Pannelli fotovoltaici: tra tecnologia e rispetto per la natura

Indice:

• Il mercato del fotovoltaico nel 2016
• Pannelli fotovoltaici: struttura e funzionamento
• Modulo fotovoltaico e inverter
• Vantaggi ambientali del fotovoltaico
• Pannelli fotovoltaici: una risorsa ambientale ed economica

La filosofia green sta prendendo sempre più piede: le tecnologie attuali stanno facendo notevoli passi in avanti per garantire un futuro sempre più ecosostenibile. Le energie rinnovabili rappresentano un aspetto cruciale per la salute ambientale: acqua, aria, sole sono fonti ecologiche che permettono di soddisfare il nostro fabbisogno energetico senza avere un impatto negativo sulla terra.

I pannelli fotovoltaici forniscono energia pulita sfruttando la potenza dei raggi solari: grazie a essi è possibile produrre elettricità da fonti rinnovabili in modo pulito.

Il mercato del fotovoltaico nel 2016

A livello globale il mercato del fotovoltaico sta crescendo di anno in anno, si tratta infatti di una soluzione in grado di ridurre in maniera significativa i costi relativi all’energia elettrica. Il fotovoltaico è una tecnologia verde e a impatto zero: grazie a essa è possibile ridurre le emissioni di CO2 in modo significativo.

A livello mondiale il fotovoltaico nel 2016 si è attestato su 75 GW di installazioni, Cina, Stati Uniti e Giappone sono stati i paesi con le maggiori installazioni.

In Italia, come risulta dal Rapporto statistico recentemente pubblicato dal GSE, a fine 2016 erano 732.053 gli impianti fotovoltaici in esercizio, per la maggior parte di piccola taglia, per una potenza installata di 19.283 MW. Il fotovoltaico italiano resta comunque nella top 5 mondiale.

Nel 2016 sono stati installati 382 MW.

Il grafico presenta l’andamento nel numero e potenza installata degli impianti fotovoltaici in Italia dal 2008 ad oggi. Dal 2013, anno della cessazione del Conto Energia, la crescita è avvenuta secondo ritmi meno sostenuti.

Possiamo però dire che ci troviamo ora in una nuova fase di rilancio.

Nei prossimi anni l’Energy&Strategy Group del Politecnico di Milano stima infatti una crescita interessante che potrebbe arrivare a 800 MW del 2020, grazie a una serie di fattori tra cui la diffusione dei sistemi storage.

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Pannelli fotovoltaici: struttura e funzionamento

I pannelli fotovoltaici (più propriamente detti moduli fotovoltaici) sono dei dispositivi posti sui tetti studiati per sfruttare l’energia solare. Ma come sono fatti i pannelli nel dettaglio? Presentano una struttura caratterizzata da celle fotovoltaiche le quali, grazie a una lamina in silicio, assorbono l’energia solare traducendola in elettrica.

Le celle sono un elemento fondamentale per il funzionamento dell’impianto: esposte alle radiazioni solari, sono in grado di catturare i fotoni e trasformarli in volt grazie all’effetto fotovoltaico. Esse sono generalmente realizzate in silicio cristallino, mono e policristallino rappresentano la tipologia più diffusa. Le prime sono più efficienti, più costose e necessitano di una superficie minore. Meno diffusi sono i pannelli a film sottile con silicio amorfo o altri materiali.

Nel 2016 a livello nazionale il 73% della potenza installata è realizzato in silicio policristallino, il 21% in silicio monocristallino e il 6% in film sottile o in materiali diversi.

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Come funziona la cella fotovoltaica? Essa consente di convertire direttamente la radiazione solare in elettricità: il fotone viene catturato dalla cella e in essa si creano due cariche elettriche di forze opposte. Al fine di produrre effettivamente corrente entrano in gioco dei materiali che sono introdotti nelle celle, delle piccole impurità (boro e fosforo) che generano differenza di potenziale. Le cariche elettriche che si formano nella zona di giunzione tra i due tipi di silicio danno vita alla circolazione di corrente.

