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| Esempi
di installazioni |
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| La
tecnologia del fotovoltaico |
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la
cella è un dispositivo costituito da una sottile fetta
(wafer) di materiale semiconduttore, molto spesso silicio.
Il silicio è di norma intrinsecamente drogato mediante
l’inserimento nella struttura cristallina di atomi di
boro. Una faccia della fetta viene invece drogata per diffusione
ad alta temperatura con piccole quantità di fosforo.
Nella zona di contatto tra i due strati a diverso drogaggio
si determina un campo elettrico; quando la cella è esposta
alla luce, si generano delle cariche elettriche e, se le due
facce della cella sono collegate ad un utilizzatore, si avrà un
flusso di elettroni sotto forma di corrente continua.
L’energia sfruttabile dipende dalle caratteristiche della
cella: l’efficienza di conversione (percentuale di energia
elettromegnetica trasformata in energia elettrica disponibile)
per celle commerciali al silicio è in genere compresa tra
il 12% e il 17%.
In pratica la tipica cella in silicio mono o polcristallino, di
spessore di 0,25/0,35mm, generalmente quadrata, si comporta come
una piccola batteria, producendo, con soleggiamento di 1 kW/mq
e a 25°C, una corrente di 3A con una tensione di 0,5V, quindi
una potenza di 1,5W di picco (Wp).
Per quanto riguarda la tecnologia delle celle, il processo per
ottenere il silicio è, nel caso del monocristallino, quello
utilizzato dall’industria elettronica; viene preparato con
silicio metallurgico puro al 98%, cristallinità addirittura
superiore alle esigenze del fotovoltaico; da alcuni anni si utilizza
il silicio policristallino che unisce ad un buon grado di purezza
del silicio, costi inferiori. Esiste poi il silicio amorfo, tecnicamente
differente, con aspetto gradevole per il colore uniforme marrone/rossastro
che lo ha reso gradito ad architetti e designer; quest’ultimo è il
più economico ma, avendo un’efficienza minore, ha
bisogno, a parità di dimensionamento dell’impainto,
di superfici maggiori
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| Moduli,
stringhe, pannello, campo |
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le
celle solari costituiscono un prodotto intermedio dell'industria
fotovoltaica: forniscono valori di tensione e corrente
limitati in rapporto alle richieste degli apparecchi utilizzatori,
sono fragili, non sono isolate e sono prive di supporto meccanico.
Vengono quindi assemblate in una struttura robusta e maneggevole,
in grado di funzionare per molti anni anche in condizioni difficili:
il modulo fotovoltaico. I moduli in commercio più diffusi
hanno dimensioni da 0,5mq a 1mq con potenze dai 50Wp ai 150Wp;
le prove meccaniche di resistenza alla grandine vengono fatte con
sfere di ghiaccio di diametro da 45mm a 75mm con velocità tra
i 30m/s e i 39m/s. Un insieme di moduli collegati elettricamente
costituisce una stringa; più stringhe collegate in parallelo
costituiscono un campo fotovoltaico. |
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| L'impianto
fotovoltaico |
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è un sistema atto a trasformare l’energia
solare in energia elettrica. Il dispositivo che sta alla base di
tale impianto e che ha il compito di attuare questa conversione è il
MODULO FOTOVOLTAICO. Questi dispositivi, che possono variare per
dimensione e potenza, vengono collegati in serie ed in parallelo
a fornire l’energia richiesta alle esigenze di consumo dell’utenza.
I moduli però producono una corrente continua che deve essere
trasformata in alternata, quando l’impianto deve essere collegato
alla rete elettrica. Questa trasformazione avviene attraverso un
sistema di conversione prodotto da un dispositivo chiamato inverter.
Un impianto così realizzato, cioè allacciato alla
rete elettrica, viene denominato, impianto Grid-connected. Esiste
comunque un secondo tipo di impianto che prevede un collegamento
a batterie: questo prende il nome di impianto Stand-alone. Questi
impianti vengono utilizzati per alimentare utenze isolate cioè lontane
dalla rete Enel. |
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| Sistemi
connessi alla rete "grid-connected" |
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questi
tipi di impianti solari fotovoltaici producono corrente elettrica
che viene immessa, una volta convertita in corrente
alternata a 220 Volt, nella rete Enel, per essere usata nella
tua città. Questo avviene attraverso un contatore speciale
installato dall'Enel: in questa maniera non necessitiamo di
costose batterie
per conservare l'energia elettrica prodotta, ma la possiamo riprendere
dall'Enel in qualsiasi momento, pagando solo la differenza tra
quella prodotta e quella consumata.
Scambiare corrente con l'Enel ha un costo di circa 30 Euro l'anno,
perchè questo è il
costo per il noleggio del contatore di acquisto dell'energia prodotta dai moduli
fotovoltaici.
Quindi come soluzione non è molto dispendiosa, se si considera che invece
fornirsi di batterie può costare facilmente anche 1.000 Euro, oltre alle
problematiche di usura delle batterie stesse che hanno una vita di circa 10-15
anni.Dotarsi di batterie è abbastanza sconsigliato anche perchè purtroppo
le batterie saranno cariche al massimo durante i mesi estivi, quando magari non
necessitiamo di molta energia elettrica, o siamo in vacanza, mentre faranno fatica
a caricarsi durante i mesi invernali, proprio quando serve più energia
nell'abitazione. |
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| I
sistemi isolati : "Stand-alone" |
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questi tipi di impianti solari fotovoltaici producono
corrente elettrica, che viene utilizzata per caricare delle batterie,
normalmente a 12-24 Volt, in modo da poter utilizzare l'energia
elettrica, prodotta dai moduli fotovoltaici, in un qualsiasi momento
della giornata.
Normalmente questi tipi di impianti sono usati laddove l'Enel non arriva con
i propri cavi, quindi baite di montagna, o case in campagna, oppure nel caso
ci si voglia staccare completamente o parzialmente dall'Enel.
Anche se in realtà, staccarsi completamente dall'Enel, può creare
seri problemi nel momento in cui ci siano guasti, o giornate particolarmente
nuvolose, oltre al fatto che comunque in linea di massima, da un punto di vista
ecologico e pratico è più conveniente cedere l'energia prodotta
direttamente all'Enel, piuttosto che conservarla in batterie costose e che
una volta in disuso diverranno materiale altamente inquinante.
Si possono utilizzare lampade, frigoriferi o apparecchiature speciali che, funzionando
a 12-24 Volt, non necessitano dell'inverter per funzionare.
Altrimenti, se è indispensabile usare corrente elettrica a 220 Volt, è necessario
anche installare un inverter, il cui compito è di trasformare la corrente
delle batterie in corrente alternata a 220 Volt.
Occorre tenere in considerazione, in questo caso, che non è più necessario
acquistare un inverter di tipo professionale ( che richiede l'Enel ), ma ne
basta un modello abbastanza economico. |
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