L'impianto fotovoltaico

Attualmente la tecnologia più facilmente applicabile a livello domestico per trarre energia da fonti rinnovabili è quella fotovoltaica, anche se il minieolico sta facendo notevoli passi in avanti nella sua diffusione. Del fotovoltaico se ne parla molto e a diversi livelli, ed è utile a questo proposito gettare uno sguardo sulle principali caratteristiche dell'impianto fotovoltaico, per chi fosse intenzionato ad acquisirne uno o per chi fosse solamente curioso..

Un impianto fotovoltaico è un sistema che converte la luce del sole in energia elettrica per mezzo dell'effetto fotovoltaico.
L'effetto fotovoltaico è un fenomeno consistente nella produzione di una forza elettromotrice fra due elettrodi, separati da uno strato semiconduttore, sottoposti all'azione di una radiazione luminosa.

Gli impianti possono essere realizzati in:
- Silicio monocristallino o policristallino
Vengono realizzate celle fotovoltaiche, le quali vengono poi collegate in un unico pannello. I moduli vengono poi collegati in stringhe. Ha un alto rendimento ed un alto costo. Le celle devono avere necessariamente una forma piana.
-Silicio amorfo
Lo si può modellare ed adattare a superfici irregolari e non piane. Non si costituiscono celle, ma un unico pannello. Ha un rendimento ed un costo minori. Non è usato spesso.
Recentemente nuove tecnologie fotovoltaiche sono in via di sviluppo e commercializzazione ma si prevede che nei prossimi anni le due tipologie precedenti saranno ancora le più competitive.

La cella fotovoltaica converte direttamente l'energia solare in energia elettrica sfruttando la sensibilità alle radiazioni luminose delle giunzioni p-n del silicio amorfo.
Sono costituite da due strati accoppiati di silicio di tipo n (drogato con eccesso di elettroni) e di tipo p (drogato con carenza di elettroni) disposti su un supporto di vetro. Quando il dispositivo è colpito da energia luminosa, nel semiconsuttore si instaura un flusso di elettroni che costituisce una corrente elettrica utilizzabile. Il rendimento è basso (10-12%, al massimo 20%).
GLi strati possono essere multipli e collegati in serie, ed il silicio può essere sostituito dall'arseniuro di gallio (GaAs).

La potenza media fornita dal sole, tenuto conto di vari fattori, per ogni metro quadro è di 1 kW/mq. Il rendimento è di circa 10-12%, quindi per ogni metro quadro, la potenza ricevuta rarà 1000 W e quella erogata 100 W.
Nella nostra zona si calcola che, in media, un impianto da 1kWp (di picco, valore massimo, fisso per ogni località) che avrà una superficie di 10 metri quadri, produrrà in un anno circa 1100 kWh.
Il costo di un impianto fotovoltaico è di circa 6500 euro per ogni kW.
Il rendimento varia durante l'anno e la giornata. Il rendimento è massimo se si rivolge il modulo verso Sud. L'inclinazione del pannello dipende dalla media delle posizioni del sole durante l'anno, nel Nord Italia è circa 34°, in Sicilia 27°.