La cella assorbe le radiazioni solari trasformandole in energia elettrica: nell’immagine è possibile vedere come avviene l’effetto fotovoltaico

Modulo fotovoltaico e inverter

Il modulo fotovoltaico è generalmente composto da circa 60 celle incapsulate in una superficie di vetro. Tra le caratteristiche che occorre osservare rientrano l’efficienza, la tolleranza, lo spessore della superficie in vetro e il coefficiente di temperatura in quanto l’aumento di essa determina una diminuzione di potenza del modulo.

Altro elemento fondamentale dell’impianto fotovoltaico è l’inverter il quale trasforma la corrente elettrica in alternata in modo da poter essere utilizzata in casa per il funzionamento degli apparecchi elettrici .

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È fondamentale che l’inverter abbia una buona efficienza in quanto durante le diverse ore del giorno si presentano differenti condizioni di irraggiamento e l’apparecchio deve mantenere un livello costante nella trasformazione di corrente elettrica in corrente alternata. 

Vantaggi ambientali del fotovoltaico

I vantaggi legati alla produzione di energia sono numerosi a partire dall’impatto positivo che questa soluzione ha sull’ambiente. L’energia elettrica ricavata da un impianto fotovoltaico è pulita poiché non richiede processi inquinanti per la sua produzione, ma  una conversione fisica basata sull’effetto fotovoltaico.

Le emissioni sono ridotte a zero: a differenza delle fonti convenzionali di produzione di energia, l’impianto solare non necessita di reazioni chimiche o di combustione, con la conseguenza positiva di non produrre emissioni di gas serra.

È stato stimato che per ogni kWh prodotto è possibile evitare la formazione di oltre 500 grammi di CO2: sfruttando le energie rinnovabili è possibile salvaguardare il pianeta dalle dannose emissioni di anidride carbonica grazie a una fonte di energia sempre presente come il sole, nel rispetto di accordi internazionali tra cui la Cop 21 di Parigi, che richiede una graduale sostituzione delle fonti fossili verso le soluzioni rinnovabili. Inoltre gli impianti fotovoltaici sono molto più efficienti rispetto un “tradizionale” impianto di distribuzione energetica in quanto con l’autoproduzione di energia si evitano inutili dispersioni.

Pannelli fotovoltaici: una risorsa ambientale ed economica

Dal punto di vista economico i vantaggi sono davvero numerosi: investire in un impianto fotovoltaico si traduce in rilevanti tagli sul prezzo della bolletta elettrica poiché l’energia è autoprodotta. Tale risparmio è destinato a crescere nel corso del tempo: la spesa iniziale necessaria per acquistare e installare i pannelli solari è un investimento ammortizzabile nel tempo.

Grazie ai sistemi di accumulo i consumi sono autoprodotti: si consuma direttamente l’energia che si produce, non andando a sfruttare l’elettricità prodotta da altri fornitori. Lo sviluppo diventa sostenibile, un gesto concreto per l’ambiente e per le finanze domestiche. I costi di manutenzione di questa soluzione sostenibile sono limitati, occorrerà prestare attenzione al ciclo di vita dei componenti elettrici e degli inverte e apportare le dovute sostituzioni.

Sunny View di SMA è un sistema altamente tecnologico per il monitoraggio dell’impianto e dell’inverter

Per far sì che l’impianto lavori a pieno regime il consiglio è quello di pianificare dei controlli ed eseguire lavori di pulizia dei pannelli solari, effettuabili sia fai da te che con l’aiuto di professionisti. In generale un impianto fotovoltaico non essendo composto di parti meccaniche complesse non avrà bisogno di continui controlli, facendovi risparmiare tempo e soldi.

Installare un impianto fotovoltaico non è più una spesa onerosa: grazie alle detrazioni fiscali del 50% previste per le ristrutturazioni edilizie, che interessano moduli, inverter e sistemi di accumulo, è possibile usufruire d’importanti riduzioni per la riqualificazione energetica delle abitazioni.

Si tratta, come abbiamo più volte avuto modo di dire, di una rivoluzione da cui non si torna indietro, grazie a una serie di fattori tra cui prima di tutto la diminuzione dei costi, oggi pari a circa un quinto rispetto alle prime installazioni e la contemporanea evoluzione tecnologica dei moduli  e degli inverter, con un continuo miglioramento del rendimento di conversione.

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