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I pannelli solari fotovoltaici permettono di convertire l’energia solare in energia elettrica, utilizzando la proprietà di materiali semiconduttori, come il silicio, di produrre energia elettrica se irradiati dalla luce solare. Vengono normalmente situati sul tetto (o comunque nel luogo più esposto all’irraggiamento solare) e rivolti verso sud.
Come funziona un impianto solare fotovoltaico:
L’ impianto solare fotovoltaico, captando e sfruttando l’energia del sole, produce una corrente continua che, grazie uno strumento detto inverter, viene trasformata in corrente alternata a 220 volt , in modo da poter essere utilizzata nelle normali attività domestiche. In questo modo, utilizzando l'energia elettrica prodotta dall’impianto, non solo si risparmia quello che corrisponde al proprio fabbisogno di energia (non dovendo più sostenere il costo delle bollette), ma si percepisce anche un incentivo economico, che varia a seconda della tipologia di impianto, corrisposto dal Gestore dei Servizi Elettrici (GSE). Inoltre, ci si pone al riparo dai futuri aumenti di costo legati alla sempre più scarsa disponibilità di combustibili fossili, contribuendo attivamente alla riduzione di emissioni inquinanti (e forse anche di qualche guerra). La manutenzione è minima, non essendoci parti meccaniche in movimento e, per l’elevatissima modularità, la potenza dell’impianto può essere modificata in qualsiasi momento senza problemi. I moduli fotovoltaici risultano adatti a essere installati nella maggior parte delle costruzioni, per qualsiasi utilizzo e permettono oggi una perfetta integrazione nei più vasti contesti architettonici, diventando essi stessi elementi di pregio estetico ed architettonico.
Benefici all'ambiente
La tecnologia fotovoltaica è basata sul silicio, il secondo elemento più comune e non tossico presente sulla superficie.
Probabilmente è la migliore tra i metodi di produzione di energia conosciuti; permette di ottenere l’energia elettrica necessaria al proprio fabbisogno senza l’utilizzo di alcun tipo di combustibile e a “costo zero” per l’ambiente: è silenziosa, non produce emissioni, non utilizza carburante (ad eccezione della luce del sole) eliminando totalmente qualsiasi tipo di emissione dannosa per la nostra atmosfera.
Inoltre, è completamente rinnovabile ed è per questo che gli stati occidentali investono in incentivi a tali forme di energia pulita.
Produrre energia elettrica per mezzo di un impianto fotovoltaico significa andare verso una progressiva riduzione delle emissioni di gas serra responsabili del rapido aumento della temperatura terrestre e, di conseguenza, dei cambiamenti climatici in atto (obiettivo principale del protocollo di Kyoto – 1997).
Convenienza e vantaggi
Indiscutibilmente i vantaggi economici per il singolo acquirente nel lungo periodo sono innegabili; oltre al risparmio sull’elettricità, bisogna considerare gli incentivi economici del conto energia, i finanziamenti agevolati regionali, i contributi pubblici a fondo perduto e i futuri scenari sull’aumento delle tariffe dell’energia provenienti da fonti tradizionali. Va inoltre considerato che un impianto fotovoltaico dura in media 25/30 anni permettendo così di ammortizzare il costo dell’investimento iniziale.A tutto ciò va aggiunto che la tecnologia dei pannelli è sempre in miglioramento, garantendo rendimenti sempre maggiori.
Ancora più importanti sono i vantaggi sociali: il ricorso all’energia dei pannelli fotovoltaici arreca positivi effetti politici poiché riduce la richiesta di energia proveniente dalle fonti tradizionali, permettendo una politica energetica meno dipendente dal petrolio e dal gas e consentendo in tal modo una notevole riduzione dell’inquinamento. Per un paese come l’Italia la tecnologia fotovoltaica è senza dubbio una scelta vincente.
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Oltre alla possibilità di risparmio sull’elettricità, l’uso dell’energia solare consente di migliorare la vita sulla terra, in quanto è un’energia non inquinante e rinnovabile!
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Curiosità
Con il silicio intorno agli anni 50 è stata costruita la cella fotovoltaica.Un impianto fotovoltaico è costituito da più celle fotovoltaiche, le qualimesse insieme formano un modulo.
Le prime forme di sfruttamento efficace dell'energia solare risalgono al lontano Oriente, dove consentì la diffusione della coltura intensiva di cereali su grande scala e la formazione dei primi agglomerati urbani. Nella Grecia antica si affermarono i primi esempi di architettura solare: case con porticati esposti a sud per mantenere il fresco in estate e far penetrare il sole in inverno; pavimenti di pietra nera e murature spesse per trattenere il calore solare e rilasciarlo gradualmente nella notte. I Romani introdussero l'uso del vetro per trattenere il calore, nel Medioevo e fino alla rivoluzione industriale l'energia del sole, utilizzata essenzialmente per conversione vegetale, assunse il ruolo di fonte indiretta di energia, in ausilio all'energia animale e alle tre grandi fonti di energia del tempo: l'acqua, il vento e il legname. Nell'epoca della rivoluzione industriale cessò il primato delle energie biologiche e s'instaurò quello delle energie fossili in grado di soddisfare la crescente domanda di energia imposta dai nuovi modelli produttivi.
