| Cos'è il Fotovoltaico |
| Scritto da sdfg sdfg | |
| giovedì 16 ottobre 2008 | |
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Un modulo fotovoltaico è un dispositivo in grado di convertire l'energia solare direttamente in energia elettrica mediante effetto fotovoltaico ed è usato per generare elettricità a partire dalla luce del sole.
Con la tecnologia attuale (che attualmente viene impiegata) l'energia elettrica che riusciamo a produrre con un pannello fiotovoltaico va dal 6 al 18 % dell'energia solare che irraggia il pannello stesso.L'energia elettrica prodotta è normalmente a bassa tensione e a corrente continua (CC), quindi per essere utilizzata nella nostra abitazione va trasformata in corrente alternata a 220 Volt 50 Hz: questo avviene attraverso l'uso di uno strumento chiamato [g]inverter[/g](uno dei componeti essenziali di un impianto fotovoltaico). Un impianto a moduli fotovoltaici, si compone qundi, di una serie di pannelli, di un inverter e di un contatore bidirezionale fornito dal gestore della rete elettrica, che serve per quantificare e immettere l'energia prodotta direttamente nella rete del gestore al quale siamo collegati (impianto GRID CONNECTED). L'energia prodotta, e quantificata grazie al contatore bidirazionale, viene scalata da quella che consumiamo, quindi pagheremo al nostro gestore di rete la sola differenza, o il gestore di rete pagherà a noi la differenza tra quella immessa e quella effettivamente consumata in base alle tariffe incentivanti derivanti dal CONTO ENERGIA delle quali possiamo usufruire. Di moduli fotovoltaici ne esistono principalmente di tre tipi, analizziamone le caratteristiche, i vantaggi e i difetti: PANNELLI FOTOVOLTAICI IN SILICIO AMORFO: Il più economico, ma anche quello con il minor rendimento. Questo tipo di pannello fotovoltaico, in cui gli atomi silicei vengono deposti chimicamente in forma amorfa, ovvero strutturalmente disorganizzata, sulla superficie di sostegno, impiega quantità molto esigue di silicio (spessori dell'ordine del micron). Il rendimento di questi pannelli fotovoltaici va dal 6 al 10 % circa, ma, nei primi due mesi di vita, il rendimento diminuisce di circa il 20 %, per poi rimanere stabile, con un degrado delle prestazioni che deve essere garantito, e non deve superare il 20 % nei primi 20 anni di funzionamento. In ogni caso la potenza di questi moduli la si calcola proprio considerando immediatamente la perdita iniziale del 20 %, quindi, durante i primi mesi di vita, la resa di un pannello venduto con potenza di 40 Watt, in realtà è di 48 Watt, fino a stabilizzarsi effettivamente sui 40 W dopo i primi mesi di funzionamento. Avendo un basso rendimento rispetto agli altri modelli di pannelli fotovoltaici, occorre installarne un numero abbastanza alto. Un altro vantaggio molto importante dei moduli a silicio amorfo è legato al fatto che, durante le giornate nuvolose, ombreggiate, o nelle ore serali e mattutine, si ottengono dei rendimenti superiori anche dell'8-15% rispetto alle tecnologie mono e policristalline, in quanto questa tecnologia riesce a sfruttare anche questi momenti particolari;in più risentono molto poco delle alte temperature. Se ne deduce quindi che i pannelli solari a silicio amorfo sono particolarmente indicati per le zone dove spesso c'è la presenza di nuvole o ostacoli fisici che generano ombreo e in luoghi nei quali la temperatura è molto alta. I pannelli fotovoltaici in silicio amorfo sono essenzialmente di due tipi, differiscono solo per le tensioni in uscita: una più adatta per generare corrente elettrica da reimmettere nella rete Enel, e l'altra invece più adatta per costruire un impianto laddove l'Enel invece non arriva ( o non lo si vuole più utilizzare UTENZE STAND ALONE), ad esempio per case di campagnia o baite isolate. In pratica i pannelli fotovoltaici per