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Funzionamento di un impianto fotovoltaico
Un impianto solare fotovoltaico genera energia elettrica direttamente dall'irraggiamento solare, senza effettuare passaggi intermedi. Per questo motivo è teoricamente esente da opere di manutenzione e ha una durata che supera i 30 anni.
Dal silicio all'impianto fotovoltaico
La cella fotovoltaica rappresenta il componente più piccolo di un impianto fotovoltaico. Un insieme di celle fotovoltaiche collegate tra loro creano un modulo fotovoltaico. Più moduli costituisono un impianto fotovoltaico.
La cella fotovoltaica è composta principalmente dal silicio, il quale diventa conduttore quando viene drogato utilizzando atomi di fosforo e boro; in questo modo si ottengono 2 strati con proprietà elettriche opposte (1 di tipo p e una di tipo n). Si realizza cosi una giunzione pn, dove si crea l'effetto fotovoltaico.
La radiazione luminosa scinde le cariche elettriche dei diversi strati semiconduttori e genera una differenza di potenziale, ovvero una tensione continua misurata di 0,5 V.
Nella cella fotovoltaica esposta al sole si crea tensione elettrica tra il lato alla luce e quello posteriore; chiudendo il circuito elettrico si genera corrente elettrica.
Rispetto ad altre tipologie di impianto, dove la produzione di energia avviene attraverso un procedimento meccanico (ad esempio la dinamo della bicicletta), nella cella solare non vi sono parti meccaniche in movimento, il che rende il periodo di vita di una cella teoricamente illimitato.
Più celle solari vengono collegate in serie fino a formare un modulo e più moduli vanno a comporre l'impianto fotovoltaico. Un modulo da 120 Wp corrisponde all'incirca ad una superficie di 1 mq. Il dato di Watt di picco (Wp) esprime la potenza max generata dall'impianto fotovoltaico in condizioni standard, ovvero con irraggiamento di 1000 W/mq e 25C di temperatura della cella fotovoltaica.
Il numero dei moduli fotovoltaici varia a seconda dello spazio sul tetto e della potenza di picco desiderata. Impianti per edifici residenziali (case unifamiliari, bifamiliari o piccoli condomini) hanno una superficie di moduli compresa tra 8 mq ( 1 kWp) e 50 mq ( 8 kWp). Per edifici commerciali, industriali o zone dedicate espressamente al fotovoltaico, la superficie di moduli pu aumentare considerevolmente fino a raggiungere anche i MWp.