L' effetto fotovoltaico fu scoperto nel 1839 da Antoine-César Bequerel, ma solo negli anni Cinquanta del secolo scorso furono perfezionati i primi dispositivi funzionanti. Attualmente celle al silicio (monocristallino o policristallino) e film sottile sono disponibili per generatori dell'ordine di qualche kW.
I generatori fotovoltaici, per potenze fino a 1 kW, possono essere utilizzati per i sistemi di comunicazione, di illuminazione e di pompaggio dell'acqua; per potenze fino ai 100 kW, come centrali elettriche per villaggi isolati e a scopo agroindustriale di piccola scala.
Il piccolo satellite Vanguard, lanciato nel 1958 dalla base di Cape Canaveral, fu il primo oggetto complesso a funzionare grazie alla conversione diretta dell' energia solare in energia elettrica.
Nel 1977 il fisico inglese sir Nevill Mott inventò un tipo di silicio più economico, anche se con rendimenti più bassi, rispetto a quello usato fino ad allora ottenendo, per i suoi studi, il premio Nobel.
Negli anni Novanta e fino ad oggi la tecnologia ha fatto notevoli progressi, sia per quanto riguarda l' uso del silicio sia per la sperimentazione di nuovi semiconduttori come l' arseniuro di gallio.
In vent' anni la ricerca ha portato ad un abbattimento di dieci volte del costo dell' energia da fotovoltaico. Si studia tuttora per ottenere ulteriori miglioramenti dell'efficienza di conversione, ridurre i costi del materiale di partenza ed il costo di fabbricazione.
In base alla configurazione elettrica, gli impianti fotovoltaici si dividono in:sistemi autonomi e sistemi connessi alla rete elettrica.
Per i sistemi autonomi ; caratterizzati dalla necessità di fornire l'energia elettrica all'utenza anche in condizioni di bassa insolazione o buio ènecessario l'accumulo dell'energia elettrica prodotta dalle celle e non utilizzata al momento della produzione (tramite un sistema di batterie). Questi sistemi sono usati in molteplici applicazioni, che risultano economicamente vantaggiose nei casi in cui la rete elettrica sia assente o difficilmente raggiungibile.
I sistemi connessi alla rete elettrica, invece non necessitano di sistema di accumulo, in quanto sono permanentemente collegati alla rete elettrica. Due contatori contabilizzano gli scambi fra l'utente e la rete: nelle ore in cui il generatore fotovoltaico non produce energia sufficiente per coprire la domanda di elettricità è la rete a fornire l'energia richiesta.Viceversa, se il sistema fotovoltaico produce più energia elettrica di quanta sia effettivamente richiesta dal carico, il surplus viene trasferito alla rete.
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FAQ
I pannelli solari fotovoltaici Inquinano?
L’energia solare fotovoltaica è spesso definita fonte di energia di alto valore. I moduli fotovoltaici non necessitano di nessun combustibile, non producono rumore, né emissioni di gas nocive per l’ambiente.
Mentre i combustibili fossili inquinano l’atmosfera con un’enorme quantità di anidride carbonica e zolfo che sta per modificare irrimediabilmente il clima del pianeta, l’energia solare è pulita, rinnovabile e soprattutto, essendo consumata in loco azzera l’alto tasso di perdita d’energia che avviene negli elettrodotti che trasportano l’energia per lunghissimi tratti.
Quale è l' impatto estetico dei i sistemi fotovoltaici?
I moduli fotovoltaici sono costruiti con materiali innovativi e dunque il loro inserimento può migliorare l’aspetto di un edificio edessere addirittura una caratteristica estetica. Negli edifici moderni si adattano facilmente, in quelli storici vengono usate componenti specifiche per ben integrare i pannelli nei contesti di pregio architettonico. I moduli che compongono i pannelli fotovoltaici consentono la perfetta integrazione nelle abitazioni , pertanto il paesaggio non viene alterato dalla presenza dei fotovoltaici.
Quale deve essere la posizione dei pannelli rispetto al sole?
Naturalmente dato che i moduli fotovoltaici ricevono energia dal sole, devono essere esposti in modo che ricevano il massimo irraggiamento, è quindi opportuno orientare i pannelli verso sud per evitare perdite. L’inclinazione dipende dalla latitudine locale sottraendo circa 10°.
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