Come funziona un generatore fotovoltaico
Premessa: l’irraggiamento solare
Il funzionamento dell’impianto fotovoltaico è legato alla radiazione solare, l’energia che un m2 di superficie riceve dal sole in uno specifico intervallo di tempo.
Sulla base delle condizioni geografiche e climatiche del nostro Paese, l’Italia può essere definita senza alcuna enfasi la “Patria del Sole”: su una superficie libera da ombre, orientati i moduli fotovoltaici a Sud con un’inclinazione di circa 30°, si ottiene una producibilità annua in Italia per kWp di:
- 1100 kWh\anno al Nord
- 1300 kWh\anno al Centro
- 1500 kWh\anno al Sud
L'immagine seguente mostra l'irraggiamento solare annuo dell'Italia (kWh/m2), fonte PVGIS:
Il Generatore Fotovoltaico: tipologie, componenti e sito di installazione
Un impianto fotovoltaico è in grado di convertire la radiazione solare in energia elettrica che può essere utilizzata, o per soddisfare i consumi di una fornitura esistente, o direttamente per essere venduta al gestore elettrico.
Gli impianti fotovoltaici sono generalmente suddivisi in due grandi famiglie:
- impianti “ad isola”, in inglese detti "stand-alone", utilizzati per fornire elettricità a utenze isolate, in cui non è conveniente l'allaccio alla rete pubblica e l'energia prodotta dai moduli è immagazinata sul posto in appositi accumulatori. Rappresentano una tipologia rara di impianti per i quali non è previsto alcun tipo di incentivazione
- impianti "grid-connected" connessi ad una rete di distribuzione esistente gestita da terzi, concepiti allo scopo di immettere nella stessa l’energia elettrica prodotta come se si trattasse di “piccole centrali elettriche” capaci di azzerare o ridurre il fabbisogno energetico di un qualsiasi edificio. stessa. Costituiscono gli impianti fotovoltaici più diffusi compresi nel meccanismo di incentivazione statale per la produzione di energia da fonti rinnovabili.
I componenti principali di un impianto fotovoltaico sono
- MODULI FOTOVOLTAICI: dispositivi costituiti da celle di silicio che “catturano” parte delle radiazioni solari e producono corrente elettrica continua
- INVERTER: apparato elettronico in grado di convertire la forma di energia generata dai pannelli fotovoltaici (corrente continua) in una forma di energia (corrente alternata) adatta per essere immessa nella normale Rete Elettrica.
- CONTATORI: di misura dell’energia prodotta immessa in rete e di scambio (qualora sussista tale condizione) per rilevare la differenza tra energia immessa e prelevata dalla rete.
Il sito di installazione ha un ruolo determinante in relazione ai seguenti parametri che il progettista Kaleos prende in considerazione per massimizzare la quantità di energia prodotta da un impianto fotovoltaico:
- quantità di radiazione solare diretta
- temperatura
- riflettanza della superficie antistante ai moduli fotovoltaici
- orientamento dei pannelli fotovoltaici
- grado di inclinazione
- presenza di eventuali ombreggiamenti
- caratteristiche, efficienza e perdite dei componenti dell'impianto
Lo schema seguente indica come è strutturato il funzionamento di un generatore fotovoltaico.
