oggi fortemente decentrato l’asse dell’attenzione del fotovoltaico ai settori del consumo domestico ed industriale, portando la tecnologia FV al servizio e alla portata di tutti.

Il meccanismo di funzionamento è incentrato intorno ad una sorta di struttura molecolare detta modulo fotovoltaico, composta da celle tra loro collegate (un modulo base è composto, in genere, da 36 celle) le quali, al contatto con la radiazione solare, producono una sorta di attrito tra cariche positive e cariche negative che genera corrente.

Per aumentare il potenziale energetico, poi, più moduli vengono ulteriormente collegati in sequenze dette stringhe, e raccordati agli impianti dell’utenza finale mediante una serie di dispositivi indicati con la sigla BOS ( Balance of System).

Sulla base del tipo di configurazione dell’impianto, si è soliti distinguere i sistemi fotovoltaici in sistemi autonomi, o stand alone, destinati all’esclusiva fruizione dell’utenza finale; e sistemi connessi alla rete elettrica, o grid connected (a loro volta suddivisi in centrali fotovoltaiche e sistemi integrati negli edifici), per i quali, al contrario, è previsto il recupero del surplus energetico con cessione all’ente erogatore, mediante un doppio contatore che registra il flusso d’energia in entrata ed in uscita.