I Componenti di un Impianto Fotovoltaico Connesso alla Rete Elettrica

 
In questa pagina descriviamo le caratteristiche principali dei componenti di un impianto fotovoltaico connesso alla rete elettrica. Per i principali fra questi poi abbiamo preparato anche delle pagine di approfondimento che potrete raggiungere grazie ai link presenti nei box sottostanti.
Pannelli Fotovoltaici

I pannelli fotovoltaici sono gli elementi deputati alla conversione della radiazione solare in energia elettrica.

L’energia elettrica viene trasmessa dai pannelli ai cavi elettrici sotto forma di corrente continua e deve quindi essere trasformata in alternata tramite un inverter prima di poter essere immessa nella rete domestica e nella rete elettrica nazionale.

Un pannello fotovoltaico è anche detto modulo fotovoltaico. Un modulo fotovoltaico è costituito da numerose celle fotovoltaiche, che rappresentano l’elemento fondamentale per la conversione dei raggi solari in elettricità.

TIPI DI MODULI FOTOVOLTAICI

I moduli possono essere realizzati con diversi materiali e configurazioni, a partire dal silicio monocristallino, da quello policristallno e da quello microcristallino per passare poi ai modelli a film sottile in silicio amorfo (a-Si), in diseleniuro di rame, indio e gallio (CIGS), in seleniuro di rame, indio e gallio (CIS) e in tellururo di cadmio (CdTe).

Oggi sul mercato esistono pannelli in monocristallino e in policristallino che sono in grado di raggiungere efficienze comprese fra il 16,5% e il 21%, mentre i pannelli a film sottile hanno efficienze inferiori, comprese indicativamente fra l’11,8% e il 18%.

La diversa efficienza fa si che a parità di spazio occupato i pannelli meno efficienti esprimono una potenza inferiore in condizioni nominali standard (irradiazione solare di 1000 W/m2, temperatura della cella di 25 °C), ma nello stesso tempo sono in grado di produrre più energia in condizioni di irradiazione solare non ottimale, quali possono essere il cielo parzialmente nuvoloso, che determina una maggiore presenza di raggi solari diffusi e una minore presenza di raggi diretti e le temperature della cella superiori ai 25° C, che comportano una calo di produzione di energia, inferiore per i pannelli a film sottile rispetto a quelli in silicio monocristallino e policristallino.

La minore efficienza dei pannelli a film sottile può essere compensata dall’utilizzo di un numero maggiore di pannelli (maggiore spazio occupato), tenuto conto anche del fatto che spesso i pannelli a film sottile sono più economici e, a parità di potenza definita in condizioni nominali standard, riescono a produrre più energia nell’arco dell’anno grazie alla migliore capacità di convertire la componente diffusa della radiazione solare e alla capacità di produrre più energia con temperature delle celle più elevate, rispetto ai pannelli in silicio mono e policristallino.

L’ENERGY PAYBACK TIME

Un’ultima informazione importante riguardo i pannelli fotovoltaici è l’energy payback time (EPBT), che potremmo tradurre “tempo di ritorno dell’investimento energetico” e che indica per quanti anni deve produrre energia un pannello fotovoltaco per restituire l’energia che è stata spesa per la sua produzione. Al proposito, l’EPBT dei pannelli in silicio mono e policristallino è in genere più elevato (1,75-2,2) rispetto a quello dei pannelli a film sottile in CdTe e CIGS (0,75 – 1,7). Per il microcristallino in letteratura sono riportati valori di EPBT di 0,85 e per il silicio amorfo sono indicati valori compresi fra 1,4 e 3,1.

PER APPROFONDIMENTI

Per approfondimenti sulla struttura dei moduli fotovoltaici, sulle loro proprietà e prestazioni e sull’EPBT, potete leggere la pagina di approfondimento dedicata ai pannelli fotovoltaici.

Inverter

Gli inverter fotovoltaici sono gli elementi deputati alla conversione della tensione continua in uscita dai pannelli fotovoltaici in tensione alternata che può essere utilizzata a livello domestico e può essere immessa nella rete elettrica nazionale.

Inoltre, gli inverter si occupano anche del monitoraggio e del controllo dell’impianto fotovoltaico, in modo da fornire in uscita sempre la potenza migliore disponibile, tenuto conto delle condizioni di irraggiamento e temperatura.

Per informazioni maggiori sulle caratteristiche degli inverter fotovoltaici, potete leggere l’articolo “Inverter fotovoltaico: funzionamento e tipologie” e l’articolo “Come funziona un inverter”, tratti dal sito ideegreen.

 

 

 

Quadro di Campo e Quadro di Interfaccia di Rete

Un impianto fotovoltaico domestico tipicamente richiede almeno un quadro di campo (quadro AC) e un quadro di interfaccia di rete.

I quadri di campo vengono realizzati per sezionare e proteggere la sezione in corrente continua in ingresso all’inverter, mentre i quadri di interfaccia di rete permettono di inviare alla rete elettrica l’uscita dell’inverter.