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Che cos'è un impianto fotovoltaico?

Un impianto fotovoltaico è un impianto che utilizza l'energia solare per produrre energia elettrica attraverso un principio fisico chiamato effetto fotovoltaico.

sole ai tuoi pannelli solari

L'effetto fotovoltaico è un processo di conversione energetica (da energia luminosa ad energia elettrica) che avviene in un dispositivo (cella fotovoltaica) che è costituito da un materiale semiconduttore (es. silicio), opportunamente trattato, che reagisce alla luce originando un flusso di corrente elettrica.
La cella fotovoltaica è l'unità di base che compone un pannello o modulo fotovoltaico, così come i pannelli fotovoltaici rappresentano i componenti principali di un impianto fotovoltaico. Sono disponibili diverse tecnologie di moduli fotovoltaici e quelle a cui si fa normalmente riferimento sono la tecnologia che utilizza il silicio monocristallino o il silicio policristallino.

I nomi monocristallino e policristallino derivano dalla struttura di ogni singolo cristallo che compone una cella fotovoltaica.
È bene sapere che i pannelli prodotti con queste due tecnologie hanno rendimenti diversi e diversi ambiti di applicazione.
La corrente elettrica in uscita dai pannelli fotovoltaici è continua, quindi per poter essere utilizzata o ceduta alla rete deve essere convertita in alternata. Questa trasformazione ha luogo nell'inverter.

Le installazioni fotovoltaiche si suddividono in due grandi famiglie:
- impianti connessi alla rete elettrica (grid-connected)
- impianti isolati (stand-alone)


Impianti connessi alla rete elettrica

impianto_fotovoltaico_connesso

Questa categoria comprende le utenze domestiche e aziendali che sono collegate alla rete elettrica generale. La corrente elettrica continua, prodotta dai moduli fotovoltaici giunge all'inverter che la converte in corrente alternata per essere autoconsumata dall'utente o immessa nella rete elettrica generale (se la produzione è maggiore del proprio fabbisogno).

Dimensionando in modo opportuno l'impianto fotovoltaico si possono azzerare completamente i costi dell'energia elettrica (la bolletta!) e produrre reddito grazie alla quota parte di elettricità in esubero ceduta in rete.

Infatti è bene sapere che un impianto fotovoltaico idoneo, oltre ad eliminare i costi della corrente elettrica, si ripaga in media nel giro di 6-7 anni (centro-sud Italia) o di 8-9 anni (centro-nord Italia), inoltre continua a produrre energia e quindi costituisce una fonte di reddito certa per altre decine di anni.


Impianti isolati

impianto_fotovoltaico_isolato

Questa categoria comprende gli impianti non connessi alla rete elettrica, quali ad esempio baite in montagna, pozzi per il prelievo dell'acqua, e tutti gli altri luoghi per i quali il collegamento alla rete elettrica tradizionale può risultare difficoltoso, diseconomico o impossibile.

Il dimensionamento per questo tipo di utenze viene effettuato sulla base del massimo consumo contemporaneo di tutte le utenze collegate all'impianto (illuminazione, riscaldamento elettrico, TV, frigorifero, ecc.).

Per utilizzare successivamente l'energia prodotta e non immediatamente consumata o per sopperire a momentanei picchi di richiesta di energia (es. quando si utilizza anche il tosaerba), si dota l'impianto di una serie di batterie/accumulatori.

Il ruolo svolto dalla tecnologia fotovoltaica è quello di sostituire altri sistemi inquinanti di alimentazione (ad esempio gruppi elettrogeni a gasolio).


casa_fotovoltaica

Come funziona?

L'impianto fotovoltaico è composto principalmente da:

  • Moduli / Pannelli fotovoltaici: formati da celle in silicio monocristallino, policristallino o amorfo, protetti all'esterno con vetro temprato prismatico e con cornice in alluminio anodizzato. I moduli fotovoltaici catturano la luce solare, la quale scatena una reazione molecolare nel silicio che produce energia elettrica in corrente continua.
  • Quadro di stringa: permette di separare il campo fotovoltaico dall'inverter. La separazione permette di garantire una protezione efficace contro variazioni di tensione che possono danneggiare i moduli fotovoltaici e l'inverter.
  • Inverter: macchina che trasforma l'energia prodotta dai moduli (energia in corrente continua) in corrente alternata (la corrente che utilizziamo normalmente).
  • Contatore del "GSE": apparecchiatura elettrica (uguale al contatore del fornitore di energia elettrica) che misura l'energia prodotta dai moduli fotovoltaici. Tutta l'energia letta dal contatore viene incentivata in base al tipo di installazione scelto per i moduli fotovoltaici.
  • Contatore scambio sul posto: apparecchiatura elettrica (uguale al contatore del fornitore di energia elettrica) che misura l'energia ceduta alla rete e l'energia prelevata dalla rete, normalmente chiamato "contatore in doppia lettura".
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Ore diurne

Di giorno l'impianto fotovoltaico produce energia elettrica. L'energia elettrica prodotta è utilizzata per coprire i consumi in gioco durante il giorno (luci, elettrodomestici, ecc). L'energia in eccesso è immessa in rete (l'ente fornitore fa da dispensa).

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Ore notturne

Di notte l'impianto fotovoltaico NON produce energia elettrica. L'energia elettrica necessaria per coprire i consumi in gioco di notte (luci, elettrodomestici, ecc) è prelevata dall'ente fornitore, o meglio si preleva l'energia che durante il giorno era stata prodotta e non consumata. Ovvero l'energia che avevamo idealmente posto in dispensa.

Servizio di scambio sul posto

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Lo scambio sul posto consiste in una modalità di valorizzazzione dell'energia elettrica che consente di azzerare le spese energetiche sostenute, attuando la realizzazione di una particolare forma di autoconsumo tramite l'immissione in rete dell'energia elettrica che viene prodotta ma non viene direttamente consumata. L'energia autoprodotta non viene venduta ma sfrutta la rete elettrica come se fosse un "serbatoio" da cui è possibile prelevare energia in un momento differente da quello dell'effettiva produzione. Il meccanismo di scambio sul posto viene gestito da un unico soggetto intermediario a livello nazionale, ossia il GSE (Gestore dei Servizi Elettrici), e permette al singolo produttore di energia di ottenere una compensazione tra il valore economico associabile all’energia elettrica prodotta e poi immessa in rete e il valore economico teorico associato all’energia elettrica prelevata e consumata in un periodo differente da quello in cui avviene l'effettiva produzione, ad esempio nelle ore notturne oppure qualora l'energia prodotta non sia sufficiente alla richiesta dei carichi collegati.

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