FOTOVOLTAICO

Per energia solare si intende l’energia trasportata dalle onde elettromagnetiche generate dal sole, distribuita su un ampio spettro di frequenze ed irradiata in modo pressoché isotropico. Tale energia risulta essere consistente ma poco concentrata. Per trarre vantaggio da tale risorsa energetica naturale, si sono sviluppate delle tecnologie capaci di convertire l’energia solare in energia termica (impianti solari termici) o elettrica (impianti fotovoltaici). 9882384-riflessione-in-pannelli-solari-300x300Gli impianti solari termici sfruttano la dilatazione termica di alcune sostanze, circolanti all’interno di tubi posti su appositi pannelli (pannelli o collettori solari), per la produzione ad esempio di acqua sanitaria.Gli impianti fotovoltaici, invece sfruttano lo spettro visibile della radiazione solare (in realtà per applicazioni spaziali, quindi non commerciali, lo spettro che si riesce a sfruttare è molto più ampio) ed il cosiddetto effetto fotovoltaico a cui sono soggetti alcuni materiali come i semiconduttori. Tale effetto, in parole semplici può essere così sintetizzato. La luce investendo il semiconduttore, cede parte della sua energia agli elettroni degli orbitali più esterni degli atomi del materiale. A fronte di questo assorbimento di energia, gli elettroni iniziano a muoversi lasciando al loro posto delle “vacanze” (lacune) che equivalgono a tutti gli effetti a cariche positive che si spostano nella direzione opposta agli elettroni. L’effetto globale e’ la generazione di una corrente elettrica sfruttabile da qualsivoglia utenza.

La radiazione solare

L’energia irradiata dal Sole deriva da processi di fusione dell’idrogeno e si propaga nello spazio, componentisottoforma di onde elettromagnetiche con un ampio spettro di frequenze. Tale energia raggiunge la fascia esterna dell’atmosfera terrestre con una potenza pari a 1353 W/mq (costante solare). Il valore di potenza che raggiunge la superficie terrestre risulta essere minore di 1353 W/mq a causa degli inevitabili processi di assorbimento e diffusione subite dalla radiazione solare nel passaggio attraverso l’atmosfera terrestre. Nella pratica impiantistica, il valore di massima radiazione al suolo è assunto pari a 1000 W/mq ed è il risultato di tre componenti: diretta, diffusa e riflessa.

Conversione fotovoltaica

La conversione della radiazione solare in energia elettrica avviene sfruttando l’effetto fotovoltaico. Tale radiazioneeffetto viene indotto allorquando un flusso luminoso incide su un materiale semiconduttore (per esempio il silicio) opportunamente trattato in modo da  incorporare su un lato atomi di drogante di tipo p (Boro trivalente) e sull’altro atomi di tipo n (Fosforo pentavalente). Una struttura semiconduttrice di questo tipo dicesi giunzione p-n. Ogni fotone, dotato di energia sufficiente, libera all’interno della giunzione (zona di contatto tra la parte drogata p e quella drogata n) una coppia elettrone-lacuna. Per effetto del campo elettrico, e quindi della differenza di potenziale, esistente tra i due strati a differente drogaggio, si generare un moto continuo di elettroni e di lacune, e quindi una corrente elettrica; e fino a quando la cella resta esposta alla luce, l’elettricità fluisce con regolarità sotto forma di corrente continua.

Tipologie di moduli

I moduli fotovoltaici si distinguono in base alla tecnologia di produzione, attualmente le principali moduli1tecnologie sono: silicio “monocristallino” – silicio “policristallino” –  silicio “amorfo”. Una cella di un modulo al silicio monocristallino e’ costituita da un singolo cristallo di silicio, e cio’ garantisce la massima conducibilità dovuta al perfetto allineamento degli atomi di silicio allo stato puro. Maggiore e’ la purezza del materiale, maggiore risulta essere il rendimento, che nel caso di moduli al silicio monocristallino si aggira attorno al 15%. Le celle di un modulo in silicio policristallino (o multi-cristallino) sono costituite da un insieme di più cristalli di silicio; ciò significa minore purezza e quindi un rendimento che va dall’  11% al 14%. I moduli in silicio policristallino sono caratterizzati da un colore blu intenso. Le celle dei moduli in silicio amorfo sono realizzate con atomi di silicio senza alcuna disposizione spaziale ordinata, e si ottengono  facendo depositare il silicio  su materiali plastici e flessibili in modo da conferire al modulo una certa adattabilità. Generalmente essi vengono identificati come moduli a “film sottile”.

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ACCUMULO

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SCHEMA-ELETTRICO-isep

L’Autorità per l’Energia ha pubblicato la delibera con le disposizioni relative all’integrazione dei sistemi di accumulo di energia nel sistema elettrico nazionale.

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