Tecnologia fotovoltaica

Le celle fotovoltaiche consentono di trasformare direttamente la radiazione solare in energia elettrica, sfruttando il cosiddetto "effetto fotovoltaico" che si basa sulla proprietà di alcuni materiali conduttori opportunamente trattati (tra i quali il silicio, elemento molto diffuso in natura) di generare direttamente energia elettrica quando vengono colpiti dalla radiazione solare. Una cella fotovoltaica esposta alla radiazione solare si comporta come un generatore di corrente con una curva caratteristica tensione/corrente che dipende fondamentalmente dalla intensità della radiazione solare, dalla temperatura e dalla superficie. Essa è generalmente di forma quadrata con superficie di circa 150 cm2, si comporta come una minuscola batteria, producendo, nelle condizioni di soleggiamento tipiche italiane, una corrente di 3 A (Ampère) con una tensione di 0.5 V (Volt), quindi una potenza di 1.5 W (Watt).

I VARI TIPI DI CELLE SOLARI

A seconda dei loro processi di produzione, si distinguono i seguenti tipi di celle fotovoltaiche:

Celle monocristalline: vengono prodotte tagliando una barra monocristallina. Il vantaggio principale è un alto rendimento (fino al 18%). Questo tipo di celle è però molto costoso a causa del complicato processo di produzione. Le celle di tipo monocristallino sono caratterizzate usualmente da un'omogenea colorazione blu.
Celle policristalline: vengono colate in blocchi e poi tagliate a dischetti. Il rendimento è minore (10÷14%), ma minore è anche il prezzo. Questo tipo di celle è riconoscibile da un disegno ben distinguibile (a causa dei vari cristalli contenutivi).
Celle amorfe: vengono prodotte mediante deposizione catodica di atomi di silicio su una piastra di vetro o acciaio. Questo tipo di cella ha il rendimento minore (ca. 4÷8%), ma si adatta anche al caso di irraggiamento diffuso (cielo coperto, ecc.). Le celle così prodotte sono riconoscibili da un caratteristico colore scuro, inoltre sono realizzabili in qualsiasi forma geometrica (forme circolari, ottagonali, irregolari, e persino convesse).

DALLA CELLA FOTOVOLTAICA AL SISTEMA

La singola cella solare, di dimensioni pari a circa 12 x 12 cm, costituisce il dispositivo elementare alla base di ogni sistema fotovoltaico. Un modulo fotovoltaico è costituito da un insieme di celle solari collegate tra loro (normalmente in serie) in modo da fornire una potenza elettrica per modulo compresa tra i 5 e i 300 W. Per aumentare la potenza elettrica è necessario collegare più moduli: più moduli formano un pannello e, analogamente, più pannelli formano una stringa. I moduli fotovoltaici convertono l'energia luminosa in energia elettrica a corrente continua in "tempo reale", cioè la produzione di energia elettrica è contemporanea alla captazione dell'energia solare. Per questi ed altri motivi, in un impianto fotovoltaico, oltre al generatore fotovoltaico sono necessari anche altri componenti di gestione e conversione dell'energia elettrica.

L'impianto fotovoltaico è l'insieme di componenti meccanici, elettrici ed elettronici che captano l'energia solare, la trasformano in energia elettrica, sino a renderla disponibile all'utilizzazione da parte dell'utenza nella forma corretta.
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