Fotovoltaico

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Introduzione al fotovoltaico	PDF	7.75 MB	08.12.2009

L’energia del futuro: le cose buone arrivano tutte dall’alto

Il Sole è attivo da diversi miliardi di anni e ci fornisce gratuitamente luce e calore. In meno di un’ora, esso invia sulla Terra tanta energia quanta ne viene utilizzata dall’intera popolazione del Pianeta in un anno. Tanto per farsi un’idea, basti pensare che ogni metro quadrato del fulcro del nostro sistema planetario emana un’energia pari a quella prodotta in un’ora da 6.300 litri di gasolio da riscaldamento. Riuscendo a utilizzare in maniera diretta meno di un centesimo di quest’enorme fonte di energia, si risolverebbero per sempre tutti i problemi energetici del nostro pianeta.

La fine dei combustibili fossili?

In pochi secoli, siamo riusciti a consumare buona parte dei combustibili fossili naturali accumulati in milioni di anni solo per riscaldarci, cucinare, farci la doccia e spostarci in automobile. Molto presto, la crescente scarsità di queste risorse potrebbe metterci di fronte a un’offerta perennemente insufficiente e a un’esplosione dei costi delle materie prime, per non parlare poi dei danni ambientali. Circa tre quarti dei dannosi gas serra derivano, infatti, dall’uso del petrolio, del gas naturale e del carbone, e le conseguenze di questo fenomeno sono oggi già più che evidenti. Per combattere la minaccia di una catastrofe climatica, i paesi industrializzati hanno firmato, nel 1997, il Protocollo di Kyoto e si sono impegnati a ridurre le loro emissioni di gas serra.

Una prospettiva economicamente interessante per le fonti energetiche rinnovabili

Il nostro atteggiamento nei confronti dell’energia sta cambiando in tutto il mondo e si tratta di cambiamenti fattibili ed economicamente sostenibili. Il costo dell’energia fotovoltaica al consumatore si sta riducendo rapidamente, favorito dalla proliferazione degli impianti e dal progressivo aumento della potenza istallata e di conseguenza della produzione di energia elettrica fotovoltaica. Secondo il Gifi entro il 2020 anche in Italia raggiungeremo i 16 GW di potenza installata con una produzione annua di 20 TWh di energia elettrica. 
Le fonti energetiche rinnovabili hanno un effetto positivo anche sul mercato del lavoro. Sempre secondo il Gifi grazie ai 16 GW installati entro il 2020 sarà possibile creare circa 113.000 nuovi posti di lavoro.

Cos’è il fotovoltaico?

Fotovoltaico: un cavo di alimentazione collegato al sole

Elettricità dalla luce solare: nessun’altra forma di produzione energetica è così pulita, rispettosa dell’ambiente e universalmente applicabile. L’uso del sole come fonte di energia naturale non è un’idea nuova. Nell’antichità, circa 2.500 anni fa, i greci progettavano le proprie case in funzione dell’utilizzo dell’energia solare. Durante il giorno, la luce del sole entrava in casa attraverso grandi finestre rivolte a sud, mentre, di notte, i muri emanavano nuovamente il calore che avevano accumulato nell’arco dell’intera giornata.

La moderna architettura solare è legata a quest’antica tradizione di utilizzo passivo dell’energia solare, che può essere definito come l’uso dell’energia solare senza assistenza tecnica. L’architettura di un edificio, e in particolare il suo orientamento a sud, può essere utilizzata per riscaldare le stanze direttamente con la luce del sole. Nelle belle giornate invernali, il sole radente riscalda le stanze rivolte a sud, mentre, d'estate, il sole alto non le surriscalda. Una notevole produzione di energia può essere ottenuta mediante l'uso di nuovi materiali da costruzione e di nuove tecnologie costruttive, in particolare attraverso l’utilizzo specifico del vetro sulle facciate rivolte a sud, che consente, tra l’altro, di avere ambienti luminosi e accoglienti.

Le celle solari forniscono energia ai satelliti nello spazio da 50 anni, mentre gli orologi e le calcolatrici tascabili ad energia solare sono diventati ormai apparecchi domestici d’uso comune. A lungo termine, l’energia solare rappresenta la più importante fonte di energia per il genere umano. Secondo gli esperti, il crescente fabbisogno globale di energia farà esaurire le tradizionali risorse energetiche come il petrolio, il gas e il carbone prima della fine di questo secolo.

Il fotovoltaico (FV), ossia la produzione di energia elettrica dal sole, sta prendendo sempre più piede in Italia (alla fine del 2009, secondo il Gse, saranno 70.000 gli impianti in esercizio con una potenza complessiva di 900 MW) non solo per motivi legati a una maggiore attenzione per la tutela dell’ambiente, ma anche perché il costo di un impianto FV scende continuamente e con il Conto energia lo stato italiano ha creato le condizioni necessarie per un uso redditizio di tali impianti.

