Fotovoltaico: guida utile alla scelta

Il fotovoltaico, o PV in breve, è la conversione della luce solare in elettricità. I pannelli solari sono il modo più comune di produrre elettricità attraverso la tecnologia fotovoltaica. Questo articolo vi aiuterà a capire in cosa consiste un impianto fotovoltaico e come funziona, oltre ai diversi tipi di pannelli solari disponibili oggi sul mercato. Inoltre, parleremo degli inverter e degli ottimizzatori e della loro importanza nell’installazione di un impianto fotovoltaico.

Come funziona un impianto fotovoltaico?

Un pannello solare fotovoltaico è composto da più celle, che sono composte da strati di silicio o altro materiale semiconduttore. Questa sostanza conduce elettricità se esposta alla luce.

Le cellule possono funzionare anche nei giorni nuvolosi senza la necessità di luce solare diretta. Tuttavia, la produzione di energia aumenta con l’intensità solare.

Ogni pannello solare in un sistema solare fotovoltaico produce circa 355 W di energia in condizioni di luce solare intensa. Un tipico sistema produce elettricità in corrente continua (CC) e ha una decina di pannelli. Un inverter è integrato con il sistema per convertire l’elettricità CC in CA perché le apparecchiature domestiche necessitano di corrente alternata (CA). Puoi utilizzare questa elettricità all’interno della tua casa o esportarla nella rete.

Cosa significa fotovoltaico?

Le locuzioni “foto” e “voltaico”, che derivano dai significati greci rispettivamente di luce e tensione, indicano sostanzialmente l’elettricità prodotta dall’energia solare con il termine “fotovoltaico” (PV). Il meccanismo mediante il quale una sostanza come il silicio trasforma la luce solare in elettricità viene chiamato “effetto fotovoltaico” ed è descritto con il termine “fotovoltaico” in questo contesto.

Una sottile lastra di vetro è laminata con celle fotovoltaiche. I fotoni dei raggi solari colpiscono il silicio delle celle fotovoltaiche, accendendo i suoi elettroni. Quando gli elettroni vengono raccolti dal cablaggio integrato nelle celle fotovoltaiche, viene prodotta una corrente elettrica.

Un pannello solare è costituito da un certo numero di celle fotovoltaiche; il numero dipende dalla tensione e dalla corrente di uscita che il pannello solare deve fornire. L’energia CC è prodotta da pannelli solari di dimensioni comprese tra 5 e oltre 400 watt di potenza di picco (corrente continua).

È possibile convertire l’energia solare direttamente in CA con un inverter connesso alla rete e immettere qualsiasi energia extra nella rete nazionale per i crediti, oppure è possibile immagazzinare l’energia CC dal pannello solare in batterie e convertirla in CA tramite un inverter come necessario.

Da cosa è costituito un impianto fotovoltaico?

Un impianto fotovoltaico è costituito da:

• Pannelli fotovoltaici, generalmente installati sul tetto di un edificio come il tetto di una casa o di una fabbrica.
• Batterie o accumulatori per immagazzinare energia e fornire energia durante le ore di punta. In altre parole, le batterie immagazzinano l’elettricità in eccesso generata dai pannelli solari e la forniscono agli elettrodomestici quando necessario. La loro capacità si misura in kWh, cioè in chilowattora al giorno (kWh/giorno).
• Un inverter converte la corrente DC (corrente continua) dalle batterie in corrente AC con livelli di tensione alternata compatibili con gli elettrodomestici come luci e televisori.
• Un ottimizzatore ottimizza il funzionamento dell’impianto solare gestendo il consumo in base alle risorse naturali disponibili in un determinato momento.

Tipi di pannelli fotovoltaici

I pannelli fotovoltaici sono di tre tipi:

• Monocristallino
• policristallino
• Amorfo

Il monocristallino è il più costoso, ma anche il più efficiente. Ha un alto tasso di conversione e può essere utilizzato per progetti su piccola scala. Le celle solari policristalline sono meno costose di quelle monocristalline, ma sono comunque convenienti per progetti su larga scala. Le celle solari a film sottile sono più convenienti delle altre due opzioni, ma sono anche meno efficienti e quindi non sono consigliate per le abitazioni che richiedono molta energia o che vivono in zone con un’intensa luce solare.

Quale pannello fotovoltaico è il più adatto?

