Si definisce “fotovoltaico” un pannello che, colpito dalla luce del Sole, produce energia elettrica.
Non ci addentreremo in spiegazioni tecniche di dettaglio, esistendo ampia bibliografia in merito. In fondo alla pagina abbiamo elencato alcuni link utili per chi desidera approfondire l’aspetto puramente tecnico.
Ai fini pratici ciò che ci interessa illustrare in questa pagina è “come posso utilizzare al meglio i pannelli fotovoltaici“, chiarendo i dubbi più comuni.
Vediamo di rispondere ad alcune delle domande che ci vengono effettuate più spesso.
E’ meglio un pannello Monocristallino? Policristallino? Amorfo? CIS?
Ogni tipologia di pannello presenta vantaggi e svantaggi:
I pannelli al silicio monocristallino sono tuttora i pannelli con la maggior efficienza per unità di superficie, cioè quelli che producono la maggior potenza (Watt) al metro quadro. Per contro sono soggetti ad un significativo calo di corrente in caso di insolazione parziale e/o di ombreggiatura. I pannelli prodotti industrialmente hanno rendimenti del 20-23%.
I pannelli al silicio policristallino sono molto simili come caratteristiche al silicio monocristallino, con analoghi pregi e difetti, ed un’efficienza leggermente minore (16-18%), che si ripercuote soltanto in una superficie leggermente maggiore a parità di potenza. In compenso, i pannelli policristallini hanno un rendimento leggermente maggiore rispetto ai monocristallini in condizioni di ombreggiature parziali, e tendono ad avere un prezzo più basso rispetto ai corrispettivi monocristallini.
I pannelli al silicio amorfo hanno efficienza sensibilmente minore dei pannelli al silicio mono/policristallino (6-8%), e quindi a parità di potenza occupano una superficie più che doppia. In compenso sono soggetti ad un minor calo di corrente in caso di insolazione parziale e di ombreggiatura, e quindi ragionando in termini di energia prodotta nell’arco dell’anno, possono talvolta risultare più efficaci del silicio cristallino, se installati in zone con clima poco soleggiato. Questa differenza così importante di dimensioni, li ha fatti oggi quasi scomparire dal mercato.
I pannelli CIS e CIGS non sono basati sul silicio, come materiale fotosensibile, ma su Rame (C=Copper), I= Indio, S=Selenio, G=Gallio.
E’ una tecnologia a film sottile che presenta caratteristiche intermedie di rendimento tra il silicio cristallino ed il silicio amorfo, (intorno al 13-14%), ottima risposta anche alle situazioni di insolazione intermedia, e flessibilità di supporto. Per contro al momento i produttori di questa tecnologia a livello mondiale non sono numerosi e quindi i prezzi sono meno competitivi rispetto alle tipologie di pannello precedentemente descritte.
Per maggiori informazioni sui pannelli CIS leggi anche Pannelli fotovoltaici CIS e Confronto Cristallino vs CIS
Nuove tecnologie si stanno affacciando sul mercato, ma con diffusione al momento non altrettanto ampia come quelle sopracitate:
– CdTe (Telloruro di Cadmio)
– Nanotecnologie
– Solare a concentrazione
Occorre la luce diretta del Sole o è sufficiente la luminosità diffusa?
Le caratteristiche nominali del pannello (potenza, tensione, corrente nominali) si ottengono con un’esposizione diretta del pannello al Sole, con un irraggiamento nominale di 1000 Watt/metro quadro, 25°C di temperatura, posizione perpendicolare ai raggi del sole, e assenza di ombreggiamenti.
I pannelli fotovoltaici producono energia anche in condizioni di luce indiretta, irraggiamento inferiore al nominale, sole non perpendicolare, cielo nuvoloso, presenza di ombreggiamenti, ma in misura molto minore.
Per l’utilizzo ottimale, un pannello fotovoltaico andrà orientato a Sud, e inclinato di 30°-45°, secondo la latitudine e la stagione (in estate è bene sdraiarli di più, in inverno è meglio metterli più verticali).
Che tipo di corrente produce un pannello fotovoltaico?
Un pannello fotovoltaico produce una corrente continua, in bassa tensione, mediamente sui 12-24V (con alcune eccezioni di tensioni superiori). I valori nominali che leggiamo sulla targhetta dei pannelli sono in effetti superiori (18-40V), ma dal punto di vista operativo tali tensioni servono per far funzionare apparecchiature con tensione nominale di 12V o 24V. Secondo i modelli, la corrente prodotta da un pannello fotovoltaico varia da pochi milliAmpere di piccolissime applicazioni fino ad un valore massimo di circa 10A, per i pannelli attualmente in commercio.
Quando la corrente di un solo pannello non è sufficiente per la propria applicazione, si possono collegare più pannelli insieme (in serie o in parallelo), moltiplicando in tal modo la potenza erogata.
Oltre al pannello fotovoltaico che cosa mi occorre?
Bisogna innanzitutto distinguere di che tipo di impianto stiamo parlando.
