Cos’è il fotovoltaico?

Il fotovoltaico è la conversione diretta della luce in energia elettrica utilizzando materiali semiconduttori come il silicio. L’effetto fotovoltaico è un fenomeno importante studiato in fisica e chimica.

La parola fotovoltaico (PV) è stata menzionata per la prima volta intorno al 1890 e deriva dalle parole greche: foto, “phos”, che significa luce, e “volt”, che si riferisce all’elettricità.

Fotovoltaico, quindi, significa luce-elettricità, descrivendo esattamente il fenomeno fotovoltaico dove è possibile convertire direttamente la luce in energia elettrica.

I pannelli solari stanno utilizzando questo fenomeno per fornire energia verde per case e industrie e, fortunatamente, il costo dei pannelli solari è in declino, rendendo la tecnologia più disponibile.

C’è la speranza che gli impianti fotovoltaici possano renderci indipendenti dai combustibili fossili, affrontando gli attuali problemi ambientali.

Come funziona il fotovoltaico?

La tecnologia fotovoltaica utilizza semiconduttori per produrre energia basata sull’effetto fotoelettrico.

Se i fotoni di luce (naturale o artificiale) con energia sufficiente penetrano in una cella fotovoltaica, possono eccitare gli elettroni a uno stato di energia superiore.

Infatti, gli elettroni di un semiconduttore che normalmente non sono liberi, diventeranno liberi e agiranno proprio come se fossero in un materiale conduttore.

Questi elettroni liberi possono quindi essere catturati, risultando in una corrente elettrica che può essere utilizzata per produrre elettricità. Più luce viene assorbita, più elettricità sarà prodotta dal fotovoltaico.

Quindi, utilizzando il fenomeno fotovoltaico, possiamo facilmente convertire l’energia solare in elettricità e utilizzarla come alternativa ai tradizionali mezzi di generazione di energia.

I pannelli solari e il fotovoltaico sono la stessa cosa?

Pannelli solari e impianti fotovoltaici sono sinonimi. Se diverse celle solari sono collegate elettricamente tra loro all’interno di una struttura portante, viene realizzato un modulo fotovoltaico.

È possibile collegare le celle solari in due modi diversi: in serie e in parallelo.

In questo modo, i moduli fotovoltaici possono essere realizzati a tensioni diverse per diverse applicazioni.

La combinazione di più moduli fotovoltaici (o pannelli) è chiamata impianto fotovoltaico. I pannelli solari producono corrente continua (DC) ma con un inverter solare, è possibile convertirlo in corrente alternata (AC), che viene utilizzato per gli elettrodomestici

Qual è la differenza tra radiazione solare ed energia termica?

Una delle questioni più importanti che devi sapere sull’energia solare è che può avvantaggiarci in due modi diversi. Può:

  1. Generare energia elettrica utilizzando il fenomeno fotovoltaico
  2. Generare energia termica utilizzando collettori e liquidi (solitamente acqua)

Nel primo approccio, i pannelli solari fotovoltaici sul tetto assorbono la luce solare e la convertono in elettricità utilizzabile per la tua famiglia.

Nel secondo approccio, l’energia solare riscalderà una sostanza, che di solito è acqua, che è alloggiata in pannelli solari termici. Questo è un sistema di riscaldamento solare dell’acqua in grado di soddisfare le esigenze idriche della tua famiglia.

È anche bene sapere che i ricercatori hanno recentemente fatto molti studi per sviluppare celle termo-fotovoltaiche integrate per utilizzare la luce solare in entrambi i modi: calore ed elettricità.

Quali sono i vantaggi dei pannelli solari fotovoltaici?

Ora che sai cos’è un pannello fotovoltaico e come funziona, è il momento di conoscere i vantaggi dell’utilizzo di questa tecnologia.

Ecco un riepilogo dei vantaggi dell’energia solare:

È rinnovabile e abbondante

Il vantaggio più importante dell’energia solare è che è disponibile ogni giorno e non ne esauriremo. Secondo gli scienziati, il sole splenderà per almeno 5 miliardi di anni, fornendoci energia solare.

È pulito e rispettoso dell’ambiente

A differenza dei combustibili fossili, l’energia solare non ha alcun impatto dannoso sull’ambiente. Quindi, quando usi l’energia solare, stai contribuendo a salvare il pianeta terra.

I costi di manutenzione sono bassi

Fortunatamente, non ci sono molte parti mobili nei sistemi di energia solare e, successivamente, non richiedono molti costi di manutenzione.

Quasi tutti i produttori affidabili offrono una garanzia di 20-25 anni per i loro pannelli solari. Hai solo bisogno di mantenere la superficie dei pannelli relativamente pulita.

L’utilizzo dell’energia solare riduce le bollette elettriche

Più elettricità ottieni dai pannelli solari, meno dipendi dalla rete e, di conseguenza, più le bollette energetiche diminuiranno.

Naturalmente, se si desidera coprire gran parte dei costi delle bollette energetiche, è necessario utilizzare grandi sistemi di pannelli solari commerciali.