interscambio in rete hanno tensioni in uscita elevate ( circa 42 Volt ), questo per diminuire le perdite di energia, in quanto tale perdita è inversamente proporzionale alla tensione, mentre è proporzionale alla corrente, quindi più alta è la tensione e più la corrente è bassa, per cui diminuisce anche la perdita energetica. Mentre i pannelli fotovoltaici per impianti stand-alone ( utenze isolate o non connesse in rete ) lavorano a tensioni più basse ( circa 12 Volt ) perchè le batterie normalmente lavorano su tali tensioni. Questi accorgimenti tecnici aumentano la resa generale di un impianto solare a moduli fotovoltaici in silicio amorfo, rispetto agli impianti solari a pannelli fotovoltaici monocristallini o policritallini, ma occorre tenere presente che normalmente il rendimento del pannello fotovoltaico in silicio amorfo diminuisce di circa l'1 % ogni anno, mentre il rendimento del pannello fotovoltaico in silicio monocristallino o policristallino rimane + o -costante anche per 25 anni. I pannelli fotovoltaici in silicio amorfo possono essere forniti anche senza cornice di alluminio, opzione utile nel caso in cui si voglia fare una cornice esterna unica che inglobi tutti i pannelli, o semplicemente per risparmiare, visto che la presenza della cornice non pregiudica affatto sul rendimento o sull'isolamento elettrico del modulo stesso. L'attacco dei vari moduli al tetto avviene grazie a dei profili in alluminio presenti in ogni caso sul retro dei moduli: difatto la cornice in alluminio è utile quasi solo per estetica e per migliorare la maneggevolezza dei vari moduli. PANNELLI FOTOVOLTAICI IN SILICIO POLICRISTALLINO O MONOCRISTALLINO: I moduli in silicio mono o policristallini rappresentano la maggior parte del mercato. Entrambe queste tecnologie sono costruttivamente simili, e prevedono che ogni cella fotovoltaica sia cablata in superficie con una griglia di materiale conduttore che ne canalizzi gli elettroni. Ogni singola cella viene connessa alle altre mediante ribbon metallici, in modo da formare opportune serie e paralleli elettrici. Sopra una superficie posteriore di supporto, in genere realizzata in un materiale isolante con scarsa dilatazione termica, come il vetro temperato o un polimero come il tedlar, vengono appoggiati un sottile strato di acetato di vinile (spesso indicato con la sigla EVA), la matrice di moduli preconnessi mediante i già citati ribbon, un secondo strato di acetato e un materiale trasparente che funge da protezione meccanica anteriore per le celle fotovoltaiche, in genere vetro temperato. Dopo il procedimento di pressofusione, che trasforma l'EVA in mero collante inerte, le terminazioni elettriche dei ribbon vengono chiuse in una morsettiera stagna generalmente fissata alla superficie di sostegno posteriore, e il "sandwich" ottenuto viene fissato ad una cornice in alluminio, che sarà utile al fissaggio del pannello alle strutture di sostegno atte a sostenerlo e orientarlo opportunamente verso il sole. La cella fotovoltaica è l'elemento base nella costruzione di un modulo fotovoltaico, ma può venire anche impiegata singolarmente in usi specifici. La versione più diffusa di cella fotovoltaica, quella in materiale cristallino, è costituita da una lamina di materiale semiconduttore, il più diffuso dei quali è il silicio, e si presenta in genere di colore nero o blu e con dimensioni variabili dai 4 ai 6 pollici. Piccoli esemplari di celle fotovoltaiche in materiale amorfo sono in grado di alimentare autonomamente dispositivi elettronici di consumo, quali calcolatrici, orologi e simili. Analogamente al modulo, il rendimento della cella fotovoltaica si ottiene valutando il rapporto tra l'energia prodotta dalla cella e l'energia luminosa che investe l'intera sua superficie. Valori tipici per gli esemplari in silicio cristallino comunemente