Elementi principali di un impianto fotovoltaico

Un impianto fotovoltaico è essenzialmente costituito da un “generatore”, da un “sistema conversione della potenza” e da un eventuale “accumulatore” di energia, la batteria, e naturalmente dalla struttura di sostegno. Questi sono gli elementi essenziali di un impianto che vanno opportunamente collegati e configurati tra di loro in base alle specifiche tecniche dei vari elementi. Un altro aspetto poco considerato è inoltre quello autorizzativo  che varia in base alla località di installazione e alla quale bisogna di volta in volta chiedere al Comune dove verrà installato l’ impianto fotovoltaico.

Il generatore Fotovoltaico

Il componente elementare di un generatore fotovoltaico è la cella. È lì che avviene la conversione della radiazione solare in corrente elettrica. Essa è costituita da una sottile fetta di un materiale semiconduttore, quasi sempre silicio opportunamente trattato, dello spessore di circa 0,3mm. Può essere rotonda o quadrata e può avere una superficie compresa tra i 100 e i 225cm2.

La cella si comporta come una minuscola batteria e nelle condizioni di soleggiamento tipiche dell’Italia (1kW/m2), alla temperatura di 25°C fornisce una corrente di 3A, con una tensione di 0,5V e una potenza pari a 1,5-1,7Wp In commercio troviamo i moduli fotovoltaici che sono costituiti da un insieme di celle. I più diffusi sono costituiti da 36 ,60 E 72 celle disposte su file parallele collegate in serie. Hanno superfici che variano da 0,7 a 1,7 m2 e permettono l’accoppiamento con gli accumulatori da 12 Vcc nominali.

Più moduli collegati in serie formano un pannello, ovvero una struttura comune ancorabile al suolo o ad un edificio. Più pannelli collegati in serie costituiscono una stringa. Più stringhe, collegate generalmente in parallelo per fornire la potenza richiesta, costituiscono il generatore fotovoltaico.

Dal punto di vista elettrico non ci sono praticamente limiti alla produzione di potenza da sistemi fotovoltaici, perché il collegamento in parallelo di più file di moduli, le “stringhe”, consente di ottenere potenze elettriche di qualunque valore. Il trasferimento dell’energia dal sistema fotovoltaico all’ utenza avviene attraverso ulteriori dispositivi necessari a trasformare la corrente
continua prodotta in corrente alterna, adattandola alle esigenze dell’utenza finale.

funzionamento-generatore-fotovoltaico

Il Sistema di Conversine della Potenza – L’ inverter 

L’ inverter trasforma la corrente continua prodotta dai moduli in corrente alternata; è costituito da un trasformatore e da un sistema di rifasamento e filtraggio che garantisce la qualità della potenza in uscita. Trasformatore e sistema di filtraggio sono normalmente inseriti all’ interno dell’ inverter.
È chiaro che il generatore fotovoltaico funziona solo in presenza di luce solare. L’alternanza giorno/notte, il ciclo delle stagioni, le variazioni delle condizioni meteorologiche fanno sì che la quantità di energia elettrica prodotta da un sistema fotovoltaico non sia costante né al variare delle ore del giorno, né ne al variare dei mesi dell’anno. Ciò significa che, nel caso in cui si voglia dare la completa autonomia all’ utenza, occorrerà o collegare gli impianti alla rete elettrica di distribuzione nazionale o utilizzare dei sistemi di accumulo dell’energia elettrica che la rendano disponibile nelle ore di soleggiamento insufficiente.

conversione-energia-solare-in-cella

Come è fatta una cella fotovoltaica

La cella fotovoltaica è il componente elementare del sistema ed è costituita da una sottile “fetta” di un materiale semiconduttore, quasi sempre silicio, (l’elemento più diffuso in natura dopo l’ossigeno) di spessore pari a circa 0,3mm. Può essere rotonda o quadrata e può avere una superficie compresa tra i 100 e i 225cm2. Il silicio che costituisce la fetta viene “drogato” mediante l’inserimento su una “faccia” di atomi di boro (drogaggio p) e sull’altra faccia con piccole quantità di fosforo (drogaggio n).
Nella zona di contatto tra i due strati a diverso drogaggio si determina un campo elettrico; quando la cella è esposta alla luce, per effetto fotovoltaico, si generano delle cariche elettriche e, se le due facce della cella sono collegate ad un utilizzatore, si avrà un flusso di elettroni sotto forma di corrente elettrica continua. Attualmente il silicio, mono e policristallino, impiegato nella costruzione delle celle è lo stesso utilizzato dall’ industria elettronica, che richiede materiali molto puri e quindi costosi.

impianto fotovoltaico

Quanto costa un impianto fotovoltaico

Negli ultimi anni il costo degli impianti fotovoltaici si è ridotto notevolmente , conseguenza delle migliaia di installazioni realizzate in Italia, incentivati prima dal programma “Tetti fotovoltaici” e poi  dal più famoso  “Conto energia”. Il Costo di un’ installazione varia in base alle dimensioni e alle esigenze del consumatore,  dal periodo di acquisto e dall’ altezza del tetto. Perciò se negli anni passati hai richiesto un preventivo, sicuramente oggi avrai prezzi più convenienti.

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