Puoi guadagnare denaro con i pannelli solari

Il GSE, Gestore dei servizi energetici è una società per azioni italiana nata nel 1999, interamente partecipata dal Ministero dell’economia e delle finanze, alla quale è attribuito l’incarico di promozione e sviluppo delle fonti rinnovabili e dell’efficienza energetica. Questa società incoraggia i proprietari di case a utilizzare tecnologie di energia rinnovabile offrendo in cambio un contributo per l’energia immessa in rete.

In poche parole, è possibile esportare energia rinnovabile nella rete e ottenere tariffe dalle società energetiche. Quindi puoi usare i pannelli solari come un investimento saggio e guadagnare un piccolo reddito sul lato.

Quali tipi di moduli fotovoltaici esistono?

Il campo fotovoltaico è una delle tecnologie in più rapida crescita al mondo, fornendoci diverse opzioni da utilizzare.

Esistono tre diversi tipi di pannelli solari: monocristallino, policristallino e a film sottile.

Inoltre, ci sono due tipi di sistema: connesso alla rete e off-grid.

1. Pannelli solari monocristallini

Queste celle fotovoltaiche sono realizzate in silicio monocristallino e sono la forma più pura di celle fotovoltaiche. Di solito hanno un aspetto scuro uniforme e i loro bordi sono arrotondati in pannelli solari.

L’elevata purezza del silicio consente più spazio per il movimento degli elettroni. Questo li rende il tipo più efficiente di pannello solare, con tassi superiori al 20%.

2. Pannelli solari policristallini

È possibile distinguere facilmente queste celle perché i loro angoli non vengono tagliati nei pannelli fotovoltaici. Di solito sono blu e prodotti fondendo silicio grezzo, che è un processo più veloce ed economico di quello utilizzato per le celle monocristalline.

Tuttavia, hanno un’efficienza inferiore di circa il 15%.

3. Pannelli solari a film sottile

Le celle solari a film sottile vengono prodotte posizionando uno o più film di materiale fotovoltaico su un substrato come vetro, plastica o metallo. Il materiale fotovoltaico può essere silicio, cadmio o rame. A causa del minor materiale necessario per la produzione, le celle solari a film sottile sono i tipi di celle solari più semplici e meno costosi.

Sistemi connessi alla rete vs sistemi off-grid

Inoltre, i sistemi fotovoltaici possono essere classificati in termini di connessione alla rete. A questo proposito, abbiamo due principali impianti fotovoltaici:

Sistemi Off-Grid

Si tratta di sistemi che non sono collegati alla rete. Sono generalmente utilizzati per coprire il fabbisogno di elettricità di edifici remoti o case di vacanza che non hanno accesso alla rete pubblica.

Questi pannelli sono un’opzione conveniente in quanto non richiedono permessi speciali da parte delle società di distribuzione di energia elettrica.

Tuttavia, poiché sono indipendenti al 100%, i sistemi off-grid richiedono generalmente un generatore aggiuntivo o batterie solari per avere elettricità quando il sole non splende.

Sistemi connessi alla rete

Questi sistemi sono collegati alla rete, il che significa che è possibile utilizzare l’elettricità della compagnia elettrica quando ne hai bisogno.

Quando non lo fai, puoi utilizzare l’elettricità generata dai tuoi pannelli per il tuo uso personale e puoi anche scegliere di rivendere tutto, o l’eccesso, alla rete.

Che dire della durata di vita di un modulo fotovoltaico?

Uno degli aspetti molto positivi dell’investimento nel fotovoltaico è che il prodotto ha una lunga durata. Il numero esatto dipende da diverse variabili come la qualità del pannello e le condizioni climatiche, ma in generale, i moduli fotovoltaici dureranno più di 40 anni.

Inoltre, gli impianti fotovoltaici richiedono pochissima manutenzione e di solito sono dotati di una garanzia di prestazione di 25 anni.

Tuttavia, gli inverter solari fotovoltaici, che sono quelli incaricati di convertire il solare CC in elettricità CA di rete, potrebbero dover essere sostituiti dopo 12-15 anni e di solito hanno una garanzia di 5 anni.

Con una durata media di 25 anni, i rifiuti di celle solari nel mondo possono raggiungere fino a 78 milioni di tonnellate entro il 2050. Ecco perché lo sviluppo di tecnologie per il riciclaggio dei pannelli solari ha ora attirato l’attenzione di esperti e responsabili politici nei paesi sviluppati.

Il futuro del fotovoltaico

È anche bene conoscere la prospettiva delle tecnologie fotovoltaiche per scegliere un approccio saggio per utilizzare i pannelli fotovoltaici o addirittura investire in essi.

In primo luogo, è necessario conoscere le sovvenzioni dei pannelli solari come incentivi governativi per quanto riguarda le tecnologie rinnovabili, in particolare il fotovoltaico.

Quindi puoi scegliere un programma adatto per l’utilizzo del fotovoltaico in base alle tue condizioni.

Un’altra questione importante a questo proposito è l’energia solare basata sullo spazio (SBSP). È una tecnologia avanzata e lungimirante che mira a raccogliere l’energia del sole nello spazio e quindi trasmetterla in modalità wireless al nostro pianeta.

Alcuni paesi come Cina, Stati Uniti e Giappone stanno investendo pesantemente in questa idea come il futuro del fotovoltaico.

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