I sistemi fotovoltaici possono essere infatti di due tipi:
- impianti fotovoltaici non connessi alla rete elettrica (o a isola)
- impianti fotovoltaici connessi alla rete elettrica
Sistemi non connessi alla rete elettrica
Un sistema non connesso alla rete elettrica è composto da:
- uno o più pannelli fotovoltaici
- una o più batterie
- un regolatore per ottimizzare la carica della batteria
- un inverter (opzionale)
Che cosa posso alimentare con un pannello fotovoltaico?
Precisiamo innanzitutto che normalmente i pannelli fotovoltaici non alimentano direttamente le apparecchiature, in quanto la corrente prodotta da un pannello è variabile a seconda dell’ora, dell’insolazione, dell’inclinazione, ecc…
Il compito dei pannelli fotovoltaici è quello di caricare una batteria, che a sua volta alimenta le apparecchiature, scaricandosi e venendo poi ricaricata dai pannelli stessi.
I pannelli possono quindi alimentare, tramite le batterie, tutte quelle utenze che possono essere alimentate a 12V (o a 24V).
Le apparecchiature più comuni che possono funzionare a 12V sono le lampadine: non solo luci ambiente, ma anche luci da giardino, insegne, lampeggianti stradali, segnalazioni, ecc…
Poi possiamo alimentare frigoriferi (esistono molti modelli a 12V), TV, radio, utensili elettrici, apparecchi di videosorveglianza, barre per cancelli, ecc.. e possiamo naturalmente ricaricare gli apparecchi elettronici (cellulari, GPS, notebook, fotocamere, ecc..), e tanto altro ancora.
In sintesi, ogni problema di alimentazione elettrica dove non è disponibile la rete può essere risolto con i pannelli fotovoltaici in modo spesso immediatamente conveniente rispetto ad una soluzione tradizionale, che comporti ad esempio uno scavo, la tracciatura di una canalina, un quadro elettrico, ecc…
In aggiunta al risparmio immediato, è da considerare che l’energia elettrica sarà poi gratuita.
Se invece gli apparecchi che voglio alimentare funzionano a 230V?
In tal caso occorre un apparecchio aggiuntivo che si chiama “inverter”, il cui compito è quello di convertire la tensione 12V/24V/48V in corrente continua generata dal/i pannello/i nella normale corrente alternata a 230V presente in casa. Per maggiori informazioni sulla scelta dell’inverter, vai a “Come scegliere l’inverter”
Se ho un consumo di 100W mi occorre un pannello da 100W?
Questo è uno dei dubbi più comuni, per cui va chiarito un concetto fondamentale: il dimensionamento del sistema non va fatto solo basandosi sulla potenza dell’apparecchio da alimentare, ma principalmente sull’energia consumata giornalmente da tale apparecchio.
A questo proposito, vi consigliamo l’articolo kW e kWh: non confondiamoli.
Facciamo un esempio: un apparecchio di potenza 100W consuma un’energia di 200Wattora/giorno se funziona per 2 ore/giorno, consuma 500Wattora/giorno, se funziona per 5 ore/giorno, e così via. Oppure, l’energia consumata da un piccolo apparecchio di potenza 10W, accesso per tutto il giorno (quindi 10W x 24h=240Wattora/giorno) è superiore all’energia consumata da un trapano da 300W, che viene usato solo mezz’ora/giorno (300W x 0,5h=150Wattora/giorno)
Una volta calcolata l’energia totale consumata occorre identificare il pannello (o i pannelli) che produce (o producono) tale energia.
Consideriamo infatti che un pannello da 100W produce 100Watt solo quando il sole è esattamente perpendicolare sul pannello, con condizioni di irraggiamento ottimale. L’andamento della potenza prodotta dal pannello durante il giorno varia da 0 Watt all’alba, aumentando progressivamente fino a 100W nel punto in cui il sole è più alto (se l’insolazione è ottimale) per poi tornare a 0 Watt al tramonto, secondo una curva come quella qui riportata:
Per maggiori informazioni sugli impianti non connessi alla rete, vai a “FAQ: installazione impianti a isola“.
Per scegliere quale pannello occorre per la Vs. esigenza specifica, siamo a disposizione per consulenza gratuita: potete contattarci.
Sistemi connessi alla rete elettrica
Un sistema connesso alla rete elettrica è composto da:
- più pannelli fotovoltaici (normalmente almeno 1 kW)
- un inverter, per trasformare la tensione a 230V in c.a.
- un quadro elettrico di connessione alla rete
- più batterie (opzionali)
Un sistema connesso alla rete elettrica è a tutti gli effetti una piccola centrale elettrica connessa in parallelo alla rete principale.
L’energia elettrica prodotta, e trasformata a 230V da un inverter, viene infatti immessa nel circuito domestico, e può essere autoconsumata, oppure, se in eccesso rispetto al consumo, immessa nella rete elettrica ed eventualmente rimborsata tramite lo Scambio sul Posto.
Se sei interessato a un impianto fotovoltaico per la tua casa ma hai ancora dei dubbi, leggi “Impianto fotovoltaico: sì o no? I vostri dubbi”
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Informazioni tecniche sulla tecnologia fotovoltaica:
http://it.wikipedia.org/wiki/Effetto_fotovoltaico
http://it.wikipedia.org/wiki/Pannello_fotovoltaico
http://it.wikipedia.org/wiki/Energia_solare