Fotovoltaico

Come funziona un impianto fotovoltaico

Un impianto fotovoltaico trasforma i raggi del sole in energia elettrica. Un impianto tipo, ad esempio di 1 megawatt di potenza installata, è composto da una serie di pannelli di silicio disposti con una certa regolarità, in serie. Per ottenere 1 megawatt di potenza occorrono circa 5.000 pannelli, che occupano una superficie di circa 6.500 metri quadri.

I pannelli sono piatti e rettangolari, e il silicio semiconduttore in essi contenuto non è puro ma contiene piccole quantità di boro e fosforo, il mix ottimale per la produzione di energia elettrica. I pannelli sono inclinati di un angolo che ottimizza la quantità di luce che li colpisce.

Quando un raggio di luce colpisce il pannello, dopo aver attraversato uno strato di vetro piano antiriflesso che ha lo scopo di minimizzare la dispersione della luce, interagisce con gli elettroni del silicio, che hanno livelli energetici differenti; in particolare con quelli legati più debolmente agli atomi, cioè quelli con legami di conduzione. Sono proprio questi elettroni periferici che si allontanano dall'atomo di silicio e producono un flusso di corrente elettrica.

Ogni pannello genera il proprio flusso di corrente, che viene raccolto e convogliato, assieme agli altri, verso l'inverter. La corrente che esce dai pannelli è infatti continua, mentre la rete elettrica conduce corrente alternata. L'inverter trasforma la corrente da continua ad alternata, aprendo e chiudendo fisicamente un circuito con una frequenza determinata è il motivo per cui in un impianto tipo, la corrente che arriva all'inverter è una corrente continua con un'intensità fino a 250 ampere con una differenza di potenziale fino a 1000 volt.

Dall'inverter esce una corrente alternata fino a 1000 ampere con tensione di circa 230 volt. L'ultimo passaggio che subisce la corrente elettrica prima di essere immessa in rete ed uscire dagli impianti di RTR è nel trasformatore, che dalla bassa tensione dei 230 volt la porta ad una media tensione, 20 mila volt, adatta per la trasmissione a lunga distanza.

La quantità di energia prodotta in ogni impianto è misurata da appositi contatori il cui funzionamento ottempera precise disposizioni di legge, anche ai fini della rilevazione dell'energia prodotta. L'efficienza di un impianto fotovoltaico può variare in funzione di molteplici fattori: per esempio, una migliore gestione dell'angolo di incidenza dei pannelli ha permesso di aumentare l'efficienza di alcuni impianti di alcuni punti percentuali.

Un modulo fotovoltaico medio ha un'efficienza attorno al 14 – 16%, ma alcune tecnologie avanzate permettono di superare questi valori. Ad esempio, i moduli "Sunpower", che Energy Total Capital adotta in alcuni impianti, permettono di toccare il 20% di efficienza. Questi moduli speciali montano i recettori della corrente generata dal pennello non sopra il pannello stesso, ma sotto, aumentando cosi la superficie di silicio esposta direttamente ai raggi del sole.

 

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