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Pannelli solari fotovoltaici



pannelli fotovoltaici su tetto
Si definisce "fotovoltaico" un pannello che, colpito dalla luce del Sole, produce energia elettrica.

Non ci addentreremo in spiegazioni tecniche di dettaglio, esistendo ampia bibliografia in merito. In fondo alla pagina abbiamo elencato alcuni link utili per chi desidera approfondire l'aspetto puramente tecnico.
Ai fini pratici ciò che ci interessa illustrare in questa pagina è "come posso utilizzare al meglio i pannelli fotovoltaici", chiarendo i dubbi più comuni..
effetto fotovoltaico Occorre la luce diretta del Sole o è sufficiente la luminosità?

Le caratteristiche nominali del pannello (potenza, tensione, corrente nominali) si ottengono con un'esposizione diretta del pannello al Sole, con un irraggiamento nominale di 1000 Watt/metro quadro, 25°C di temperatura, posizione perpendicolare ai raggi del sole, e assenza di ombreggiamenti.

I pannelli fotovoltaici producono energia anche in condizioni di luce indiretta, irraggiamento inferiore al nominale, sole non perpendicolare, cielo nuvoloso, presenza di ombreggiamenti, ma in misura molto minore.
Per l'utilizzo ottimale, un pannello fovotoltaico andrà orientato a Sud, e inclinato di 30-35° sull'orizzontale.
E' meglio un pannello Monocristallino? Policristallino? Amorfo? CIS?
pannello al silicio monocristallino Ogni tipologia di pannello presenta vantaggi e svantaggi:
- i pannelli al silicio monocristallino sono tuttora i pannelli con la maggior efficienza per unità di superficie, cioè quelli che producono la maggior potenza (Watt) al metro quadro. Per contro sono soggetti ad un significativo calo di corrente in caso di insolazione parziale e/o di ombreggiatura. I pannelli prodotti industrialmente hanno rendimenti del 14-15%, con punte del 18% per alcuni modelli.
pannello al silicio policristallino - i pannelli al silicio policristallino sono molto simili come caratteristiche al silicio monocristallino, con analoghi pregi e difetti, ed un'efficienza leggermente minore (13-14%), che peraltro si ripercuote soltanto in una superficie leggermente maggiore
pannello al silicio amorfo - i pannelli al silicio amorfo hanno efficienza sensibilmente minore dei pannelli al silicio mono/policristallino (6-8%), e quindi a parità di potenza occupano una superficie più che doppia. In compenso sono soggetti ad un minor calo di corrente in caso di insolazione parziale e di ombreggiatura, e quindi ragionando in termini di energia prodotta nell'arco dell'anno, possono talvolta risultare più efficaci del silicio cristallino, se installati in zone con clima poco soleggiato.
Inoltre consentono l'esecuzione di pannelli flessibili
pannello CIS - i pannelli CIS e CIGS non sono basati sul silicio, come materiale fotosensibile, ma su Rame (C=Copper), I= Indio, S=Selenio, G=Gallio
E' una tecnologia a film sottile che presenta caratteristiche intermedie di rendimento tra il silico cristallino ed il silicio amorfo, (intorno al 10-11%), buona risposta anche alle situazioni di insolazione intermedia, e flessibilità di supporto. Per contro al momento i produttori di questa tecnologia a livello mondiale non sono numerosi.

Nuove tecnologie si stanno affacciando sul mercato, ma con diffusione al momento non altrettanto ampia come quelle sopracitate:
- CdTe (Telloruro di Cadmio)
- Nanotecnologie
- Solare a concentrazione


Che tipo di corrente produce un pannello fotovoltaico?

targhetta pannello fotovoltaico
Esempio di targhetta di pannello fotovoltaico
Un pannello fotovoltaico produce una corrente continua, in bassa tensione, mediamente sui 12-24V (con alcune eccezioni di tensioni superiori).
I valori nominali che leggiamo sulla targhetta dei pannelli sono in effetti superiori (18-40V), ma dal punto di vista operativo tali tensioni servono per far funzionare apparecchiature con tensione nominale di 12 o 24V.
Secondo i modelli, la corrente prodotta da un pannello fotovoltaico varia da pochi milliAmpere di piccolissime applicazioni fino ad un valore massimo di c.a. 10A, per i pannelli attualmente in commercio.
Quando la corrente di un solo pannello non è sufficiente per la propria applicazione, si possono collegare più pannelli insieme (in serie o in parallelo), moltiplicando in tal modo la potenza erogata

Oltre al pannello fotovoltaico che cosa mi occorre?
Bisogna distinguere di che tipo di impianto stiamo parlando.

