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Ultimo aggiornamento Venerdì 15 Agosto 2008 15:57 Mercoledì 22 Agosto 2007 10:43
La tecnologia fotovoltaica consente di trasformare direttamente in energia elettrica l'energia associata alla radiazione solare. Essa sfrutta il cosiddetto effetto fotovoltaico, basato sulle proprietà di alcuni materiali semiconduttori (fra cui il silicio, elemento molto diffuso in natura) che, opportunamente trattati ed interfacciati, sono in grado di generare elettricità una volta colpiti dalla radiazione solare (senza quindi l'uso di alcun combustibile).
Il dispositivo più elementare capace di operare una conversione dell'energia solare è la cella fotovoltaica, in grado di produrre una potenza di circa 1,5 Watt in condizioni standard. Vale a dire quando essa si trova ad una temperatura di 25°C ed è sottoposta ad una potenza della radiazione pari a 1.000 W/m².
Un modulo fotovoltaico tipo, formato da 36 celle, ha una superficie di circa mezzo metro quadrato ed eroga, in condizioni standard, circa 50W.
Il campo fotovoltaico è un insieme di moduli fotovoltaici, opportunamente collegati in serie e in parallelo, in modo da realizzare le condizioni operative desiderate. Più¹ moduli assemblati meccanicamente tra loro formano il pannello.
La bassa densità energetica dell'energia solare necessita di grandi superfici per ottenere le alte energie necessarie a rifornire le abitazioni civili.
I sistemi fotovoltaici si distinguono in sistemi isolati (stand-alone) e sistemi collegati alla rete (grid connected), questi ultimi a loro volta si dividono in centrali fotovoltaiche e sistemi integrati negli edifici.
Nei sistemi isolati, in cui la sola energia è quella prodotta dal FV, occorre prevedere un sistema di accumulo (in genere costituito da batterie tipo quelle delle automobili, e dal relativo apparecchio di controllo e regolazione della carica), reso necessario dal fatto che il generatore FV può fornire energia solo nelle ore diurne, mentre solitamente la richiesta energetica si ha durante tutte le ore del giorno.
E' opportuno prevedere quindi un dimensionamento del campo fotovoltaico in grado di permettere, durante le ore di insolazione, sia l'alimentazione del carico, sia la ricarica delle batterie di accumulo.
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Nei sistemi fotovoltaici isolati, l'immagazzinamento dell'energia avviene, in genere, mediante accumulatori elettrochimici (tipo le batterie delle automobili). Tali accumulatori permettono di far fronte a punte di carico, senza dover sovradimensionare i generatori, nonchè di garantire la continuità dell'erogazione dell'energia anche in caso di basso (o nullo) irraggiamento o guasto temporaneo dei generatori.
Poichè l'energia prodotta dal generatore FV è sotto forma di corrente continua (CC), qualora si debbano alimentare apparecchi che funzionino con corrente alternata (AC), è necessario introdurre nel sistema un dispositivo elettronico, detto inverter, che provvede alla conversione da CC a AC.
L'inverter è un elemento essenziale negli impianti collegati alla rete elettrica (che è a AC a bassa tensione [BT]), ma può non esserci se il sistema è isolato (in tal caso tutte le apparecchiature presenti dovranno funzionare in corrente continua).
Nei sistemi collegati alla rete l'inverter è sempre presente mentre, al contrario degli impianti isolati, non è previsto il sistema di accumulo, poichè l'energia prodotta durante le ore di insolazione viene immessa nella rete. Viceversa, nelle ore notturne, il carico locale viene alimentato dalla rete: un meter provvede a scalare la differenza dal contatore.
Un sistema di questo tipo è, sotto il punto di vista della continuità di servizio, più affidabile di un sistema isolato. Il sistema fotovoltaico, nel suo insieme, capta e trasforma l'energia solare disponibile e la rende utilizzabile per l'utenza sotto forma di energia elettrica.
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