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Come scegliere l’impianto fotovoltaico

Come scegliere l’impianto fotovoltaico: prendi in mano il tuo futuro energetico

L’impianto fotovoltaico: cos’è, come è composto e come funziona

Sfruttare l’energia solare per produrre la corrente elettrica necessaria ad alimentare gli elettrodomestici  della nostra abitazione è una scelta sempre più presa in considerazione, per la salvaguardia dell’ambiente.
L’utilizzo di fonti rinnovabili di energia consente infatti di ridurre notevolmente la propria impronta ecologica, abbattendo le emissioni di anidride carbonica in atmosfera e le conseguenze ad esse legate come i fenomeni dell’effetto serra e del riscaldamento globale.

Cos’è un impianto fotovoltaico?

L’impianto fotovoltaico è un sistema composto dall’assemblaggio di moduli fotovoltaici che sfruttano i raggi solari per generare corrente elettrica continua tramite l’effetto fotovoltaico. Trasformata in corrente alternata, tramite un inverter, l’energia solare può essere utilizzata per alimentare gli apparecchi elettrici della nostra casa.

I pannelli fotovoltaici trasformano l’energia solare in energia elettrica con basse emissioni di CO2 nell’ambiente e senza produrre sostanze di scarto, producendo una quantità di energia sufficiente a rendere autonomo un edificio, mentre l’energia in eccesso può essere immagazzinata tramite l’accumulatore ed utilizzata nelle ore di minor irraggiamento solare oppure venduta al gestore elettrico nazionale.

L’effetto fotovoltaico

L’effetto fotovoltaico è un principio completamente naturale che avviene nel momento in cui la radiazione solare passa attraverso un materiale semiconduttore, di cui è costituito il pannello fotovoltaico. Il Silicio, ad esempio, è un ottimo semiconduttore ed è presente in natura in quantità molto elevate.

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Quando i fotoni della radiazione solare, particelle di massa a carica nulla, attraversano una cella fotovoltaica, spezzano i legami  presenti tra gli elettroni del silicio, che possono muoversi liberamente, lasciando delle posizioni libere ( lacune), che agiscono come cariche positive. Dunque, una parte della cella fotovoltaica presenta un eccesso di cariche negative, gli elettroni, mentre l’altra parte presenta cariche positive, le lacune, producendo un campo elettrico interno alla struttura del semiconduttore, che fa muovere i due elementi in posizione opposte generando una tensione tra il lato positivo e quello negativo.
Collegando le due parti con dei fili a un carico si genera una tensione alle sommità del carico stesso che produce corrente elettrica.

Il sistema fotovoltaico e i suoi componenti principali

I componenti principali di un impianto fotovoltaico sono:

  • Pannello fotovoltaico
  • Inverter
  • Accumulatore

Il pannello fotovoltaico, la parte più importante dell’impianto, è costituito da piccole celle solari collegate in serie (modulo fotovoltaico) e realizzate in materiale semi-conduttore come il silicio amorfo, mono o policristallino.
Le celle fotovoltaiche devono il loro nome proprio grazie alla loro capacità di trasformare i fotoni, gli atomi delle radiazioni solari, in volt, ovvero in energia elettrica.

Strutturalmente le celle sono piccole piastrelle scure che, collegate in serie, vengono attraversate dalla radiazione solare generando corrente continua tra il lato superiore e il lato inferiore, tramite l’effetto fotovoltaico.

Fornendo, però, solo corrente continua, la corrente elettrica generata dal pannello fotovoltaico deve essere trasformata in corrente alternata per poter essere utilizzata per alimentare lo scaldabagno e gli elettrodomestici.
Per risolvere il problema ci viene in aiuto l’inverter o convertitore C.C./C.A., che ha proprio il compito di convertire la corrente continua in corrente alternata.

La batteria di accumulo o accumulatore, è lo strumento fondamentale dell’impianto fotovoltaico con accumulo. Essa ha infatti il compito di conservare la carica elettrica fornita dai moduli in presenza di sufficiente irraggiamento solare per permetterne un utilizzo differito da parte degli apparecchi elettrici utilizzatori.

Un impianto fotovoltaico tradizionale produce energia elettrica che non viene usata interamente per l’abitazione, poiché quella che non viene utilizzata viene mandata alle rete elettrica durante le ore di irraggiamento. Però nella maggior parte dei casi i maggiori consumi di energia elettrica si hanno durante la notte, proprio quando non c’è irraggiamento solare.
Per questa ragione sono nati gli impianti fotovoltaici con batteria per l’accumulo dell’energia elettrica che riescono a sfruttare in pieno la corrente prodotta durante le ore di irraggiamento solare; collegando l’impianto fotovoltaico ad una batteria che è capace di accumulare la corrente da utilizzare durante le ore notturne.

Il vantaggio è evidente; con l’installazione di un impianto fotovoltaico con accumulo, si riesce a coprire in media intorno all’80% del fabbisogno energetico giornaliero.

La classificazione degli impianti fotovoltaici

È possibile classificare gli impianti fotovoltaici in:

  • Impianti ad isola o “stand alone”
  • Impianti connessi in rete o  “grid-connected”

Un impianto fotovoltaico “stand-alone”, è isolato, ovvero non è collegato alla rete nazionale, che normalmente garantisce la copertura del fabbisogno energetico anche in assenza dell’irraggiamento solare.

Questo tipo di impianto quindi, per continuare ad erogare energia in assenza di soleggiamento, dovrà quindi essere dotato di un sistema di accumulatori che garantisce la copertura del fabbisogno energetico anche in assenza dell’irraggiamento solare.

Un impianto fotovoltaico “grid-connected”, al contrario è un impianto collegato stabilmente alla rete elettrica e dalla quale può prelevare energia o immetterla nel caso che ne produca più di quella che serve.

Impianto fotovoltaico: come funziona

L’energia elettrica arriva nelle nostre case attraverso la rete, viene distribuita da un quadro di distribuzione e va ad alimentare le utenze.

Nel momento in cui si decide di installare un impianto fotovoltaico, i moduli devo essere installati in una posizione ben esposta ai raggi solari, di solito sul tetto o in giardino. Per una casa monofamigliare sono necessari dai 15 ai 20 mq.

Come spiegato precedentemente, il modulo trasforma l’energia del sole in energia elettrica grazie all’effetto fotovoltaico. Questa energia però, è in forma continua, per questo deve essere installato un inverter che trasforma l’energia da continua ad alternata. L’inverter è un dispositivo non di grandi dimensioni, silenzioso e può essere tranquillamente installato in qualsiasi zona della casa. Così l’energia prodotta dall’impianto fotovoltaico in questo modo può essere immessa nel quadro elettrico di casa ed alimentare le utenze.

Grazie alla batteria di accumulo, invece, l’energia prodotta nelle maggiori ore di irraggiamento solare viene immagazzinata per essere utilizzata quando ce n’è più bisogno.

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