La vostra nuova fonte di reddito

Con un investimento relativamente esiguo, col vostro impianto FV potete realizzare guadagni considerevoli anche dopo 20 anni di funzionamento, indipendentemente dal fatto che continuiate ad immettere l’elettricità prodotta nella rete pubblica dopo la negoziazione di nuove condizioni o che utilizziate l’energia solare per soddisfare il vostro fabbisogno personale. L’installatore solare potrà fornirvi un’analisi precisa della redditività, eseguendo calcoli personalizzati nell’ambito di una consulenza individuale.

Vantaggi fiscali

In qualità di "produttori di energia elettrica fotovoltaica" ufficialmente riconosciuti, usufruirete di vantaggi fiscali quali una detrazione del 55% nei costi di installazione fino a un ammontare di 60.000 euro in tre anni. A tale proposito, sarà comunque opportuno rivolgersi a un consulente fiscale.

Principio tecnico

Fotovoltaico: il principio è chiaro come il sole

Albert Einstein non ha ricevuto il premio Nobel nel 1921 per la teoria della relatività, come spesso si pensa, ma per il suo lavoro sull'effetto fotoelettrico. Un colpo di genio che, col nome di “fotovoltaico” (FV), ha compiuto notevoli progressi diventando la forma di produzione energetica più rispettosa dell’ambiente.

Il fotovoltaico consiste nella trasformazione diretta della luce del sole in elettricità attraverso una reazione fisica. Questo processo di elettrificazione viene realizzato dalle celle solari, che in genere sono collegate in serie e formano dei moduli fotovoltaici.

Quasi il 95% delle celle solari è costituito da silicio semiconduttore, che rappresenta il secondo elemento più diffuso nella crosta terrestre ed è disponibile in enormi quantità. Una cella solare è costituita da due strati: uno strato drogato negativamente e un altro strato drogato positivamente. Quando la luce del sole colpisce la cella solare, scatena una reazione fisica che genera corrente continua. Poiché la maggior parte degli apparecchi elettrici e la stessa rete elettrica funzionano a corrente alternata, la corrente continua deve essere trasformata in corrente alternata alla giusta tensione. Questo processo viene eseguito da un inverter. L’energia solare creata in questo modo può essere utilizzata immediatamente in casa, accumulata in batterie o immessa nella rete elettrica pubblica.

Un impianto fotovoltaico è come un cavo di alimentazione collegato direttamente al sole.

Grid connected: una connessione remunerativa

In Italia, sono attivi più di 55.000 impianti fotovoltaici grid-connected (connessi alla rete). La corrente alternata prodotta viene immessa nella rete elettrica locale attraverso un distinto contatore di alimentazione. Il gestore della rete elettrica locale acquista l’energia elettrica immessa nella rete in conformità alla legge sulle fonti energetiche rinnovabili retribuendo il fornitore per ogni kilowattora prodotto e immesso nella rete.  

Un impianto FV grid-connected è costituito da:

• una serie di moduli FV per la trasformazione della luce in energia elettrica;
• un inverter per la trasformazione della corrente continua prodotta in corrente alternata e per il controllo dell'intero impianto (necessario in caso di malfunzionamento o spegnimento della rete elettrica pubblica);
• un contatore di corrente alternata / contatore di alimentazione per misurare la produzione di elettricità;
• dispositivi di sicurezza per la protezione elettrica dell'impianto FV.

Una tecnologia che offre quello che promette

Gli impianti fotovoltaici hanno dimostrato il loro valore anche in condizioni estreme. I moduli FV Sharp vengono utilizzati nello spazio da decenni per l'alimentazione elettrica dei satelliti e resistono a forze della natura quali i temporali e l'acqua salata, quando vengono installati, per esempio, sui fari.

Soluzione stand-alone: l’autonomia vi rende forti

Un impianto solare domestico vi rende indipendenti. Gli impianti FV stand-alone (autonomi) si stanno diffondendo sempre di più in Europa, soprattutto nel settore del tempo libero. Dite addio ai problemi di connessione e ai generatori rumorosi. Un impianto fotovoltaico grid-independent (indipendente dalla rete) vi fornisce energia elettrica ovunque ne abbiate bisogno. In roulotte, barche, case di campagna, case per il weekend o rifugi di montagna, un impianto solare domestico è una fonte di elettricità comoda per illuminazione, frigoriferi, radio e televisori ed è allo stesso tempo silenzioso ed ecologico.

Un impianto stand-alone è costituito da:

• una serie di moduli FV per la trasformazione della luce in energia elettrica;
• un inverter per la trasformazione della corrente continua prodotta in corrente alternata;
• un controllore di carica per il controllo del caricamento e dello scaricamento delle batterie solari;
• delle batterie solari per accumulare la corrente continua prodotta.