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Il “combustibile” di un sistema fotovoltaico è il sole. La radiazione che incide su di una certa superficie, detta radiazione solare globale, è la somma di tre contributi: radiazione diretta, diffusa e riflessa. L’importanza relativa delle tre componenti varia in funzione delle condizioni meteorologiche, del periodo dell’anno e dell’inclinazione/orientamento della superficie captante. Queste quantità, che la geometria solare ci aiuta a definire, dipendono essenzialmente dalla latitudine: più ci si avvicina all’equatore più aumenta l’energia solare media che raggiunge il suolo. Con l’ausilio di software specifici e di banche dati solari (come la norma UNI10349) è possibile calcolare, con un margine di incertezza, l’energia media annua incidente sul sito di interesse.
La conversione dell’energia elettromagnetica proveniente dal sole in energia elettrica avviene tramite l’effetto fotovoltaico, che si basa sulle proprietà dei materiali semiconduttori. Tra questi il più noto ed utilizzato è il silicio. A seconda del tipo di silicio impiegato si possono avere tre tipi di dispositivi: realizzati in silicio monocristallino, policristallino o amorfo.
L’elemento base è la cella fotovoltaica. Celle solari di qualunque tipo, connesse in serie/parallelo ed incapsulate tra un foglio di plastica e una lastra di vetro temprato costituiscono la maggioranza dei moduli commerciali. Sovente più moduli sono assemblati in un’unica struttura meccanica denominata pannello fotovoltaico. I moduli vengono venduti con una garanzia che normalmente viene espressa specificando il numero di anni in cui la resa del modulo si mantiene entro una certa percentuale di quella nominale.
L’efficienza n di un modulo fotovoltaico è il rapporto tra la potenza elettrica massima in uscita e la potenza in ingresso in condizioni standard (prodotto tra l’irraggiamento standard di 1.000 W/m2 e l’area del modulo). E’ possibile considerare:
14% < n < 17% per il silicio monocristallino
11% < n < 14% per il silicio policristallino
5% < n < 7% per il silicio amorfo
Le applicazioni a cui si presta la tecnologia fotovoltaica sono numerosissime e vanno da dispositivi di potenza pari a pochi centesimi di Watt (calcolatrici ed orologi) fino a centrali di diversi MW di potenza.
Due sono le tipologie fondamentali di impianto fotovoltaico: i sistemi isolati (stand alone) ed i sistemi connessi in rete (grid connected). Prenderemo in analisi l’impianto connesso in rete, il quale ha il solo compito di convertire l’energia solare in elettrica con la migliore efficienza possibile senza curarsi dei carichi locali. E’ evidente infatti che, disponendo della rete elettrica che assicura comunque la continuità del servizio elettrico, non vi è la necessità di disporre di un accumulo di energia con notevole risparmio sui costi di investimento (le batterie incidono per circa il 25-35% del costo totale).
La conversione dell’energia elettromagnetica proveniente dal sole in energia elettrica avviene tramite l’effetto fotovoltaico, che si basa sulle proprietà dei materiali semiconduttori. Tra questi il più noto ed utilizzato è il silicio. A seconda del tipo di silicio impiegato si possono avere tre tipi di dispositivi: realizzati in silicio monocristallino, policristallino o amorfo.
L’elemento base è la cella fotovoltaica. Celle solari di qualunque tipo, connesse in serie/parallelo ed incapsulate tra un foglio di plastica e una lastra di vetro temprato costituiscono la maggioranza dei moduli commerciali. Sovente più moduli sono assemblati in un’unica struttura meccanica denominata pannello fotovoltaico. I moduli vengono venduti con una garanzia che normalmente viene espressa specificando il numero di anni in cui la resa del modulo si mantiene entro una certa percentuale di quella nominale.
L’efficienza n di un modulo fotovoltaico è il rapporto tra la potenza elettrica massima in uscita e la potenza in ingresso in condizioni standard (prodotto tra l’irraggiamento standard di 1.000 W/m2 e l’area del modulo). E’ possibile considerare:
14% < n < 17% per il silicio monocristallino
11% < n < 14% per il silicio policristallino
5% < n < 7% per il silicio amorfo
Le applicazioni a cui si presta la tecnologia fotovoltaica sono numerosissime e vanno da dispositivi di potenza pari a pochi centesimi di Watt (calcolatrici ed orologi) fino a centrali di diversi MW di potenza.
Due sono le tipologie fondamentali di impianto fotovoltaico: i sistemi isolati (stand alone) ed i sistemi connessi in rete (grid connected). Prenderemo in analisi l’impianto connesso in rete, il quale ha il solo compito di convertire l’energia solare in elettrica con la migliore efficienza possibile senza curarsi dei carichi locali. E’ evidente infatti che, disponendo della rete elettrica che assicura comunque la continuità del servizio elettrico, non vi è la necessità di disporre di un accumulo di energia con notevole risparmio sui costi di investimento (le batterie incidono per circa il 25-35% del costo totale).
