Come funziona l’impianto fotovoltaico?

Se ne parla tanto in questi ultimi anni, grazie allo sviluppo che ha visto sul mercato e agli incentivi fiscali previsti per la sua installazione, come quello del Superbonus 110 %. 

L’impianto fotovoltaico a pannelli solari è un impianto elettrico che sfrutta la fonte rinnovabile del Sole, attraverso moduli fotovoltaici sorretti da apposite strutture che possono essere collocate sul tetto, sulle facciate o anche a terra.

Ma come funziona nello specifico?

I moduli fotovoltaici che compongo i pannelli solari, sono formati a loro volta da celle di silicio puro, disposte in serie, che irradiate dall’energia solare la trasformano in energia elettrica tramite effetto fotovoltaico (ovvero l’effetto tramite cui i fotoni solari stimolano gli elettroni contenuti nel silicio), e senza l’utilizzo di alcun combustibile.  
I pannelli vanno collegati per legge a un sezionatore, che permetta lo scollegamento in caso di interventi di manutenzione sulla rete o di picchi di tensione.
Supportati da una struttura che permetta la loro inclinazione di 30-35° e orientati a sud/sud-est/sud-ovest, sono protetti da vetro temperato o un polimero come il tedlar, concedendogli un’ottima resistenza agli agenti atmosferici come la grandine.
Attraverso dei cavi elettrici, la corrente viene poi inviata a un inverter, che modifica la corrente continua in alternata, regolando la frequenza della temperatura e dell’energia e monitorando il suo funzionamento. L’inverter può essere monofase, per usi ridotti e civili, e trifase per usi di grandi dimensioni, solitamente industriali.

Tipologie di celle

Gli impianti fotovoltaici sono composti da celle fotovoltaiche in silicio, diversificate in tre tipologie:

• Modulo monocristallino: utilizzando silicio di estrema purezza, i moduli sono composti da decine di celle circolari o ottagonali, con ottime performance. I pannelli di questo tipo sono i più efficienti per la potenza (Watt) che producono al metro quadro;
• Modulo policristallino: ottenuto dalla fusione di cristalli di silicio di piccole dimensioni, ha sempre un buon rendimento ma con costi più contenuti;
• Modulo amorfo: invece che essere disposto in celle, viene strutturato in un unico strato, molto più flessibile, che garantisce risultati anche in condizioni di esposizione non ottimali, ma ha una resa minore.
  
  

Tipologie di pannelli

I pannelli si suddividono in due categorie:

• Grid connect – connessi a una rete elettrica di distribuzione esistente: è la situazione più comune in cui è previsto uno scambio energetico bidirezionale, ovvero la corrente prodotta in eccesso dai moduli verrà immessa nella rete nazionale per essere utilizzata da tutti gli altri utenti. In questo caso ci sarà bisogno di un generatore fotovoltaico, a sua volta costituito dai moduli, poi l’inverter, due contatori per la registrazione dell’energia elettrica in entrata e in uscita dalla linea nazionale e dispositivi di connessione e protezione.
• Stand alone – a isola: ovvero non collegati alla rete elettrica nazionale, sfruttando l’energia nel momento stesso in cui questa viene prodotta e diventando autosufficienti, oppure utilizzandola quando ce n’è bisogno tramite un accumulatore di energia. In questo caso serviranno più pannelli, un inverter con trasformatore e una batteria d’accumulo per conservare l’energia prodotta in eccesso. Dovranno essere monitorati da un regolatore di carica e forniti di due quadri elettrici per il controllo della tensione e della potenza. Solitamente questa opzione viene utilizzata per dotare di corrente quegli edifici che non sono serviti dalla rete elettrica.

Dove viene installato?

L’impianto fotovoltaico può essere installato sia su edifici in via di costruzione, sia su edifici già esistenti, tramite ristrutturazione e una valutazione preventiva dei vincoli architettonici presenti.
Nella maggioranza dei casi viene installato sul tetto, ma c’è la possibilità di farlo anche sulla facciata.
L’installazione a terra, su una superficie piana o su un’apposita pensilina, viene detta non integrata e richiede l’utilizzo di supporti adatti a mantenere una corretta inclinazione e un buon orientamento verso il sole, oltre la necessità di un maggior distanziamento tra i pannelli, per evitare che si facciano ombra tra loro.
I più innovativi prevedono un’istallazione integrata nel tetto, quindi una copertura totale composta da moduli rigidi senza cornice o interposti tra loro.
Le tegole fotovoltaiche invece sono un’alternativa molto più estetica, ideali per gli edifici situati in zone soggette a vincoli paesaggistici che non permettono l’installazione dei grandi pannelli. Le tegole infatti vanno applicate tra quelle preesistenti oppure sulla loro parte piatta.

Scegliere il fotovoltaico quindi conviene?

L’efficienza energetica di questo impianto va riportata al beneficio ambientale che ne deriva, dal momento che l’energia utilizzata è pulita e non inquina a differenza dei combustibili fossili che immettono nell’aria grandi quantità di CO₂.

In secondo luogo conviene anche a livello economico: c’è un grande risparmio in bolletta dal momento che l’energia verrà prodotta in autonomia dal tuo impianto senza sprechi, infatti sfruttando l’energia del Sole il costo è nullo.

Il costo iniziale di installazione iniziale dell’impianto fotovoltaico può spaventarci, ma è un investimento che ci ripaga nel tempo, anche grazie agli incentivi fiscali.
Ricordiamoci infatti delle agevolazioni del Bonus Ristrutturazione, dell’Ecobonus e del Superbonus 110% (clicca qui per leggere l’articolo a riguardo), esclusive all’utilizzo domestico, quindi con una potenza sotto i 20Kw.
In più i pannelli utilizzati hanno una vita di circa 20-25 anni, al cui termine è previsto il loro riciclo, salvaguardando nuovamente l’ambiente.