I sistemi fotovoltaici possono essere infatti di due tipi:
- non connessi alla rete elettrica (o isolati)
- connessi alla rete elettrica



baita con pannelli fotovoltaici Un sistema non connesso alla rete elettrica è composto da:

- uno o più pannelli fotovoltaici
- una o più batterie
- un regolatore per ottimizzare la carica della batteria
- un inverter (opzionale)

impianto conto energia Un sistema connesso alla rete elettrica è composto da:
- più pannelli fotovoltaici (potenza totale minima 1 kW)
- un inverter, per trasformare la tensione a 220V c.a.
- un quadro elettrico di connessione alla rete

Come si può notare, in questo caso non occorrono batterie, in quanto l'energia è accumulata nella rete elettrica e scambiata direttamente con il gestore della rete


Sistemi non connessi alla rete elettrica


Che cosa posso alimentare con un pannello fotovoltaico?
Precisiamo innanzitutto che normalmente i pannelli fotovoltaici non alimentano direttamente le apparecchiature, in quanto la corrente prodotta da un pannello è variabile a seconda dell'ora, dell'insolazione, dell'inclinazione, ecc...

schema pannelli impianto isolato Il compito dei pannelli fotovoltaici è quello di caricare una batteria, che a sua volta alimenta le apparecchiature, scaricandosi e venendo poi ricaricata dai pannelli stessi.

Ciò premesso, le apparecchiature più comuni che possono funzionare a 12V sono le lampadine: non solo luci ambiente, ma anche luci da giardino, insegne, lampeggianti stradali, segnalazioni, ecc...

Poi possiamo alimentare frigoriferi (esistono molti modelli a 12V), TV, radio, utensili elettrici, apparecchi di videosorveglianza, barre per cancelli, ecc.. e possiamo naturalmente ricaricare gli apparecchi elettronici (cellulari, GPS, notebook, fotocamere, ecc..), e tanto altro ancora.
In sintesi, ogni problema di alimentazione elettrica dove non è disponibile la rete può essere risolto con i pannelli fotovoltaici in modo spesso immediatamente conveniente rispetto ad una soluzione tradizionale, che comporti ad esempio uno scavo, la tracciatura di una canalina, un quadro elettrico, ecc... .In aggiunta al risparmio immediato, è da considerare che l'energia elettrica sarà poi gratuita.

Se invece gli apparecchi che voglio alimentare funzionano a 220V?
inverter In tal caso occorre un apparecchio aggiuntivo che si chiama "inverter", il cui compito è quello di convertire la tensione 12V in corrente continua generata dal pannello nella normale corrente alternata a 220V presente in casa.

Se ho un consumo di 100W mi occorre un pannello da 100W?
Questo è uno dei dubbi più comuni, per cui va chiarito un concetto fondamentale: il dimensionamento del sistema non va fatto solo basandosi sulla "potenza" dell'apparecchio da alimentare, ma principalmente sull'"energia consumata" giornalmente da tale apparecchio.
Ad esempio un apparecchio di potenza 100W, consuma un'energia di 200Wattora/giorno se funziona per 2 ore/giorno, consuma 500Wattora/giorno, se funziona per 5 ore/giorno, e così via. Oppure, l'energia consumata da un piccolo apparecchio di potenza 10W, accesso per tutto il giorno (quindi 10W x 24h=240Wattora/giorno) è superiore all'energia consumata da un trapano da 300W, che viene usato solo mezz'ora/giorno (300W x 0,5h=150Wattora/giorno)
Una volta calcolata l'energia totale consumata occorre identificare il pannello (o i pannelli) che produce (o producono) tale energia.

Consideriamo infatti che un pannello da 100W produce 100Watt solo quando il sole è esattamente perpendicolare sul pannello, con condizioni di irraggiamento ottimale. L'andamento della potenza prodotta dal pannello durante il giorno varia da 0 Watt all'alba, aumentando progressivamente fino a 100W nel punto in cui il sole è più alto (se l'insolazione è ottimale) per poi tornare a 0 Watt al tramonto, secondo una curva come quella qui riportata:
Stima produzione energia pannello fotovoltaico

Per scegliere quale pannello occorre per la Vs. esigenza specifica, siamo a disposizione per consulenza gratuita: potete contattarci alla casella mail energiasolare@ilportaledelsole.it, oppure telefonicamente allo 039/9712258



Sistemi connessi alla rete elettrica


Un sistema connesso alla rete elettrica è a tutti gli effetti una piccola centrale elettrica connessa in parallelo alla rete principale.

L'energia elettrica prodotta, e trasformata a 220V da un inverter, viene infatti immessa nel circuito domestico, e può essere autoconsumata, oppure, se in eccesso rispetto al consumo, immessa nella rete elettrica.
Casa con impianto fotovoltaico
E' importante sottolineare che i sistemi connessi alla rete elettrica possono usufruire di un incentivo statale ventennale, denominato "conto Energia", grazie al quale viene remunerata con una tariffa incentivante tutta l'energia prodotta dall'impianto.

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Vedere la seguente pagina per maggiori dettagli sul Conto Energia:

- Che cos'è il Conto Energia



Informazioni tecniche sulla tecnologia fotovoltaica:

http://it.wikipedia.org/wiki/Effetto_fotovoltaico
http://it.wikipedia.org/wiki/Pannello_fotovoltaico
http://it.wikipedia.org/wiki/Energia_solare


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