Come Funziona il Fotovoltaico (Spiegato Semplice)

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Nel corso degli anni il consumo di energia elettrica è aumentato vertiginosamente su scala globale. Per questo sempre più persone si chiedono cos’è e come funziona il fotovoltaico.

Si tratta di un argomento molto sensibile che muove interessi di parte significativi. Spesso vede contrapposti chi sostiene l’impossibilità di uno sviluppo senza l’utilizzo delle fonti più inquinanti, come carbone e petrolio, e chi invece promuove un radicale cambio di rotta verso le rinnovabili.

L’estremismo ideologico oblitera purtroppo l’approccio di cui abbiamo bisogno adesso: un atteggiamento aperto e in grado di considerare i cicli produttivi dell’energia in tutti gli aspetti, al fine di valutarne i pro e i contro ed il grado di sostenibilità.

È noto che attualmente non è possibile sostituire tutte le fonti fossili con le fonti alternative, ma i cambiamenti climatici a cui stiamo assistendo ci impongono di fare delle serie riflessioni sul nostro futuro e su cosa possiamo e dobbiamo fare.

Il fotovoltaico è una di queste.

Leggi questo articolo per scoprire tutto quanto bisogna sapere sul fotovoltaico e sul suo funzionamento.

Come funziona un impianto fotovoltaico?

Un impianto fotovoltaico è costituito da una serie di pannelli in silicio, un materiale semiconduttore in grado di trasformare le radiazioni solari in energia elettrica. I pannelli sono connessi fra loro e gestiti attraverso un software.

Va da sé che la quantità di energia che i pannelli possono produrre è direttamente proporzionale alla quantità di luce che possono ricevere. 

Questo è il motivo per cui è sempre preferibile installare gli impianti fotovoltaici orientandoli verso sud, per sfruttare al meglio la posizione del sole e ottenere il massimo dell’energia.

Come funziona un pannello solare?

Per spiegare come funziona un pannello fotovoltaico abbiamo elaborato due spiegazioni: una più semplice e immediata e una più complessa e particolareggiata.

La spiegazione semplice

Se vuoi spiegare come funziona il fotovoltaico a un bambino, puoi partire da qui.

I pannelli solari sono fatti di cellule solari, che trasformano l’energia solare della luce in elettricità. È la tecnologia energetica più affidabile di tutte, tanto che è utilizzata anche nello spazio e in luoghi sperduti della Terra.

Le cellule solari sono fatte con atomi di silicio. Immagina queste cellule come un piatto sottilissimo fatto da miliardi di minuscoli mattoncini Lego.

Lo strato di silicio viene trasformato usando temperature fino a 1.000 gradi centigradi. Un foglio di metallo viene attaccato dietro e una rete metallica sul davanti. Questa rete è quella che poi verrà rivolta verso il sole.

Quando vengono realizzate 60 cellule solari, vengono attaccate insieme dietro uno strato di vetro per realizzare un pannello solare.

I fotoni – le particelle di luce – trasferiscono energia agli elettroni liberi presenti sullo strato di silicio. Questi si agitano producendo elettricità.

In sintesi, pannelli installati sul tetto di una casa assorbono l’energia del sole. Questa energia viene trasformata in utilizzata per fornire elettricità e acqua calda.

La spiegazione complessa

Un sistema fotovoltaico è composto da due componenti principali.

Il primo elemento sono i moduli fotovoltaici. Il loro materiale fondamentale è il silicio, un semiconduttore.

Quando la luce – composta da fotoni – colpisce la superficie della cellula fotovoltaica, l’energia solare carica gli elettroni. Questi si immettono nel circuito e, così, producono elettricità.

A questo punto entra in gioco il secondo elemento, ovvero l’inverter (invertitore in italiano). Si tratta dell’apparato elettronico che si occupa di convertire la corrente continua in ingresso in corrente alternata (CA) in uscita.

Il suo compito è anche quello di variare i parametri di ampiezza e frequenza.

Vantaggi e svantaggi del fotovoltaico

Sebbene sia una tecnologia molto utilizzata spesso ci si domanda quali sono gli effettivi vantaggi e svantaggi di scegliere il solare come fonte di energia rinnovabile.