Oggi sul mercato sono disponibili diversi tipi di pannelli, ognuno con caratteristiche e vantaggi unici. Scegliere quello giusto per la vostra applicazione può essere difficile. Ecco alcune delle nostre considerazioni chiave:

• Prezzo: Il budget dovrebbe essere un fattore determinante nella scelta del tipo di pannello fotovoltaico più adatto alle vostre esigenze. Sebbene tutti i pannelli offrano un’eccellente produzione ed efficienza energetica, alcuni possono costare più di altri a causa del loro design o dei materiali utilizzati durante il processo di produzione. È importante considerare quale tipo di pannello fornirà risultati ottimali in base al budget e alla quantità di energia prodotta per dollaro speso che vi interessa di più.
• Requisiti dell’ubicazione: Se è importante che l’impianto solare generi abbastanza elettricità dalla luce del sole senza bisogno di fonti di energia aggiuntive come turbine eoliche o idroelettriche, allora la scelta di un luogo specifico dove ci sarà sempre molta luce solare diretta potrebbe rivelarsi vantaggiosa, perché alcune parti della terra ricevono meno sole di altre a seconda della posizione geografica all’interno del pianeta Terra (come il Polo Nord o il Polo Sud). Ma se questo non è un problema, allora scoprire dove ci sono meno interferenze da parte di alberi o edifici che bloccano la luce del sole potrebbe non avere molta importanza rispetto ad altri fattori come il prezzo e le valutazioni di qualità/affidabilità tra i prodotti della concorrenza prima di decidere quale tipo si adatta meglio alle esigenze complessive, dato che questi fattori variano a seconda delle zone climatiche del mondo; per questo consigliamo di visitare i negozi locali in modo da poter confrontare le specifiche tra i vari marchi in base a questi criteri piuttosto che affidarsi esclusivamente alle recensioni online”.

Se vivete in un luogo con molti alberi, trovare il miglior pannello solare può essere più difficile che se vivete in una zona con meno alberi. Gli alberi possono impedire alla luce solare di raggiungere i pannelli solari e ridurne l’efficienza.

Inverter, a cosa serve?

L’inverter è un dispositivo che converte l’elettricità CC prodotta dai pannelli fotovoltaici in corrente alternata, che può essere immessa nella rete o utilizzata in casa. I pannelli solari sono collegati a un inverter per produrre corrente alternata che può essere utilizzata per l’illuminazione, il riscaldamento e il raffreddamento, il pompaggio dell’acqua e altre esigenze domestiche.

Un inverter ha tre funzioni principali:

• Convertire la tensione continua (corrente continua) dei moduli solari in tensione alternata (corrente alternata) utilizzabile per gli elettrodomestici standard come frigoriferi e televisori.
• Proteggere i componenti dalle fluttuazioni di tensione che si verificano in caso di variazioni delle condizioni atmosferiche, come pioggia battente o vento forte, che influiscono sulle prestazioni dell’impianto fotovoltaico.
• Si scollega automaticamente dalle linee di alimentazione durante le interruzioni di corrente, in modo da evitare blackout quando si utilizzano fonti di energia alternative come i pannelli solari sul tetto.

Ottimizzatori. Quando serve installarli?

Gli ottimizzatori sono dispositivi elettronici che inviano corrente supplementare attraverso il campo fotovoltaico per migliorarne le prestazioni. Funzionano seguendo il movimento del sole durante il giorno e cambiando automaticamente il flusso di corrente tra i pannelli per massimizzare la produzione. Gli ottimizzatori sono molto utili nelle aree in cui le nuvole si spostano rapidamente su un cielo altrimenti soleggiato, o quando ci sono ombre proiettate da edifici o alberi circostanti.

Degradazione dei pannelli solari

Il degrado dei pannelli solari è una delle considerazioni più importanti quando si acquista un pannello solare. La quantità di energia prodotta dal sistema dipende dalla sua efficienza. Purtroppo, i pannelli solari non sono efficienti al 100%. Sono soggetti a degrado nel corso del tempo, il che significa che invecchiando perdono parte della loro capacità di convertire la luce in elettricità.

