I componenti dei sistemi fotovoltaici
Il sistema fotovoltaico è composto dai seguenti elementi:
- Campo Fotovoltaico
- Quadro elettrico di campo
- Inverter
- Quadro di rete
- Sistema di telegestione
1. Campo Fotovoltaico
E' composto da moduli fotovoltaici
in numero variabile in base alla potenza necessaria dell'utilizzatore. Vengono
connessi elettricamente tra loro in serie formando le varie stringhe dei
moduli fotovoltaici. Ciascuna di esse produce energia in base all'esposizione
ed all'inclinazione dei moduli. Indicativamente nella nostra zona, la resa
migliore si ha con un'esposizione verso sud + o - 15° e un'inclinazione
di 31°.
2. Quadro elettrico di campo
Raccoglie le stringhe del campo fotovoltaico, è composto da apparecchiature di controllo protezione e sezionamento, effettua il parallelo delle stringhe collegando il campo fotovoltaico con l'inverter.
3. Inverter
Inverter o convertitore statico, è l'apparecchiatura
che trasforma la correte continua dei moduli in corrente alternata. E' dotato
di controlli per verificare che l'energia introdotta nella rete abbia i
necessari requisiti di qualità e sicurezza.
4. Quadro di rete
Il quaro di rete o quadro di consegna permette di effettuare
la connessione dall'inverter alla rete elettrica del gestore. Alloggiato
in prossimità del contatore di energia bidirezionale che l'ente gestore
istallerà per consentire la contabilizzazione dell'energia in uscita
dall'utenza.
5. Sistema di telegestione
Ha lo scopo di monitorare i parametri elettrici dell'intero
sistema, la tensione e la corrente dell'energia immessa in rete. E' utile
per rilevare delle anomalie che determinano la mancanza di energia.
La tecnologia di un impianto fotovoltaico
I moduli fotovoltaici
I pannelli fotovoltaici convertono la luce solare direttamente
in energia elettrica. Questi pannelli sfruttano l'effetto fotoelettrico
e hanno un efficienza di conversione che arriva fino al 32,5% nelle celle
da laboratorio. In pratica, una volta ottenuti i moduli dalle celle e i
pannelli dai moduli e una volta montati in sede, l'efficienza media è di
circa il 15%. Questi pannelli non avendo parti mobili o altro necessitano
di pochissima manutenzione. In sostanza vanno puliti periodicamente. La
durata operativa stimata dei pannelli fotovoltaici è di circa 35 anni.
Di seguito i diversi tipi di moduli fotovoltaici:
Modulo in silicio monocristallino
Efficienza del modulo pari a 15% - 17%
Utilizza il silicio purissimo che garantisce la massima conducibilità, quindi maggior rendimento.
Le celle sono realizzate con silicio monocristallino, cioè gli atomi sono disposti tutti in una struttura geometrica perfetta, senza difetti o mancanze. E' la condizione migliore per permettere un buon flusso dei portatori di carica attraverso il semiconduttore diminuendo le perdite e aumentando la conducibilità e quindi l'efficienza della cella.
Modulo in silicio policristallino
Efficienza del modulo pari a 12% - 14%
economicamente più convenienti, sono perà di minor efficienza.
Le celle sono realizzate con silicio policristallino, cioè composto da tanti piccoli monocristalli ognuno con le caratteristiche descritte sopra. E' meno pregiato del precedente poiché all'interfaccia tra un cristallo e l'altro gli atomi non sono perfettamente allineati creando discontinuità che rallentano il flusso degli elettroni.
Modulo in silicio amorfo
Efficienza del modulo pari a 6% - 9%
Molto versatili architettonicamente, adatti per applicazioni in zone con luce diffusa e ampio spazio disponibile.
Le celle di questi moduli sono realzzate in silicio amorfo, cioè con gli atomi senza nessuna disposizione spaziale ordinata. Questo rende la fabbricazione di tali celle molto economica.
La Cella Fotovoltaica
La cella fotovoltaica è l'elemento base nella costruzione di un modulo fotovoltaico, ma può venire anche impiegata singolarmente in usi specifici.
La versione più diffusa di cella fotovoltaica, quella in materiale cristallino, è costituita da una lamina di materiale semiconduttore, il più diffuso dei quali è il silicio, e si presenta in genere di colore nero o blu e con dimensioni variabili dai 4 ai 6 pollici.
Piccoli esemplari di celle fotovoltaiche in materiale amorfo sono in grado di alimentare autonomamente dispositivi elettronici di consumo, quali calcolatrici, orologi e simili.
Analogamente al modulo, il rendimento della cella fotovoltaica si ottiene valutando il rapporto tra l'energia prodotta dalla cella e l'energia luminosa che investe l'intera sua superficie. Valori tipici per gli esemplari in silicio cristallino comunemente disponibili sul mercato si attestano attorno al 15%.
Inverter
Gli
inveter sono progettati per convertire l'energia elettrica sotto forna di
corrente continua prodotta da un modulo fotovoltaico in corrente alternata
da utilizzare nella rete domestica.Sono strumenti dotati di particolari
sistemi di controllo software ed hardware per ottimizzare laresa e il controllo
dell'energia prodotta.