I vantaggi del fotovoltaico

Iniziamo con i benefici del fotovoltaico, che superano (di gran lunga) gli svantaggi.

Costi minimi di manutenzione

Una volta installato, un impianto fotovoltaico (di dimensioni standard) ha bisogno di una manutenzione ordinaria di circa 100 euro l’anno. L’aspetto più importante da non trascurare infatti è la corretta pulizia dei pannelli.

Gli immobili acquisiscono valore

Che sia una casa, un condominio o un semplicemente un appezzamento di terra, la presenza di un impianto fotovoltaico aumenta il valore di un immobile e migliora la classe di efficienza energetica.

Tenere sotto controllo il valore del proprio investimento

Anche se i costi si sono notevolmente abbassati nel corso degli anni, installare un impianto fotovoltaico è sempre un investimento che ha bisogno di alcuni anni per poter rientrare dalla spesa fatta. 

Online sono disponibili dei tool completi che permettono di conoscere il valore di un impianto: si tratta di strumenti molto utili soprattutto quando si ha la necessità di vendere un impianto fotovoltaico.

Facile integrazione con altri sistemi

Un impianto fotovoltaico può rendere una casa completamente autonoma da un punto di vista energetico utilizzando batterie, oppure può essere utilizzato come fonte di energia integrativa.

I possibili svantaggi del fotovoltaico

Anche il fotovoltaico presenta degli aspetti negativi che bisogna considerare. 

Per poter incidere significativamente nel bilancio energetico di una casa è necessario un impianto adeguato. Dato che si tratta di un investimento importante da affrontare, è bene conoscere anche quali sono le possibili problematiche. 

Uno degli svantaggi principali è legato al fatto che la produzione dipende dalle condizioni metereologiche. Conoscere l’esposizione solare è infatti fondamentale per poter fare delle previsioni attendibili sulla quantità di energia che si può produrre. 

Le condizioni meteo tuttavia possono essere imprevedibili, per questo motivo quando si progetta un impianto fotovoltaico si considerano i valori nell’arco di un intero anno. 

L’obiettivo infatti è migliorare il bilancio energetico tenendo conto dei picchi di produzione che si avranno in estate con la bassa produzione di corrente nei mesi invernali.

Perché usare fonti rinnovabili?

Le energie rinnovabili si definiscono in questo modo perché producono energia consumando risorse che si reintegrano naturalmente, per esempio: la luce solare, le maree, il vento ed il calore geotermico. 

La necessità di produrre energia ecosostenibile non è soltanto legata alla quantità di risorse necessarie ed esauribili, ma anche al modo in cui esse devono essere utilizzate.

Sia nel caso del petrolio che del carbone, l’energia viene prodotta usando un processo di combustione che genera anidride carbonica (e non solo). Con le fonti di energia rinnovabili, invece, non c’è mai un processo di combustione.

Cosa sta facendo l’Europa

L’Europa, con il quadro 2030, vuole raggiungere traguardi importanti come:

È un progetto ambizioso che mira a raggiungere risultati concreti, senza privilegiare una tecnologia rispetto ad altre. 

Negli ultimi 10 anni però, la quota di energia verde prodotta da impianti fotovoltaici è aumentata considerevolmente in relazione all’abbassamento del prezzo necessario per produrla. 

Secondo le stime dell’International Renewable Energy Agency (IRENA), si tratta dell’82% in meno e questa tendenza la si riscontra anche con i dati italiani. 

Fotovoltaico: conclusioni

La sensibilizzazione all’utilizzo di fonti di energia rinnovabile va ben oltre il risparmio economico ed energetico. 

Si tratta di creare una cultura dell’ecosostenibilità che influenza e modifica quotidianamente la vita di tutti i giorni, a cominciare dal risparmio energetico, che sarebbe il primo passo per una riduzione intelligente dei consumi.

Allo stesso modo, una diminuzione della produzione di rifiuti andrebbe ad incidere in maniera più significativa rispetto al solo riciclo, dove si innescano ulteriori logiche speculative vedendo il rifiuto come risorsa economica. 

Per far sì che l’ecosostenibilità non sia solo un concetto, ma un vero e proprio cambio di rotta, è necessario rivedere non solo le logiche di produzione ma anche quelle economiche che ne determinano la direzione.

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