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SOLARE FOTOVOLTAICO

La tecnologia fotovoltaica (FV) consente di trasformare direttamente l'energia associata alla radiazione solare in energia elettrica, sfruttando il cosiddetto “effetto fotoelettrico”. L'effetto fotoelettrico è noto dalla fine dell'800, ma la sua spiegazione risale al 1905 ad opera di Albert Einstein che per questo motivo ottenne nel 1921 il premio Nobel. Esso è basato sulle proprietà di alcuni materiali semiconduttori che, opportunamente trattati ed interfacciati, sono in grado di generare elettricità se colpiti dalla radiazione solare. Di tutta l'energia solare che investe una cella sotto forma di radiazione luminosa, solo una parte viene convertita in energia elettrica (energia utile).

Il componente base di un impianto FV è la cella fotovoltaica, che è in grado di produrre circa 1,5 Watt di potenza in condizioni standard, vale a dire quando essa si trova ad una temperatura di 25 °C ed è sottoposta ad una potenza di irradiazione pari a 1000 W/m². La potenza in uscita da un dispositivo FV, quando esso lavora in condizioni standard, prende il nome di potenza di picco (Wp):si tratta di un valore che viene utilizzato come riferimento. L'output elettrico reale in esercizio è in realtà minore del valore di picco a causa delle temperature più elevate e dei valori più bassi della radiazione.

Se la massima efficienza raggiungibile dal silicio monocristallino è intorno al 20%, per altri tipi di moduli questi valori si abbassano ulteriormente: al 17% per il silicio policristallino ed intorno al 10% per il silicio amorfo. Più celle assemblate e collegate tra di loro in una unica struttura formano il modulo fotovoltaico. La potenza elettrica richiesta determina poi il numero di stringhe da collegare in parallelo per realizzare un generatore fotovoltaico. Il trasferimento dell'energia dal sistema fotovoltaico all'utenza avviene attraverso ulteriori dispositivi, necessari per trasformare e adattare la corrente continua prodotta dai moduli alle esigenze dell'utenza finale. Il complesso di tali dispositivi prende il nome di BOS (Balance of System). Un componente essenziale del BOS, se le utenze devono essere alimentate in corrente alternata, è l'inverter, un dispositivo che converte la corrente continua in uscita dal generatore FV in corrente alternata.

Il mercato fotovoltaico mondiale ha conosciuto negli ultimi anni un notevole sviluppo, passando dai 45 MWp del 1990 ai 290 MWp del 2000. Questo grande risultato è stato possibile grazie al parallelo sviluppo di due tipologie di applicazione: gli impianti isolati e quelli installati sugli edifici ed integrati alla rete elettrica.