Come produrre energia col fotovoltaico

A casa mia spendo tanto per la corrente elettrica. La mia azienda ha costi energetici troppo elevati. Come posso ridurre le mie bollette? I modi per risparmiare in bolletta sono tanti, ma, alla fine, si riducono a due semplici opzioni: risparmio di energia, oppure: autoproduzione di energia. Cioè: meno consumo elettrico, oppure: auto-consumo elettrico. Con un piccolo investimento è possibile risparmiare energia, auto-producendola con un impianto fotovoltaico. Come produrre energia col fotovoltaico?

Il fotovoltaico è un sistema tecnologico e innovativo per produrre energia elettrica in corrente alternata partendo dal sole. In altre parole: è la radiazione solare che, attraverso l’effetto fotovoltaico, produce corrente elettrica pulita, senza emissioni, con una efficienza di circa il 20% (cioè: il 20% della radiazione solare si trasforma in energia utile). Ma come funziona l’effetto fotovoltaico? Come è possibile produrre energia col fotovoltaico?

Il solare fotovoltaico, abbiamo detto, è una tecnologia che permette la trasformazione diretta dell’energia solare in energia elettrica. Il “mattone” di ogni impianto fotovoltaico è la cella fotovoltaica che è una piccola lastra quadrata contenente silicio, materiale definito “semiconduttore”. La cella fotovoltaica, se appositamente trattata e colpita dai raggi del sole, crea un “differenziale di potenza” tra la superficie superiore, di segno negativo, e quella inferiore, di segno positivo, generando tensione elettrica: la radiazione solare che colpisce la cella colpisce e mette in movimento gli elettroni interni al materiale che si spostano dalla parte negativa (superiore) a quella positiva (inferiore). Questo meccanismo produce corrente continua. Le singole celle, quindi, producono piccole quantità di corrente elettrica, ma, collegate in serie a molte altre, possono generare milioni di watt di potenza elettrica. L’unità di misura degli impianti fotovoltaici è il “modulo fotovoltaico”: un raggruppamento di celle per una potenza di circa 200 – 300 watt.

Negli impianti fotovoltaici più moduli vengono collegati tra loro per formare delle “stringhe fotovoltaiche” e più stringhe fotovoltaiche vengono collegate fra loro per formare l’intero “campo fotovoltaico”, in grado di generare da solo elevate quantità di energia elettrica pulita. Moduli e stringhe possono essere collegati fra loro “in serie” o “in parallelo” a seconda delle potenze e delle tensioni desiderate. L’energia e la potenza prodotta dall’intero impianto dipenderanno quindi non solo dalla quantità di pannelli collegati tra loro, ma anche dal tipo di connessione che li unisce. La logica di ogni impianto fotovoltaico è quindi quella di una piena scalabilità incrementale.

L’energia prodotta dai pannelli solari è prodotta in “corrente continua”. Per questo motivo uno o più inverter avranno il compito di convertire la corrente continua in “corrente alternata”, il tipo di corrente elettrica utilizzata nelle nostre case e dalle comuni utenze elettriche.

Si può generare una potenza di 3 Kwp (chilowatt “di picco”), occupando una superficie di 20-25 metri quadrati. Questa superficie irradiata in Italia produce circa 3.300 Kwh l’anno nel nord italia e fino a 4.500 kwh l’anno nel sud Italia, dove ci sono le migliori condizioni di utilizzo del fotovoltaico. Queste quantità di corrente elettrica soddisfano mediamente il fabbisogno di una famiglia in Italia di 3-4 persone.

Dicevamo, il meccanismo di un impianto fotovoltaico è completamente scalabile e, collegando in serie molti moduli, si può arrivare a produrre energia col fotovoltaico in vere e proprie centrali fotovoltaiche, nell’ordine dei Megawatt, o addirittura dei Gigawatt, di potenza. In proporzione, ovviamente, più è grande l’impianto più diminuiscono i costi unitari, per via dei risparmi sui costi di realizzazione e mantenimento generabili delle grandi economie di scala.

Produrre energia col fotovoltaico fa risparmiare se si autoconsuma

Per produrre energia col fotovoltaico, e per utilizzarla nelle propria casa in maniera efficiente, bisogna non solo mettere un impianto fotovoltaico, ma anche un sistema in grado di rendere massimo l’utilizzo dell’energia autoprodotta. In commercio oggi gli impianti fotovoltaici vengono venduti anche in abbinamento con un sistema di accumulo elettrico: un sistema per stoccare temporaneamente l’energia prodotta per utilizzarla quando l’impianto non produce. Si tratta di batterie e di una centralina elettrica in grado di gestire al meglio i flussi di energia in ingresso ed in uscita dall’impianto. Le centraline di ottimizzazione dei flussi permettono di consumare, in ordine di priorità, l’energia dell’impianto fotovoltaico. Quando non c’è richiesta elettrica dall’utente, l’energia prodotta viene utilizzata per caricare le batterie. Solo quando le batterie sono cariche l’energia prodotta in eccesso viene immessa in rete. Di notte, poi, quando l’impianto non produce, l’utente può attingere, anzichè dalla rete enel, dalle proprie batterie. In questo modo l’utente può ridurre i prelievi di rete e le bollette elettriche anche del 100% utilizzando esclusivamente l’energia autoprodotta.

Con i sistemi di accumulo è possibile produrre energia col fotovoltaico in zone remote, non collegate alla rete, in baite, barche, camper, ecc… Non solo, da oggi è possibile produrre energia col fotovoltaico anche in città, collegandosi alla rete elettrica ed utilizzando, contemporaneamente, sistemi di accumulo propri e rete elettrica esterna.