Si definisce “fotovoltaico” un pannello che, colpito dalla luce del Sole, produce energia elettrica.

Occorre la luce diretta del Sole o è sufficiente la luminosità?

Le caratteristiche nominali del pannello (potenza, tensione, corrente nominali) si ottengono con un’esposizione diretta del pannello al Sole, con un irraggiamento nominale di 1000 Watt/metro quadro, 25°C di temperatura, posizione perpendicolare ai raggi del sole, e assenza di ombreggiamenti.

I pannelli fotovoltaici producono energia anche in condizioni di luce indiretta, irraggiamento inferiore al nominale, sole non perpendicolare, cielo nuvoloso, presenza di ombreggiamenti, ma in misura molto minore.
Per l’utilizzo ottimale, un pannello fovotoltaico andrà orientato a Sud, e inclinato di 30-35° sull’orizzontale.

E’ meglio un pannello Monocristallino? Policristallino? Amorfo? CIS?

Ogni tipologia di pannello presenta vantaggi e svantaggi:

– i pannelli al silicio monocristallino sono tuttora i pannelli con la maggior efficienza per unità di superficie, cioè quelli che producono la maggior potenza (Watt) al metro quadro. Per contro sono soggetti ad un significativo calo di corrente in caso di insolazione parziale e/o di ombreggiatura. I pannelli prodotti industrialmente hanno rendimenti del 14-15%, con punte del 18% per alcuni modelli.

– i pannelli al silicio policristallino sono molto simili come caratteristiche  al silicio monocristallino, con analoghi pregi e difetti, ed un’efficienza leggermente minore (13-14%), che peraltro si ripercuote soltanto in una superficie leggermente maggiore

– i pannelli al silicio amorfo hanno efficienza sensibilmente minore dei pannelli al silicio  mono/policristallino (6-8%), e quindi a parità di potenza occupano una superficie più che doppia. In compenso sono soggetti ad un minor calo di corrente in caso di insolazione parziale e di ombreggiatura, e quindi ragionando in termini di energia prodotta nell’arco dell’anno, possono talvolta risultare più efficaci del silicio cristallino, se installati in zone con clima poco soleggiato.
Inoltre consentono l’esecuzione di pannelli flessibili

– i pannelli CIS e CIGS non sono basati sul silicio, come materiale fotosensibile, ma su Rame (C=Copper), I= Indio, S=Selenio, G=Gallio
E’ una tecnologia a film sottile che presenta caratteristiche intermedie di rendimento tra il silico cristallino ed il silicio amorfo, (intorno al 10-11%), buona risposta anche alle situazioni di insolazione intermedia, e flessibilità di supporto. Per contro al momento i produttori di questa tecnologia a livello mondiale non sono numerosi.

Nuove tecnologie si stanno affacciando sul mercato, ma con diffusione al momento non altrettanto ampia come quelle sopracitate:
– CdTe (Telloruro di Cadmio)
– Nanotecnologie
– Solare a concentrazione

Oltre al pannello fotovoltaico che cosa mi occorre?

Bisogna distinguere di che tipo di impianto stiamo parlando.

I sistemi fotovoltaici possono essere infatti di due tipi:
– non connessi alla rete elettrica (o isolati)
– connessi alla rete elettrica

Un sistema non connesso alla rete elettrica è composto da:

– uno o più pannelli fotovoltaici
– una o più batterie
– un regolatore per ottimizzare la carica della batteria
– un inverter (opzionale)

Un sistema connesso alla rete elettrica è composto da:

– più pannelli fotovoltaici (potenza totale minima 1 kW)
– un inverter, per trasformare la tensione a 220V c.a.
– un quadro elettrico di connessione alla rete

Come si può notare, in questo caso non occorrono batterie, in quanto l’energia è accumulata nella rete elettrica e scambiata direttamente con il gestore della rete

Se ho un consumo di 200W mi occorre un pannello da 200W?

Questo è uno dei dubbi più comuni, per cui va chiarito un concetto fondamentale: il dimensionamento del sistema non va fatto solo basandosi sulla “potenza” dell’apparecchio da alimentare, ma principalmente sull'”energia consumata” giornalmente da tale apparecchio.
Ad esempio un apparecchio di potenza 200W, consuma un’energia di 400Wattora/giorno se funziona per 2 ore/giorno, consuma 1000Wattora/giorno, se funziona per 5 ore/giorno, e così via. Oppure, l’energia consumata da un piccolo apparecchio di potenza 10W, accesso per tutto il giorno (quindi 10W x 24h=240Wattora/giorno) è superiore all’energia consumata da un trapano da 300W, che viene usato solo mezz’ora/giorno (300W x 0,5h=150Wattora/giorno)
Una volta calcolata l’energia totale consumata occorre identificare il pannello (o i pannelli) che produce (o producono) tale energia.

Consideriamo infatti che un pannello da 200W produce 200Watt solo quando il sole è esattamente perpendicolare sul pannello, con condizioni di irraggiamento ottimale. L’andamento della potenza prodotta dal pannello durante il giorno varia da 0 Watt all’alba, aumentando progressivamente fino a 200W nel punto in cui il sole è più alto (se l’insolazione è ottimale) per poi tornare a 0 Watt al tramonto.

Sistemi connessi alla rete elettrica

Un sistema connesso alla rete elettrica è a tutti gli effetti una piccola centrale elettrica connessa in parallelo alla rete principale.

L’energia elettrica prodotta, e trasformata a 220V da un inverter, viene infatti immessa nel circuito domestico, e può essere autoconsumata, oppure, se in eccesso rispetto al consumo, immessa nella rete elettrica.