disponibili sul mercato si attestano attorno al 15%. Il rendimento globale di un pannello solare in silicio monocristallino va da un 12% a un 20%, mentre quello di un pannello solare in silicio policristallino va da iun 12% a 16%. Per motivi costruttivi, il rendimento dei moduli fotovoltaici è in genere inferiore o uguale al rendimento della loro peggior cella. Con rendimento si intende la percentuale di energia captata e trasformata rispetto a quella totale giunta sulla superficie del modulo, e può essere considerato un indice di correlazione tra watt erogati e superficie occupata, ferme restando tutte le altre condizioni. Se nei pannelli ad uso aerospaziale i rendimenti raggiungono anche il 40%, valori tipicamente riscontrabili nei prodotti commerciali a base silicea si attestano intorno al: 16% nei moduli in eterogiunzione; 14% nei moduli in silicio monocristallino; 13% nei moduli in silicio policristallino; 10% nei moduli in silicio microsferico; 6% nei moduli in silicio amorfo. Ne consegue che ad esempio a parità di produzione elettrica richiesta, la superficie occupata da un campo fotovoltaico amorfo sarà più che doppia rispetto ad un equivalente campo fotovoltaico cristallino. A causa del naturale affaticamento dei materiali, le prestazioni di un pannello fotovoltaico comune diminuiscono di circa un punto percentuale su base annua. Per garantire la qualità dei materiali impiegati, è prassi comune che i produttori coprano con un'opportuna garanzia oltre ai difetti di fabbricazione anche il calo di rendimento del pannello nel tempo. La garanzia oggi più comune è del 90% sul nominale per 10 anni e dell'80% sul nominale per 20 anni. I moduli fotovoltaici odierni hanno una vita stimata di 50 anni circa, anche se è plausibile ipotizzare che vengano dismessi dopo un ciclo di vita di 20-25 anni, a causa dell'obsolescenza della loro tecnologia. FAQQuale e' la differenza tra pannelli solari termici e fotovoltaici? Cosa e' l'energia fotovoltaica ? Che cos'è un modulo fotovoltaico? Che cos'e' la "radiazione solare al suolo" o "irraggiamento al suolo" ? Che cos'e' Radiazione Diretta incidente su una superficie inclinata "? Che cos'e' la "Radiazione Diffusa o Indiretta" ? Che cos'e' la "Radiazione Riflessa"? Che cos'e' la "Radiazione Assorbita"? Che cos'e' la "L'inclinazione della superficie captante"? Come funziona un impianto fotovoltaico? Che cos'è la corrente alternata? Che cos'è la corrente continua? Che cosa sono le celle monocristalline, policristalline e a film sottile? Che cosa significa efficienza o potenza di una cella solare? Come si calcola il fabbisogno di energia elettrica? Come si può ridurre la domanda di energia? Che potenza dovrebbe avere il mio impianto? Quanto spazio occupa un impianto? C'e' un orientamento ideale per l'impianto solare? Che cosa si intende per inclinazione del tetto? Dove possono essere installati i moduli fotovoltaici? Quale e' il risparmio annuale? Qual e' la durata di vita di un impianto solare? Quanto si spende in manutenzione? La grandine rovina l'impianto solare? Se c'e' un black-out ho comunque energia elettrica? I moduli fotovoltaici funzionano anche se non c'e' il sole? Quali modifiche comporta l'adozione di un sistema FV sull'impianto elettrico esistente? Da cosa e' costituito un sistema fotovoltaico? Sono in qualche modo inquinanti? Non potendo installare i moduli sul tetto o sulla terrazza quali sono le possibili alternative? E' necessario un sistema di copertura dalle scariche elettriche meteorologiche? I sistemi fotovoltaici hanno un forte impatto estetico? I moduli fotovoltaici possono essere celati in qualche modo? Un impianto fotovoltaico quanta CO2 riduce? Che cos'e' un impianto fotovoltaico connesso alla rete elettrica |
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| Ultimo aggiornamento ( giovedì 08 gennaio 2009 ) |
