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La tecnologia fotovoltaica permette di convertire l’energia della radiazione solare in energia elettrica senza bisogno di parti meccaniche in movimento. Ciò è possibile grazie al silicio, il materiale semiconduttore che oggi viene universalmente impiegato a questo scopo.
 


La struttura degli impianti
Il componente base di un impianto fotovoltaico (FV) è la cella fotovoltaica, che è in grado di produrre circa 1,5 Watt di potenza in condizioni standard, vale a dire quando essa si trova ad una temperatura di 25 °C ed è sottoposta ad una potenza della radiazione pari a 1000 W/m².
Più celle assemblate e collegate in una unica struttura formano un modulo fotovoltaico (quello che volgarmente viene chiamato “pannello”, creando così pure una certa confusione con l’altro “pannello”, cioè il collettore termico!) Oltre al campo fotovoltaico, composto dai moduli, un altro componente essenziale è l’inverter, dispositivo che, tra l’altro, ha il compito di convertire la corrente continua in uscita dal generatore FV in corrente alternata.

Schema del funzionamento degli impianti fotovoltaici
Il mercato fotovoltaico mondiale ha conosciuto negli ultimi anni un notevole sviluppo, passando dai 45 MWp del 1990 ai 896 MWp del 2004. Gli incrementi più elevati nella potenza installata sono stati senza dubbio quelli di Germania, Giappone e Stati Uniti, grazie anche ai programmi di incentivazione da parte dello stato. Ora esiste anche in Italia un conto energia su modello tedesco, che prevede che l’elettricità prodotta da tali impianti venga venduta alla rete ad un prezzo molto maggiore di quello di vendita dell’elettricità tradizionale, come a voler “premiare” le caratteristiche ecologicamente compatibili di tale energia. Anche a questo proposito è corretto distinguere tra impianti connessi alla rete e impianti isola.


Impianti connessi a rete
Nel caso degli impianti connessi alla rete, gli unici con i quali è possibile accedere al conto energia, la rete elettrica va considerata come un enorme accumulo.

Schema di un impianto connesso alla rete elettricaPer misurare i kWh prodotti è necessario un secondo contatore, un contatore di uscita, la cui installazione è di competenza dell’ente erogatore.


Impianto connesso alla rete elettrica
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Impianti isola
Gli impianti isola vengono normalmente utilizzati quando le utenze sono difficilmente collegabili alla rete perché ubicate in aree poco accessibili (es.: baite di montagna). Tale tipo di sistema è caratterizzato dalla necessità di coprire la totalità della domanda energetica dell’utenza. Qui, oltre al campo fotovoltaico e all’inverter, bisogna prevedere un accumulo (batterie) e un regolatore di carica. Le batterie accumulano l’energia elettrica prodotta dai moduli FV e consentono di differire nel tempo l’erogazione di corrente al carico, garantendo così l’erogazione di energia elettrica anche nelle ore di minore illuminazione o di buio. Il regolatore di carica è l’elemento che regola i passaggi di corrente tra moduli e batterie e tra batterie e carico. La sua funzione principale è quella di proteggere le batterie da fenomeni di carica e scarica profonda.
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