Come funziona un impianto fotovoltaico?

Un impianto fotovoltaico è un sistema in grado di trasformare la radiazione luminosa emessa dal sole in energia elettrica, grazie all’effetto fotovoltaico.

Questo processo sfrutta il fenomeno fisico dell’interazione di un fotone (radiazione solare) con gli elettroni esterni di alcuni materiali (semiconduttori) che grazie all’energia ricevuta dal fotone si liberano dall’atomo originario lasciando un «buco»; gli elettroni degli atomi circostanti si muovono andando ad occupare le zone libere createsi. Ha così origine un vero e proprio flusso di elettroni (corrente elettrica).

La cella fotovoltaica è il mezzo dove si verifica il processo di conversione dell’energia solare in energia elettrica. Consiste in una lastra di materiale semiconduttore (normalmente silicio) in grado di generare una differenza di potenziale tra le proprie opposte superfici. La radiazione solare che colpisce la cella mette in movimento gli elettroni che si spostano dalla parte negativa a quella positiva creando un flusso che genera corrente continua.

Più celle opportunamente aggregate formano un modulo fotovoltaico, solitamente caratterizzato da potenze comprese tra i 100 e i 300 W. Più moduli fotovoltaici connessi tra di loro costituiscono un “campo fotovoltaico” in grado di generare energia elettrica sotto forma di corrente continua. Una apparecchiatura, chiamata "inverter", trasforma poi la corrente continua in alternata, utilizzabile in qualsiasi impianto elettrico civile o industriale.

Finché i moduli rimangono esposti alla luce, il sistema produce così energia elettrica che può essere direttamente utilizzata od accumulata, in modo tale da consentirne un consumo differito nel tempo.

Proprio in considerazione di questa possibilità, gli impianti fotovoltaici possono essere di tipo autonomo per utenze isolate (stand alone: immagazzinano tutta l’energia prodotta in eccesso in apposite batterie locali) o connessi in rete per utenze servite dalla rete elettrica (grid connected).

In questo secondo caso l'energia elettrica prodotta viene in parte utilizzata per alimentare le utenze in quel momento collegate all'impianto, in parte immessa in rete per essere successivamente prelevata in base al fabbisogno (contratto di scambio) o per essere ceduta ad un soggetto terzo a fronte di un prestabilito corrispettivo economico (contratto di vendita).