Funzionamento

Il sistema fotovoltaico è un insieme di componenti meccanici, elettrici ed elettronici che concorrono a captare e trasformare l’energia solare disponibile, rendendola utilizzabile sotto forma di energia elettrica. Ciò avviene sfruttando un fenomeno fisico, noto come effetto fotovoltaico (cioè la capacità che hanno alcuni materiali semiconduttori opportunamente trattati di generare elettricità se esposti alla luce).
I moduli sono costituiti da celle in materiale semiconduttore ed il più utilizzato è il silicio cristallino. Essi rappresentano la parte attiva del sistema perché convertono la radiazione solare in energia elettrica. Le celle possono essere sia in silicio cristallino o in tecnologia ibrida, purché conformi alla Norma CEI EN 61215. Più moduli possono essere collegati tra di loro per realizzare impianti di produzione di energia elettrica della potenza desiderata. La corrente continua generata viene inviata ad un convertitore (inverter), dal quale ne esce sotto forma di corrente alternata tale da poter essere immessa nella linea di distribuzione.

Impianti connessi alla rete elettrica (grid connected)

Sistema connesso alla rete del gestore locale, capace di scambiare energia elettrica con la rete. Durante i periodi diurni il sistema genera corrente per il proprio fabbisogno energetico e nei momenti in cui non è direttamente utilizzata, viene immessa nella rete pubblica di distribuzione. Durante i periodi di assenza del sole l'energia prodotta è prelevata dalla rete stessa, generando un continuo scambio tra impianto fotovoltaico e rete, ma non generando accumulo di energia. E' possibile monitorizzare questo continuo scambio con una coppia di contatori dividendo così l'energia entrante e quella uscente. Questo sistema e' l'unico che permette di richiedere i preziosi incentivi in Conto Energia. Gli elementi caratterizzanti di un impianto connesso in rete sono:

• Moduli solari fotovoltaici: sono esposti al sole generano energia elettrica, sotto forma di corrente e tensione continua. Il loro numero e i relativi collegamenti dipendono dal dimensionamento effettuato.

• Inverter: è un dispositivo elettronico che trasforma la tensione e la corrente da continua (come ci arriva dai moduli e come viene accumulata nelle batterie) ad alternata. In tal modo l’utente può avere la normale libertà nell’utilizzo di apparecchi che richiedono la 220 Vca, come è solitamente nelle nostre abitazioni.

• Contatori: sono generalmente tre ed hanno la funzione di misurare le quantità di energia prodotta, auto-consumata ed immessa in rete. Per la misura dell’energia prodotta ci si può avvalere del servizio di misura offerta dal GSE.

• Conto Energia: è il meccanismo di incentivazione che prevede l’ installazione di un contatore che misura tutta l’energia prodotta dall’impianto fotovoltaico, che sarà pagata all’utente con una tariffa che dipende dalla tipologia dell’impianto (vai al Conto Energia).

Nel caso in cui l’impianto solare produca più corrente di quella che serve in quel momento, il surplus entra nella rete elettrica del distributore di energia elettrica locale e viene misurato da un secondo contatore dedicato proprio a conteggiare la corrente prodotta dall’impianto solare e non utilizzata. Quando l’impianto solare non produce (di notte) o produce poco (brutto tempo) o la corrente richiesta dall’utenza è maggiore di quella che può essere fornita in quel momento dal sistema solare, si utilizza la corrente del distributore.

Impianti solari isolati (stand alone)

Sono sistemi autonomi cioè impianti completamente indipendenti dalla rete elettrica che si affidano esclusivamente all’energia solare per assolvere alla richiesta di energia di qualsiasi portata e grandezza.
Sono realizzati particolarmente in zone remote dove potrebbe risultare difficile collegarsi alla rete o dove l’allacciamento ad essa risulterebbe troppo costoso.
Oltre ai moduli fotovoltaici agli inverter, un impianto stand alone necessita di altri componenti fondamentali per l’accumulo della corrente prodotta e non utilizzata istantaneamente:

• Batterie di accumulo: in esse viene accumulata l’energia proveniente dai moduli solari. Bisogna fare attenzione ad utilizzare batterie specifiche per impianti solari fotovoltaici, che sono differenti dalle normali batterie per autotrazione. Le batterie più adatte sono quelle con la piastra positiva tubolare. La scelta del tipo e della capacità della batteria (in relazione ovviamente al tipo di utilizzo) è molto importante per la durata di vita della batteria stessa che può superare anche i 10 anni di vita.

• Centralina solare: regola la carica e la scarica delle batterie, che sono l’elemento più critico del sistema. E’ un po’ il “cervello” dell’impianto, che gestisce l’alimentazione dai moduli (staccando il collegamento con i moduli una volta raggiunto il limite superiore di tensione della batteria) e il consumo delle utenze (staccando le utenze nel caso in cui la tensione delle batterie scenda sotto un certo livello minimo, sotto il quale si andrebbe a danneggiare l’ accumulatore)

Condizioni per l’istallazione

Prima di procedere alla richiesta di preventivo occorre verificare che siano verificate alcune condizioni:

• Proprietà o permesso a costruire: essere proprietari dell'area (ad esempio il tetto) dove vogliamo installare l'impianto, oppure avere il permesso dal/dai proprietario/i (caso tipico: condominio).

• Ombreggiature: Occorre che l'area dedicata all' installazione dei pannelli sia ben soleggiata per tutto il giorno e priva di ombreggiature anche apparentemente di scarsa importanza come pali della luce, alberi, edifici confinanti, comignoli, antenne, ecc…

• Vincoli ambientali: Se si risiede in aree soggette a vincoli ambientali o paesaggistici occorre informarsi presso il Comune di residenza in merito a quali siano i suddetti vincoli.

• Superficie a disposizione: Bisogna disporre di una falda di tetto orientata a Sud, priva di ombreggiature dovute ad altri edifici, vegetazione, ambiente naturale. Sud-Est o Sud-Ovest sono orientamenti accettabili.

Dopo aver individuato la superficie dove si intende installare l'impianto, occorre misurare la superficie disponibile per il montaggio dei pannelli, considerando anche ostacoli come camini, antenne e parabole che possibilmente dovrebbero non ombreggiare i pannelli.

Il Conto Energia ammette anche impianti installati a terra: è quindi possibile considerare anche terreni come possibili aree di montaggio.

Superficie inclinata: Si consideri che occorrono circa 8 mq per ogni kW di potenza installata.

Superficie piana: Non bisognerà preoccuparsi dell'orientamento dell’edificio, in quanto i pannelli verranno montati su supporti a cavalletto, che verranno orientati verso Sud. Nel caso in cui si debba prevedere più file di pannelli, si dovrà considerare però una superficie necessaria maggiore di 8 mq per ogni kWp, in quanto i pannelli andranno montati su file distanziate per non ombreggiarsi a vicenda.