Solare Fotovoltaico

Un impianto fotovoltaico trasforma direttamente l’energia solare in energia elettrica. E’ composto essenzialmente da:

  • pannelli o moduli fotovoltaici;
  • gli inverter, che trasformano la corrente continua generata dai pannelli fotovoltaici in corrente alternata;
  • I quadri elettrici e i cavi di collegamento.

I pannelli fotovoltaici sono costituiti da celle in materiale semiconduttore. Il materiale più utilizzato è il silicio cristallino. Gli impianti fotovoltaici vengono generalmente connessi alla rete elettrica di distribuzione (GRID CONNECTED), oppure possono costituire utenze isolate (stand alone), una soluzione adottata per assicurare l’energia elettrica in zone lontane dalla rete.

Qui si possono distinguere i diversi dispositivi che rendono funzionale l’impianto:
Generatore fotovoltaico: è costituito dal collegamento di moduli fotovoltaici ed è in grado di trasformare l’irraggiamento solare in corrente elettrica continua.

Convertitore statico DC/AC: converte la corrente elettrica continua prodotta dai moduli in corrente elettrica alternata, quella cioè, normalmente usata in ogni edificio. Il convertitore è anche in grado di allineare la corrente elettrica alla frequenza di rete normalmente 50 Hz e alla tensione di funzionamento (230V monofase, 400V trifase).

Quadro elettrico: è l’elemento di protezione in lato continuo ed in lato alternato dell’impianto. E’ costituito prevalentemente da scaricatori di tensione e da interruttori automatici.

Contatori: solitamente vengono installati due contatori. Il primo contatore, installato subito dopo l’inverter, monitora tutta la corrente prodotta dall’impianto fotovoltaico. A questo primo contatore è associato il meccanismo di finanziamento statale. Il secondo contatore sostituisce quello della rete di distribuzione: è bidirezionale, per cui è in grado di fare un bilancio tra l’energia immessa dall’impianto verso la rete elettrica e quella prelevata dalla rete elettrica verso l’utenza. A questo secondo contatore è associato il risparmio sulla bolletta elettrica.

Funzionamento di impianti ad isola (OFF-GRID)
Si ricorre a questa tipologia di impianto solamente quando il fotovoltaico diventa un’esigenza. Alcuni esempi possono essere: baite montane, camper, barche, case isolate e non raggiunte dalla rete elettrica. Inoltre fanno parte di questa tipologia di impianto anche tutte quelle applicazioni quali ad esempio l’illuminazione della segnaletica stradale o l’illuminazione nei giardini domestici.

I componenti fondamentali di questa tipologia di impianto fotovoltaico sono i seguenti:

Pannelli fotovoltaici: trasformano l’irraggiamento solare in corrente elettrica continua

Convertitore statico: in questo caso il convertitore può essere del tipo DC/DC (chopper) o DC/AC (inverter) a seconda delle applicazioni. In alcuni sistemi, dove la tensione di alimentazione è già in linea con i moduli fotovoltaici, il convertitore può non essere presente

Regolatore di carica: è il dispositivo che in qualche modo protegge gli accumulatori impedendo, ad esempio, che al loro interno si verifichino eccessi di carica o scariche troppo veloci.

Accumulatori: sono una parte fondamentale dell’impianto ad isola, infatti sono loro che accumulano l’energia necessaria quando i moduli non sono in grado di produrne a causa delle condizioni ambientali (ad esempio nelle giornate estremamente nuvolose o nelle ore notturne). Il problema principale di questi componenti è che a causa dei frequenti cicli di carica/scarica devono essere sostituiti almeno 3 o 4 volte nel tempo di vita dell’impianto (circa 25 anni).