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Cos’è un impianto fotovoltaico?

Un impianto fotovoltaico è un impianto che consente di trasformare l’energia solare in energia elettrica.
Tale trasformazione avviene grazie allo sfruttamento della proprietà di alcuni materiali semiconduttori, tra cui il silicio, di generare energia elettrica direttamente dalla radiazione del sole.
Il fenomeno fisico per il quale avviene la conversione della radiazione solare in energia elettrica è l’effetto fotoelettrico, il fenomeno che si manifesta con l'emissione di particelle elettricamente cariche da parte di un corpo esposto a

 
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fotovoltaico esempio 10 fotovoltaico esempio 9 fotovoltaico esempio 8 fotovoltaico esempio 7 fotovoltaico esempio 6 fotovoltaico esempio 5 fotovoltaico esempio 4 fotovoltaico esempio 3 fotovoltaico esempio 2 fotovoltaico esempio 1

onde luminose o a radiazioni elettromagnetiche.
L’elemento base di un impianto fotovoltaico, in cui avviene l’effetto fotoelettrico è la cella fotovoltaica. Le celle fotovoltaiche sono assemblate in moduli fotovoltaici.

Come è fatto un impianto fotovoltaico?

L’impianto fotovoltaico si compone principalmente del generatore di energia elettrica e di un
o o più inverter.
Il generatore fotovoltaico, costituito dai moduli fotovoltaici organizzati in stringhe, produce tramite l’effetto fotoelettrico l’energia elettrica in forma di corrente continua.
Il generatore deve stare in un luogo esposto alla luce e al sole, tipicamente il tetto di un edificio, ma può anche costituire una tettoia ombreggiante o altri elementi architettonici.
L’inverter è quel componente che trasforma la corrente continua generata dai moduli in corrente alternata con le caratteristiche di frequenza e tensione adeguate alla nostra rete elettrica. L’inverter monitora continuamente i parametri principali dell’impianto fotovoltaico garantendo il controllo del suo corretto ed ottimale funzionamento.
Al generatore e all’inverter vengono collegati altri dispositivi elettrici che garantiscono le protezioni da sovratensioni, sovracorrenti e corto circuito, permettono il sezionamento dell’impianto o di parti di esso, la sua connessione alla rete elettrica e la misura dell’energia prodotta.

 


Le due famiglie di impianti fotovoltaici


Gli impianti fotovoltaici possono essere in isola o connessi alla rete pubblica.
Gli impianti in isola sono utilizzati in quelle aree che per le loro caratteristiche geografiche, non sono raggiunte dalla rete di distribuzione dell’energia elettrica, come per esempio le baite in montagna. Richiedono la presenza di una batteria di accumulazione e non sono oggetto di incentivazione statale del Conto Energia.
Gli impianti connessi in rete sono quelli che sono connessi alla rete pubblica tramite la rete dell’utente che alimentano e sono oggetto di incentivazione statale. In questo caso è la rete stessa a funzionare da accumulatore, grazie all’interscambio con la rete locale del regime di scambio sul posto, che permette il consumo virtuale di tutta l’energia prodotta. Tale regime riguarda gli impianti di potenza fino a 200 kWp.

Le grandezze tipiche di un impianto fotovoltaico

La potenza nominale di un impianto viene espressa in kWp “chilowatt di picco” e indica la potenza che l’impianto produce in condizioni chiamate standard (SCT), ovvero in una particolare situazione di riferimento di laboratorio. Si fa riferimento a tali condizioni perché la potenza istantanea di un impianto che sfrutta una fonte energetica come quella solare dipende, come è intuibile, dalla situazione meteorologica del momento.

L’energia elettrica prodotta da un impianto viene espressa in kWh “chilowattora”, i kWh sono quelli che effettivamente paghiamo in bolletta, ovvero l’energia che utilizziamo per esempio nell’arco di un anno.

La producibilità dell’impianto fotovoltaico in un anno dipende quindi dalla potenza nominale che installiamo (i chilowatt di picco) e dalla posizione dei moduli, oltre che dalla collocazione geografica.
A Trieste, un valore indicativo della producibilità di un impianto fotovoltaico è di 1.100 kWh/kWp sull’arco della sua vita utile, ovvero 1.100 chilowattora (kWh) per ogni chilowatt di picco (kWp) installato. Si parla di produzione media poiché la produzione annuale dipenderà dalla disponibilità di irraggiamento del periodo e dall’età dei moduli fotovoltaici.

L’area occupata da un generatore fotovoltaico dipende dal tipo di moduli fotovoltaici utilizzati e dai chilowatt di picco installati. Indicativamente si possono considerare circa 7-8 mq per kWp.

Vita utile e manutenzione degli impianti fotovoltaici

Gli impianti fotovoltaici hanno una vita utile di almeno 25 anni, determinata dalla funzionalità dei moduli. La loro alta affidabilità è legata soprattutto alle caratteristiche fisiche del silicio e alla loro stabilità nel tempo, ed è ormai dimostrata dall’evidenza sperimentale di 25 anni di funzionamento ininterrotto degli impianti installati nei decenni passati.
Gli impianti fotovoltaici necessitano di scarsa manutenzione poiché il loro funzionamento non dipende da organi in movimento. Si effettua un controllo visivo all’anno, e nel corso della loro vita l’unico componente che può aver bisogno di una sostituzione è l’inverter.
La produttività dei moduli, viene garantita per legge per 20 anni e l’unico componente che richiede una sostituzione nell’arco della vita dell’impianto, è l’inverter, che offre comunque la possibilità di una garanzia fino a 10 anni, e che molte case ormai producono in una ottica di durata ventennale. Anche tutti gli altri componenti, dalle strutture di sostegno ai cavi, sono pensati per una durata lunga che corrisponda alla vita dell’impianto.

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