Molti di noi non sanno come è fatto un impianto fotovoltaico, da quali e quanti parti è composto. Oggi cercheremo di spiegare in maniera semplice e lineare quali sono i componenti e come funzionano. Un sistema del genere è composto da Moduli fotovoltaici, Inverter, sistemi di fissaggio ,cavi, e contatori. Non c'è niente di complicato, la tecnologia non è così avanzata come si possa credere. Partiamo quindi con le spiegazioni.
sono il cuore del sistema. Quelli che fanno tutto il lavoro, ovvero trasformare l'energia del sole in corrente elettrica. I moduli possono avere potenze differenti, espresse in watt, e ovviamente maggiore è la potenza, più grande saranno le loro misure. Per un impianto casalingo di solito si usano pannelli con potenze comprese tra 200 e 300 watt. Si collegano in parallelo tra di loro in stringhe differenti. 10 pannelli da 300 watt connessi fra di loro possono generare energia al massimo della loro potenza per 3000 watt.
Ovviamente parliamo dell'energia massima che si potrà produrre, in estate, con la massima insolazione, quando i raggi colpiscono in maniera perpendicolare i moduli. In tutti gli altri casi avremo scostamenti differenti a seconda dell' ora e della stagione. Più il sole è fiacco e lontano meno sarà l'energia che si produce.
Le celle fotovoltaiche che compongo i moduli (di solito il numero per ogni modulo è compreso tra 60 e 72) sono fatte di silicio, un materiale semiconduttore. In sostanza, quando la luce colpisce la cella, una certa porzione della stessa (è l'efficienza o rendimento solitamente compresa tra il 15 ed il 18%) viene assorbita dal silicio e ciò permette agli elettroni di passare tra uno strato e l'altro di silicio. Il passaggio provoca una corrente elettrica. L'abbiamo semplificata, coloro che vogliono approfondire possono leggere l'articolo su l'effetto fotovoltaico di Wikipedia.
I moduli fotovoltaici rappresentano il 60% della spesa di un impianto, con costi compresi tra 1 e 1,5 euro per watt.
Inverter: la corrente elettrica prodotta dai moduli è CONTINUA, le utenze elettriche che utilizziamo nella nostra casa hanno bisogno di quella ALTERNATA. Questo apparecchio fa questo lavoro, ovvero trasformare la corrente continua in alternata. Il suo costo è di circa 0,5 euro per watt, quindi un inverter che gestisce un impianto da 3kw costerà circa 1500 euro.
Fissaggio:staffe e binari per bloccare i moduli fotovoltaici sono essenziali, devono essere molto robusti soprattutto per supportare folate di vento molto forti.
Contatori e cavi:: i primi serviranno per sapere in qualsiasi momento quanta corrente elettrica stiamo producendo, in modo da tarare anche i nostri consumi. In un giorno di pieno sole, se stiamo producendo ad esempio 2500 watt, e ne stiamo utilizzando solo 1000 potremo approfittarne per fare una lavatrice perchè stiamo inutilizzando 1500 watt.
Questi sono i componenti principali, ma se vogliamo realizzare un impianto fotovoltaico stand-alone, ovvero in grado di generare corrente anche la notte abbiamo bisogno ancora di due componenti, batterie e regolatore di carica. Questi tipi di impianti sono utili anche per zone in cui la corrente elettrica proprio non arriva, tipo alta montagna, rifugi, oppure barche o case che si trovano in zone remote.
Batterie: possono essere al piombo-acido oppure al nickel-cadmio o litio. Le prime costano di meno ma rispetto alle altre sono meno efficienti.
Regolatore di carica: le batterie come sappiamo durano molto più a lungo se non sono sovraccariche o se non si scaricano del tutto. Questo è quello che fa un regolatore di carica. Una volta che le batterie sono completamente cariche, il regolatore di carica blocca la corrente proveniente dai moduli fotovoltaici. Alla stesa maniera quando stanno per scaricarsi del tutto, il regolatore avvisa che si stanno scaricando bloccando il loro uso. Il regolatore di carica è essenziale per lunga durata della batterie.
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