La durata e il tasso di degrado variano da pannello solare a pannello solare e persino da lotto a lotto nella linea di produzione dello stesso produttore. È possibile calcolare quanto tempo il sistema produrrà alla sua massima capacità moltiplicando la sua efficienza (misurata in percentuale) per il suo indice di rendimento (misurato in watt per metro quadro). Moltiplicate poi questo numero per l’area coperta dall’impianto (in metri quadrati). In questo modo si ottiene una stima della durata del sistema in condizioni ideali (ad esempio, senza ombreggiature o accumuli di polvere). Quando si calcola la quantità di energia che una singola unità può produrre nel corso della sua vita, si deve tenere presente che la luce solare varia a seconda della posizione in cui si installa ciascun pannello rispetto agli altri edifici e agli alberi presenti nel cortile, nonché a seconda dei periodi in cui le nuvole bloccano completamente la luce solare.

Quanti kWh all’anno vengono prodotti da un impianto fotovoltaico?

Per capire la quantità di energia prodotta dal pannello solare, dovete innanzitutto considerare la sua posizione.

La quantità di energia prodotta dipende dalle dimensioni dell’impianto, dalla sua posizione e dal clima. La media è compresa tra 2 e 10 kWh al giorno per 1kWp di capacità installata per gli impianti situati in aree con un tasso di insolazione superiore a 5kWh/m2/giorno (meno di questa quantità).

È la quantità media di energia che un pannello solare può generare in un giorno. Il numero varia a seconda del clima, della posizione e delle dimensioni dell’impianto.

Batterie o accumulatori per impianti fotovoltaici. A cosa servono?

Le batterie o gli accumulatori sono utilizzati per immagazzinare l’elettricità prodotta dai pannelli fotovoltaici. Possono essere utilizzate per alimentare la casa in caso di interruzione della corrente, ma anche per fornire energia a specifici elettrodomestici.

Come funzionano le batterie?

Le batterie contengono due elettrodi (un anodo e un catodo) separati da un elettrolita che contiene ioni. Il potenziale elettrico tra gli elettrodi è mantenuto dalle reazioni chimiche che avvengono all’interno dell’elettrolita. Durante queste reazioni, gli elettroni si muovono attraverso un circuito esterno, generando elettricità. Quando una batteria viene scaricata e poi ricaricata, perde capacità nel tempo; se ciò avviene troppo rapidamente, non rimane abbastanza carica nella batteria per far funzionare apparecchiature che richiedono quantità significative di elettricità, come le luci o gli elettrodomestici che utilizzano quantità significative di energia in modalità standby (come i televisori).

Prezzo di un impianto fotovoltaico

Sono molti i fattori che incidono sul costo di un impianto fotovoltaico, ma alcuni dei più importanti sono:

• La dimensione dell’impianto. Gli impianti più grandi tendono ad essere più costosi di quelli più piccoli.
• Numero e tipo di pannelli utilizzati nell’impianto. Pannelli diversi hanno efficienze e garanzie diverse, che incidono sui costi complessivi.
• Tipo di inverter scelto per il sistema (se applicabile). Alcuni inverter sono più efficienti di altri e quindi costeranno meno nel tempo quando si tratta di costi di gestione per l’utilizzo dell’elettricità da parte dei consumatori durante i periodi di picco, come l’estate, quando la domanda sulle reti è elevata, il che si traduce in prezzi dell’elettricità più elevati per le famiglie con impianti solari collegati direttamente a tali reti; ciò è dovuto ai livelli più bassi di addebito per chilowattora e alla riduzione del consumo dovuta all’autogenerazione attraverso l’interazione tra generazione e stoccaggio con batterie/accumulatori utilizzati insieme ai pannelli solari – questo significa un maggiore risparmio nel tempo e anche una riduzione dell’impatto ambientale, dal momento che vengono rilasciate meno emissioni di CO2 nell’atmosfera grazie ancora!

Le migliori marche di pannelli fotovoltaici

Le migliori marche di pannelli fotovoltaici sono le seguenti:

• Suntech
• Panasonic
• LG
• SunPower
• Trina Solar (acquisita da Jinko Solar nel 2017)
• Hanwha Q Cells (acquisita da Canadian Solar nel 2016) * Jinko Solar (acquisita da
• Risen Energy nel 2018) * Risen Energy ((acquisita Hanwha Q Cells nel 2018)

Conclusione

In sintesi, l’installazione di un impianto fotovoltaico è un investimento che si può scegliere di fare. Fornirà elettricità alla vostra casa per gli anni a venire, ma è importante scegliere quello giusto per le vostre esigenze. Non è necessario spendere molto per pannelli realizzati con materiali costosi come il silicio o l’arseniuro di gallio, purché abbiano una buona efficienza e siano sufficientemente resistenti per un uso a lungo termine.