DATI TECNICI:

Com’è fatto un Impianto fotovoltaico:

 
Componenti principali:

•    Celle fotovoltaiche < modulo < pannello < stringa < generatore fotovoltaico
•    Telaio di sostegno del generatore (struttura fissa o mobile)
•    Inverter
•    Batteria (eventuale)

•    Regolatore di carica (eventuale)
•    Contatore della corrente di produzione    Contatore della corrente di rete

Celle fotovoltaiche:

 
Una cella fotovoltaica esposta alla radiazione solare si comporta come un generatore di corrente con una curva caratteristica tensione/corrente che dipende fondamentalmente dalla intensità della radiazione solare, dalla temperatura e dalla superficie. Tutte le celle fotovoltaiche sono realizzate in silicio. A seconda delle caratteristiche il silicio è definito monocristallino, policristallino o amorfo.
Le caratteristiche del silicio monocristallino sono: l’orientamento identico per tutti i cristalli (ottenuto attraverso trattamenti speciali) e il colore uniforme.
Il silicio policristallino è costituito da un agglomerato di cristalli con orientamenti diversi ed ha un aspetto screziato. E’ meno costoso e meno efficiente del monocristallino.
Il silicio amorfo ha un rendimento inferiore ai due precedenti, ma si presta anche per superfici curve o in strati molti sottili per realizzare celle flessibili.
 I moduli FV più comuni sono costituiti da 36 celle connesse in serie, assemblate fra uno strato superiore di vetro ed uno strato inferiore di materiale plastico (Tedlar) e racchiuse da una cornice di alluminio. Nella parte posteriore del modulo è collocata una scatola di giunzione in cui vengono alloggiati i diodi di by-pass ed i contatti elettrici. Il modulo fotovoltaico ha una dimensione di circa mezzo metro quadro e produce 40 - 50 Watt di potenza.
Un metro quadrato di moduli, in una tipica zona dell’Italia meridionale, produce un'energia media giornaliera pari a 0,2 - 0,3 chilowattora nel periodo invernale e a 0,5 - 0,6 chilowattora in quello estivo.

LIVELLI DÌ TENSIONE:
I moduli fotovoltaici sono accomunati dal comportamento elettrico simile a quello di un generatore di corrente quasi puro, ovvero erogano energia con differenza di potenziale quasi costante anche al variare delle condizioni atmosferiche o del grado di incidenza dei raggi solari. La pratica comune di classificare i prodotti in commercio in 12, 18 o 24 V non deriva dalla tensione al suo punto di massima efficienza, ma dalla possibilità di collegarvi una batteria ricaricabile con analoga tensione nominale.
Quanti moduli servono per produrre 1kWp?:
L’efficienza di trasformazione dell’energia solare in energia elettrica è data dal rapporto tra la potenza elettrica in uscita e la potenza della radiazione solare incidente. Ovviamente entrambe cambiano in funzione delle condizioni di irraggiamento solare. Come riferimento, si usano le condizioni standard di insolazione (potenza della radiazione incidente pari a 1000W/m², temperatura del modulo di 25 °C).
Se si indicano con h l’efficienza, A l’area del modulo, Pel la potenza elettrica generata dal modulo fotovoltaico e con PSTC la potenza luminosa irraggiante il modulo stesso in condizioni standard (STC) si può scrivere la relazione.
                                         hSTC =Pel / PSTC * A
Ad esempio, un modulo con un’efficienza del 10% genera, in condizioni standard, una potenza elettrica (corrente continua) ai suoi morsetti di 100 Watt; 10 metri quadrati di moduli forniscono 1 kWp di potenza elettrica.

Inverter:

Possiamo distinguere due tipologie di inverter, in relazione al tipo di applicazione:
•    INVERTER PER IMPIANTI CONNESSI A RETE
•    INVERTER PER IMPIANTI ISOLATI.
Gli inverter per impianti fotovoltaici connessi a rete:
gli impianti connessi alla rete elettrica nazionale hanno il vantaggio di poter cedere energia alla rete elettrica qualora essa risulti essere in eccesso rispetto a quella che viene consumata, e prelevare energia dalla rete nel caso in cui il generatore fotovoltaico non produca sufficientemente energia, ad esempio durante le ore notturne, o nelle giornate particolarmente nuvolose. Questo meccanismo fa si che la rete elettrica nazionale funga come una sorta di “batteria tampone” cedendo a (attraverso le regole dello “scambio sul posto” relativo agli incentivi in conto energia, esposte nelle prossime pagine ) la stessa quantità di energia che abbiamo immesso nella rete elettrica nazionale .

caratteristiche:
1.    tecnologia ad onda sinusoidale costruita con riferimento alla tensione di rete
2.    elevati rendimenti e stabilità in normali condizioni di irraggiamento
3.    disponibili per utenze monofase e per utenze trifase su un'ampia gamma di potenze
4.    protezioni di rete e di interfaccia integrate
5.    display per visualizzazione dei dati di produzione
6.    moduli aggiuntivi per misurare l'irraggiamento, la temperatura, ecc
7.    trasmissione dati a distanza a scopo di supervisione
8.    impossibilità di funzionamento in isola (è necessaria la presenza della tensione di rete)

 Inverter per impianti isolati:Nel caso in cui non ci sia disponibilità di allacciamento alla rete elettrica nazionale, questi inverter devono poter trasformare la corrente continua in corrente alternata sinusoidale con frequenza 50Hz e tensione in uscita  ~ 230 V, senza avere come riferimento i valori della portante della rete nazionale, per poter alimentare correttamente tutte i comuni utilizzatori domestici .
In questo caso a monte dell’inverter deve essere installata una o più batterie che sono in grado di supplire alle carenze e ai deficit di potenze che il generatore fotovoltaico può avere a causa di carenza o di totale assenza dell’irraggiamento solare. Queste batterie devono essere alimentate da un’apposita centralina, elemento essenziale oltre che per il controllo di eventuali sovraccarichi degli elementi, anche per ottimizzare l’efficienza dell’energia accumulata nelle batterie con l’energia prodotta dai generatori in relazione all’energia consumata dall’utenza.
Ecco le tipologie principali:

•   Inverter ad onda quadra
•   Inverter ad onda sinusoidale modificata (appropriati per l’alimentazione di molti apparecchi (TV, motori, seghetti))
•   Inverter ad onda sinusoidale   (rendimenti elevati, adatti per praticamente tutti i tipi di utilizzatori.)

•  impianti con sistema di accumulo per utenze isolate dalla rete;
•  impianti per utenze collegate alla rete in bassa tensione;
•  centrali di produzione di energia elettrica collegate alla rete in media o alta tensione.