CHE COS’È?
Un impianto solare fotovoltaico è un installazione che permette di produrre energia elettrica sfruttando la radiazione solare.
La produzione di energia elettrica in questi impianti avviene attraverso un meccanismo fisico (effetto fotovoltaico) che coinvolge gli elettroni di un materiale semiconduttore (silicio) quando quest’ultimo assorbe fotoni presenti nella radiazione solare.
A COSA SERVE?
Tramite l’installazione di un impianto fotovoltaico si può produrre energia elettrica a costo zero o, addirittura, realizzando guadagni consistenti, senza la produzione di emissioni inquinanti e risparmiando i combustibili fossili.
La variabilità ed incertezza della fonte energetica costituisce uno svantaggio, insieme al consistente costo iniziale degli impianti e alla necessità di disporre di ampie superfici spaziali, ma, sfruttando solamente la radiazione solare, un impianto fotovoltaico permette di fornire energia elettrica anche in situazioni particolari come, ad esempio, a villaggi isolati non raggiungibili dalla rete elettrica.
COM’È FATTO?

Un impianto fotovoltaico è costituito da uno o più moduli fotovoltaici. Ogni modulo è un pannello nel quale sono alloggiate le celle fotovoltaiche in silicio, che sono quelle che permettono la conversione da energia solare ad energia elettrica in corrente continua.
Le tipologie più note di celle fotovoltaiche sono costituite da:
Silicio monocristallino: Le celle sono ricavate da un lingotto di cristallo singolo di silicio, di conseguenza i costi di produzione sono elevati e lo sono anche gli scarti di lavorazione. L’efficienza del modulo con celle in silicio monocristallino è del 16-17%, la più alta tra i moduli fotovoltaici.

fotovoltaico
Silicio policristallino: Le celle sono ricavate da barre di silicio contenti tanti cristalli disordinati, prodotte a partire da scarti di silicio rifusi e ricristallizzati, quindi con costi di produzione più contenuti. L’efficienza del modulo fotovoltaico è del 14-15%.
Silicio amorfo: le celle sono molto economiche, il silicio non ha struttura cristallina, ma hanno un’efficienza bassa, intorno all’8%. 
COME SI INSTALLA?
L’installazione dei pannelli fotovoltaici avviene su superfici piane o inclinate esposte a Sud (tetti, terrazze, campi, ecc…); un requisito fondamentale è che durante il giorno, non si generino ombre dovute ad ostacoli ambientali (alberi, montagne, edifici…) e la progettazione deve essere accurata affinché, soprattutto nelle grandi installazioni, non siano gli stessi pannelli a creare ombre su altri pannelli.
Le superfici di installazione in generale devono essere ampie in funzione della potenza dell’impianto, si stima che di norma per ogni kWp occorrano circa 5-7 m2.
Per l’installazione e la messa in funzione dell’impianto occorrono:
Strutture di sostegno dei pannelli: I pannelli fotovoltaici in Italia devono essere installati con un’inclinazione di circa 30° al fine di massimizzarne l’efficienza. Le strutture di sostegno sono metalliche e vengono vincolate sulla superficie di installazione mediante ancoraggi o zavorre. Esistono anche strutture di sostegno meccanizzate che durante il giorno ruotano i pannelli su loro stessi seguendo il moto del sole al fine di ricevere sempre il maggiore irraggiamento possibile: sono gli impianti ad inseguimento o “tracker”.
Inverter: è un dispositivo elettronico che trasforma la tensione continua in tensione alternata in modo tale che possa essere utilizzata direttamente in ambito domestico o immessa nella rete. Normalmente gli inverter incorporano dispositivi di protezione e interfaccia che determinano lo spegnimento dell’impianto in caso di black-out o di disturbi della rete.
Sistema di controllo: è un dispositivo elettronico che comunica con l’inverter e con eventuali sensori accessori. Mediante tale apparecchiatura è possibile tenere sotto controllo il funzionamento dell’impianto, registrare le misure su un PC e visualizzare alcune grandezze caratteristiche su schermi o display luminosi. Esistono anche applicazioni più sofisticate che consentono di inviare dati e di segnalare l’eventuale presenza di guasti via internet, e-mail, sms.
Contatore di energia: i contatori di produzione e di scambio vengono utilizzati per misurare l’energia prodotta, l’energia consumata e l’energia immessa in rete.
L’installazione dell’impianto può avvenire più o meno in armonia con il luogo in cui viene montato, a seconda delle caratteristiche della superficie utilizzata.
QUANTO DURA?
La vita utile degli impianti fotovoltaici è di circa 25 anni, la modularità permette di sostituire in modo facile e veloce eventuali pezzi danneggiati.
Un aspetto da tenere in considerazione è la perdita di efficienza a cui vanno incontro tutti i pannelli fotovoltaici: per i pannelli monocristallini e policristallini la perdita di rendimento è inferiore al 20% sui primi 25 anni di vita. I moduli in silicio amorfo hanno una perdita di rendimento del 30% nei primi mesi, per poi stabilizzarsi gradualmente.
L’inverter è l’unica tecnologia presente nell’impianto che ha una durata inferiore a quella dei moduli, nonostante sia comunque lunga; il loro costo, però, è relativamente contenuto e la sostituzione molto semplice.
QUANTO COSTA?
In genere installare un impianto fotovoltaico costa circa 3000-5000 €/kWp. L’investimento iniziale è elevato, soprattutto per impianti di grandi dimensioni, ma, considerati i guadagni derivanti dalla vendita dell’energia elettrica, l’impianto viene ripagato in circa 8-10 anni. Terminato il periodo di ammortamento dell’impianto e considerato che la sua vita utile è di almeno 25 anni, il bilancio economico finale sarà positivo.
ESISTONO INCENTIVI?
Con la realizzazione di un impianto fotovoltaico connesso alla rete elettrica Nazionale si può accedere al Conto Energia.
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