Il pannello fotovoltaico è un dispositivo che converte la luce del sole in energia elettrica. Un pannello fotovoltaico funziona attraverso il principio della conversione fotovoltaica, dove la luce del sole viene convertita in elettricità attraverso una serie di materiali semiconduttori che formano le cosiddette celle solari. 

Ma come fa a generarsi l’energia?

Quando i fotoni della luce fotovoltaico colpiscono i materiali semiconduttori delle celle solari, questi rilasciano gli elettroni che vengono catturati da un campo magnetico prodotto dai contatti metallici sulla superficie della cella fotovoltaica. In questo modo l’energia “disordinata” prodotta dai fotoni solari viene incanalata e utilizzata per alimentare la nostra tecnologia.

Più che di pannelli dovremmo parlare di celle fotovoltaiche: una solar panel unit è un sistema che utilizza uno o più pannelli solari per produrre energia elettrica, e che può essere usata per alimentare molti dispositivi elettrici diversi, dai telefoni cellulari alla pompa dell’acqua. Vedremo qui di seguito di comprendere il suo funzionamento e il tipo di corrente richiesta, come anche la modalità in cui tale energia prodotta da un singolo viene messa in rete e redistribuita.

Elementi che compongono un pannello solare

L’inverter

Elemento fondamentale in un pannello solare è l’inverter.

Per convertire la corrente continua (DC) prodotta dai pannelli solari in corrente alternata (AC) utilizzata dalla rete elettrica, questo strumento è fondamentale. Infatti la corrente continua non è fruibile dai dispositivi così com’è estratta e ha bisogno di “passare” dalla corrente alternata, che è il metodo generalmente utilizzato per l’accumulo, la distribuzione e il trasporto dell’energia. 

L’inverter è un dispositivo elettronico che trasforma la corrente continua in corrente alternata utilizzata dalla rete elettrica domestica, quindi a 220-230 Volt. L’inverter è solitamente collegato al pannello fotovoltaico tramite un cavo.

Accumulatore o batteria

Per immagazzinare l’energia elettrica prodotta dai pannelli solari in eccesso, che può essere utilizzata durante la notte o nei giorni nuvolosi, sono necessari un accumulatore o una batteria. Necessario per la batteria è anche un controller, un dispositivo che protegge la batteria dall’eccesso di carica o scarica e ne garantisce la longevità. Il controller inoltre regola la corrente e la tensione di carica della batteria e gestisce il flusso dell’energia.

Connettore

Infine, quando si desidera utilizzare l’energia elettrica prodotta dal pannello fotovoltaico, è necessario un connettore. Un connettore è un dispositivo che viene usato per collegare il pannello fotovoltaico con la rete elettrica domestica per utilizzare l’energia prodotta dal pannello fotovoltaico. Il connettore viene collegato all’inverter e al pannello fotovoltaico stesso.

Rimane solo una domanda: come entra in rete l’energia prodotta dalle famiglie con il proprio singolo pannello? Serve capire questo concetto per iniziare a comprendere l’impatto ambientale di questa tecnologia (argomento che comunque non verrà trattato in questa sede).

 

Energia dal fotovoltaico: come viene messa in rete?

Una volta convertita in corrente alternata, l’energia viene immessa nella rete elettrica attraverso un contatore bidirezionale. Questo contatore registra l’energia generata dal sistema di pannelli e l’energia consumata dall’abitazione. Se l’energia generata è superiore a quella consumata, l’energia in eccesso viene reimmessa nella rete e può essere utilizzata da altre famiglie. Al contrario, se l’energia consumata è superiore a quella generata dal sistema di pannelli fotovoltaici, l’energia mancante viene prelevata dalla rete.

L’energia generata dai pannelli solari viene tipicamente utilizzata dalle famiglie in cui sono installati, riducendo il fabbisogno di elettricità dalla rete. Tuttavia, l’energia generata in eccesso può anche essere rivenduta alla rete, facendo guadagnare le famiglie e contribuendo alla fornitura complessiva di energia rinnovabile.

Il pannello fotovoltaico assume un ruolo sempre più predominante anche nell’urbanistica pubblica: dall’illuminazione stradale all’autoalimentazione di alcuni dispositivi come parchimetri o semafori, la tecnologia fotovoltaica si sta ampliando a usi sempre nuovi e a campi ancora inesplorati.