Il prezzo dell’energia elettrica per il cliente domestico italiano è più che raddoppiato nell’ultimo anno, registrando un aumento del 129% nel primo trimestre 2022 rispetto allo stesso periodo del 2021 (dati ARERA). Si tratta di una crescita esponenziale, con un impatto rilevante sul portafoglio delle famiglie. Per questo motivo è sempre più necessario promuovere l’autoconsumo e diffondere capillarmente gli impianti fotovoltaici domestici.
Quindi se ne fa un gran parlare, ma non tutti conoscono esattamente come funzionano i pannelli solari fotovoltaici e non tutti sanno quanto realmente convengono.
I pannelli solari trasformano la luce solare in elettricità utilizzabile, e in questo articolo andremo a vedere insieme esattamente qual è la scienza che si nasconde dietro il solare.
Può sembrare complicato, ma tutto si riduce all’effetto fotovoltaico, ovvero la capacità della materia di emettere elettroni quando è immersa nella luce.
Quali sono le fasi della generazione e della trasmissione di energia solare
- La luce solare colpisce i pannelli solari e crea un campo elettrico.
- L’elettricità generata scorre fino al bordo del pannello e in un filo conduttivo.
- Il filo conduttivo porta l’elettricità all’inverter, dove viene trasformata da corrente continua in corrente alternata, utilizzata per alimentare gli edifici.
- Un altro filo trasporta l’elettricità CA dall’inverter al quadro elettrico della proprietà (chiamato anche interruttore elettrico), che distribuisce l’elettricità in tutto l’edificio secondo necessità.
L’elettricità non necessaria alla generazione fluisce attraverso il contatore dell’utenza e nella rete elettrica dell’utenza. Mentre l’elettricità scorre attraverso il contatore, fa sì che il contatore funzioni all’indietro, accreditando la proprietà per la produzione in eccesso.
Ora che abbiamo un’idea di base della generazione e del flusso di elettricità solare, diamo un’occhiata più approfondita alla scienza che sta alla base del pannello solare fotovoltaico.
I pannelli solari fotovoltaici sono costituiti da molte piccole celle fotovoltaiche: ovvero celle che possono convertire la luce solare in elettricità. Queste celle sono fatte di materiali semiconduttori, il più delle volte silicio, un materiale che può condurre elettricità mantenendo lo squilibrio elettrico necessario per creare un campo elettrico.
Come funzionano i pannelli solari
Quando la luce solare colpisce il semiconduttore nella cella solare fotovoltaica, l’energia della luce, sotto forma di fotoni, viene assorbita, liberando un certo numero di elettroni, che poi si spostano liberamente nella cella.
La cella solare è specificamente progettata con semiconduttori caricati positivamente e negativamente inseriti a sandwich insieme per creare un campo elettrico. Questo campo elettrico costringe gli elettroni alla deriva a fluire in una certa direzione, verso le piastre metalliche conduttive che rivestono la cella. Questo flusso è noto come corrente di energia e la forza della corrente determina quanta elettricità può produrre ciascuna cella. Una volta che gli elettroni sciolti colpiscono le piastre di metallo, la corrente viene quindi diretta nei fili.
Poiché il pannello solare genera una corrente elettrica, l’energia scorre attraverso una serie di fili verso un inverter. Mentre i pannelli solari generano elettricità a corrente continua (CC), la maggior parte dei consumatori di elettricità ha bisogno di elettricità a corrente alternata (CA) per alimentare i propri edifici. La funzione dell’inverter è quella di trasformare l’elettricità da CC a CA, rendendola accessibile per l’uso quotidiano.
Dopo che l’elettricità è stata trasformata in uno stato utilizzabile (alimentazione CA), viene inviata dall’inverter al quadro elettrico e distribuita in tutto l’edificio secondo necessità. L’elettricità è ora prontamente disponibile per alimentare luci, elettrodomestici e altri dispositivi elettrici con l’energia solare.
