Energia Fotovoltaica: che cos’è e come funziona?

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L’energia fotovoltaica, usando la luce del sole, consente uno sconto in bolletta significativo nel breve periodo e di dare una svolta green alla propria abitazione. L’installazione di un impianto fotovoltaico è un investimento nel proprio futuro e in quello del Pianeta.


Cosa si intende per Energia fotovoltaica?

Per energia fotovoltaica si intende quella che sfrutta i vantaggi della fonte solare attraverso specifiche tecnologie che consentono di trasformarla in elettricità. Per comprendere le potenzialità di questa tecnologia è sufficiente tenere presente come il sole, ogni anno, irradi la Terra per una quantità di energia 10.000 volte superiore al consumo di energia primaria: si tratta quindi di una rinnovabile fortemente candidata ad essere il futuro green di molte famiglie nonché un prezioso alleato per ridurre l’impatto ambientale di molte abitazioni.

In questo contesto l’energia fotovoltaica è l’esito della conversione diretta dell’energia luminosa in energia elettrica: questo particolare fenomeno, sebbene studiato già tra le fine XIX secolo e l’inizio del XX secolo, ha dovuto attendere il 1839 quando il fisico francese Edmond Becquerel lo studiasse appieno.
Non casualmente tutto si basa sull’effetto fotovoltaico:

“L’effetto fotovoltaico consiste nell’insorgere di una forza elettromotrice in seno a un mezzo non omogeneo dal punto di vista elettrico (in alcune pile a liquido, nelle giunzioni semiconduttore-metallo o semiconduttore-semiconduttore), investito da radiazioni elettromagnetiche”.

Appare chiaro, di conseguenza, il ruolo degli impianti fotovoltaici che hanno lo scopo di trasformare, attraverso il sistema composto dalle celle fotovoltaiche, l’energia solare in energia elettrica, inizialmente in corrente continua e successivamente trasformata in alternata dall'inverter. A differenza di quanto si possa pensare il prodotto di questa trasformazione può essere utilizzato per gli usi domestici più svariati: dall’alimentazione degli elettrodomestici, alla ricarica dell’automobile, alla produzione di acqua calda sanitaria.

Energia fotovoltaica come funziona

L’Energia fotovoltaica trova la sua massima espressione negli impianti fotovoltaici i quali, a loro volta, sono composti principalmente da due componenti:

  • Pannelli fotovoltaici: possono essere installati sulle superfici esterne degli edifici o su appezzamenti di terreno purché sussistano particolari condizioni, tra cui un’inclinazione tra i 10 e i 35 gradi. I pannelli fotovoltaici, vero cuore pulsante di questo tipo di energia, sono costituiti dalle cosiddette celle fotovoltaiche che possono essere realizzate in diversi materiali, ma comunque semiconduttori e che sono capaci di produrre energia quando colpiti da radiazioni solari.
  • Inverter: è un dispositivo elettronico che converte la corrente continua generata nei pannelli in corrente alternata che può essere utilizzata ad uso domestico, immagazzinata o ceduta alla rete di distribuzione.

Il funzionamento dell’energia fotovoltaica, quindi, comincia quando il fotone colpisce la superficie di una cella fotovoltaica inducendo lo sprigionamento di elettroni e, a catena, la produzione di energia elettrica. Quest’ultima viene successivamente trasformata e resa fruibile, contribuendo al raggiungimento dell’autonomia energetica di un’abitazione.

È opportuno sottolineare come nell’ottica di un'indipendenza energetica dalla rete sia opportuno valutare l’installazione di un impianto fotovoltaico con accumulo: quest’ultimo comporta la presenza anche di una batteria o di accumulatori che immagazzinano l'energia prodotta e che non è stata utilizzata immediatamente.

Quando si parla di energia fotovoltaica è importante ricordare anche una seconda tipologia di soluzione che consente di sfruttarla: il vetro fotovoltaico, infatti, è un tipo di pannello a film sottile che copre la facciata di edifici e che viene installato tra i vetri a camera stagna dove non c’è lo spazio per un impianto vero e proprio.

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Energia fotovoltaica vantaggi e svantaggi

L’energia fotovoltaica comporta degli indiscussi vantaggi per le famiglie e i privati che desiderano affidarsi a questa:

  • Sostenibile: l’energia fotovoltaica rientra tra le rinnovabili in quanto sfrutta l’energia del sole come motore per innescare le reazioni che ne assicurano l’effetto fotovoltaico.
  • Pulita: l’energia fotovoltaica non prevede la produzione di anidride carbonica di scarto e, inoltre, la sua fonte di approvvigionamento primaria - il sole - è illimitata.
  • Semplicità di installazione: gli impianti fotovoltaici moderni sono molto facili da installare e, di conseguenza, le tempistiche necessarie per poter godere di tutti i vantaggi di questa soluzione sono veramente minimi.
  • Energia a “costo zero”: non sussistendo la necessità di estrarre la materia prima quale il carbone, il metano o il petrolio, ha dei costi di produzione, trasporto e approvvigionamento decisamente più contenuti.

Trattandosi di una modalità di autoproduzione dell’energia elettrica le abitazioni che si muniscono di questa soluzione possono provvedere quasi interamente al proprio fabbisogno energetico, soprattutto se hanno installato anche un sistema di accumulo.

Cos'è il sistema di accumulo? Il sistema di accumulo permette di immagazzinare l’energia quando non viene usata immediatamente per sfruttarla in un secondo momento, quando ce ne sarà maggior bisogno. Quando l’energia messa da parte è così tanta o manca un sistema di accumulo, è possibile anche optare per la cessione alla rete di distribuzione.

Se da una parte i vantaggi sono numerosi, è opportuno tenere presente anche gli svantaggi apparenti e le possibili soluzioni a queste obiezioni all’energia fotovoltaica:

  • Intermittenza: il sole non è presente tutti i giorni e con una potenza costante, di conseguenza è possibile che l’energia elettrica convertita da quella solare non possa essere prodotta in maniera lineare durante la giornata o l’anno. Al tempo stesso è opportuno ricordare come alcune zone d’Italia siano più avvantaggiate di altre: nel Sud Italia, infatti, l’esposizione al sole è superiore a quella delle regioni del Nord.

Per ovviare a questo apparente svantaggio è sufficiente installare un sistema di accumulo che consente di stoccare l’energia quando non immediatamente necessaria per poterne usufruire quando invece è necessaria.

  • Spazio di installazione: i parchi fotovoltaici richiedono una metratura significativa per poter incidere realmente sul bilancio energetico di una famiglia. Tuttavia, il progresso tecnologico ha permesso di installare dei pannelli solari di dimensioni sempre più contenute senza dover sacrificare le performance. Ecco, quindi, che i tetti sono diventati i luoghi d’elezione per poter disporre le celle fotovoltaiche. Infine, coloro che non dispongono dello spazio per poter installare anche un impianto molto piccolo, possono ugualmente godere dei vantaggi dell’energia fotovoltaica scegliendo i vetri fotovoltaici.
  • Prezzo: il costo da spendere quando si installano gli impianti fotovoltaici può sembrare molto significativo e, del resto, costituisce un investimento sul proprio futuro a tutti gli effetti. Tuttavia, è opportuno tenere presente che i pannelli fotovoltaici consentono un risparmio in bolletta nel brevissimo tempo e, al tempo stesso, si ricorda che è possibile accedere alle numerose agevolazioni fiscali previste. In particolare, il SuperBonus 110% e il Bonus Ristrutturazioni al 50% permettono di recuperare una parte o l'interezza dell’investimento sostenuto.
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