ENERGIA FOTOVOLTAICA: TUTTO QUELLO DA SAPERE

L’energia fotovoltaica è una delle fonti di produzione di energia elettrica rinnovabile più importante. Gli impianti che consentono la sua produzione vengono definiti fotovoltaici e sono costituiti, normalmente, da moduli che permettono di trasformare l'energia del Sole in energia elettrica, oltre che dei diversi strumenti di collegamento elettronico (i cavi) necessari al trasferimento dell'elettricità così prodotta.

Che cos’è l’energia fotovoltaica

L’energia fotovoltaica è la più nota e diffusa tra le fonti energetiche rinnovabili sia in Italia che nel Mondo. Grazie a questa è possibile alimentare interi appartamenti o uffici, senza inquinare e danneggiare l’ambiente. Un grande vantaggio, soprattutto considerando lo scenario attuale. Oggi l’energia solare serve per produrre energia elettrica attraverso gli impianti fotovoltaici.

Nonostante il rapporto tra costi di applicazione e ricavo energetico sia ancora non sufficiente per poter indicare nel fotovoltaico una valida alternativa agli altri metodi di produzione di energia elettrica, negli ultimi anni la diffusione del fotovoltaico ha subito un importante incremento, al punto tale che nel mondo risultano essere presenti impianti tali da produrre una potenza pari a circa 140 GWp. Nell'ambito di queste statistiche, l'Europa ha introdotto negli ultimi anni numerosi incentivi alle energie rinnovabili, tra cui gli incentivi per il fotovoltaico, destinando al fotovoltaico un obiettivo di progressivo incremento del 30% annuo.

Da questo punto di vista, l'Italia si dimostra come uno dei Paesi che ha maggiormente investito in energie rinnovabili. Dati risalenti al 2018 indicano nel fotovoltaico la quarta fonte di produzione tra le energie rinnovabili, assegnando a quest'ultima una potenza di produzione pari a circa 3,5 GW, dati incrementati esponenzialmente negli anni successivi, arrivando a sfiorare circa il 6% del prodotto energetico nazionale.

Sorgenia, leader nel mondo del fotovoltaico, sceglie i pannelli Jinko Solar: una soluzione molto efficace e nota a livello mondiale e una delle aziende di tecnologia solare più famose e innovative al mondo. La sua attività copre gli anelli principali della filiera del fotovoltaico, concentrandosi sulla ricerca e sviluppo di prodotti fotovoltaici integrati e soluzioni di energia pulita che possano garantire innovazione ed efficienza sempre. Grazie anche alla spinta fornita da Sorgenia, tali soluzioni attualmente rispondono al fabbisogno di più di 3000 clienti in più di 160 paesi in tutto il mondo.

Come funziona l’effetto fotovoltaico

 Alla base della produzione di energia elettrica da fonte solare si trova l’effetto fotovoltaico. Questo processo si attiva quando i raggi del Sole colpiscono una cella fotovoltaica realizzata in materiali semiconduttori come il silicio. I fotoni della luce solare elettrizzano gli elettroni presenti nelle celle, causando il movimento degli elettroni e la generazione di una corrente elettrica. Grazie a questa corrente, il fotovoltaico consente di produrre energia elettrica in modo diretto e istantaneo.

 Esistono vari tipi di celle fotovoltaiche, tra cui le celle al silicio monocristallino, altamente efficienti ma più costose, e quelle al silicio policristallino, meno costose e generalmente adatte per l’uso in climi più caldi. Sono inoltre in fase di sviluppo celle più avanzate, come quelle a silicio amorfo e quelle a materiali alternativi (ad esempio tellururo di cadmio o solfuro di cadmio), pensate per migliorare l’efficienza anche in condizioni di minor esposizione solare.

I vantaggi e gli svantaggi dell’energia fotovoltaica

I vantaggi dell’energia fotovoltaica sono davvero tanti e importanti, per questo è necessario che sempre più persone comincino a produrre energia in modo sostenibile e rinnovabile. Tra i più noti benefici si ricordano i seguenti:

• risparmio sui costi della bolletta: con gli impianti fotovoltaici ci si avvicina all’indipendenza dalla rete energetica nazionale, andando a ridurre i costi di bolletta;
• produzione di energia pulita: si ha l’occasione di produrre energia elettrica pulita e sostenibile, rispettando l’ambiente e senza inquinare;
• maggiore efficienza energetica: il fotovoltaico consente di valorizzare il proprio immobile e di accedere a una categoria energetica superiore, ne deriva una maggiore efficienza energetica e un risparmio nei consumi.

Allo stesso modo, è importante conoscere anche alcuni contro che caratterizzati tali sistemi. Tra i principali svantaggi dell’energia fotovoltaica si ricordano i seguenti: 

• ampi spazi per l’installazione: per ottenere la massima efficienza è necessario collegare in serie un gran numero di celle e, quindi, installare diversi pannelli e occupare spazio;
• modularità degli impianti: con l’aumentare delle dimensioni non si verifica un conseguente incremento del rendimento dell’impianto né una riduzione dei costi specifici. La superficie dell'impianto, quindi, è strettamente collegata alla quantità di potenza che si intende generare.

Allo stato attuale, gli impianti che utilizzano i moduli fotovoltaici più innovativi (al silicio monocristallino) necessitano di circa 8 m2 per produrre un kW.

Quindi, in ogni caso la quantità di energia producibile dipende dall'apporto di energia solare ricevuto dall'impianto e dal suo dimensionamento. Questo spiega il motivo per cui è fondamentale orientare le celle verso il punto che permette il maggior irraggiamento solare, secondo angoli di inclinazione che preferiscono l'esposizione verso sud. Normalmente, a questo fine, sono prediletti terreni piani, capaci di assorbire su estensioni maggiori la luce solare.

Le caratteristiche dell'energia fotovoltaica

Il meccanismo che permette ad un impianto fotovoltaico di produrre energia elettrica deriva dalla conversione dell'energia prodotta direttamente dal Sole. Tale processo avviene all'interno delle celle che compongono gli impianti, le quali sono in grado di trasformare il calore in energia elettrica, grazie ai fotoni che “eccitano” gli elettroni presenti sulla cella in Silicio e che iniziano a fluire, generando una corrente elettrica. La singola cella non è in grado di produrre una quantità adatta di energia elettrica, dal momento che l'efficienza di conversione e il potere di ogni cella è particolarmente ridotto e dipende essenzialmente dalla quantità di luce e calore disponibile. Quindi, si spiega efficacemente perché gli impianti destinati a produrre grandi quantitativi di energia richiedono un numero maggiore di celle.

Per ottenere la massima efficienza da un sistema fotovoltaico è necessario posizionarlo nel punto giusto. Infatti, la produzione di energia elettrica dipende dalla quantità di sole che il pannello riesce a catturare durante il giorno. Quindi, per un risultato ottimale, bisogna considerare il luogo di posizionamento e l’inclinazione dei pannelli. Questi due elementi consentono di catturare il maggior irraggiamento solare e di accumulare energia anche per i periodi in cui non c’è esposizione diretta, come durante la notte.