Fotovoltaico
Il fotovoltaico è una tecnologia in grado di sfruttare l'energia solare per produrre energia elettrica. È una fonte di energia classificata all'interno dell'energia solare e delle energie rinnovabili. La tecnologia si basa sull'effetto fotovoltaico, in base al quale l'irradiazione solare viene convertita direttamente in elettricità, osservato per la prima volta nel 1839 da Alexandre Becquerel. La tecnologia fotovoltaica permette di convertire le radiazioni solari direttamente in elettricità. L'effetto fotovoltaico si presenta nei materiali semiconduttori quando un elettrone passa dalla banda di valenza alla banda di conduzione per effetto dell'assorbimento dell'energia di un fotone proveniente dall'esterno. L'assorbimento di un fotone su un materiale semiconduttore causa il passaggio di un elettrone dalla banda di valenza del materiale alla banda di conduzione. Quando una radiazione elettromagnetica investe il materiale, può cedere energia agli elettroni più esterni del materiale, i quali possono abbandonare la propria orbita intorno all'atomo di origine. Il distacco dell'elettrone dall'orbita dell'atomo crea un posto vuoto detto "lacuna". Il processo genera elettricità nel corpo del semiconduttore. Tale fenomeno si realizza in alcuni semiconduttori ed è il principio base di funzionamento delle celle fotovoltaiche. Le celle fotovoltaiche sono i componenti di base dei moduli fotovoltaici i quali possono essere assemblati per la realizzazione dei pannelli solari fotovoltaici. Le principali applicazioni del fotovoltaico consistono nella produzione delle celle fotovoltaiche e dei pannelli solari fotovoltaici. Gli impianti fotovoltaici possono essere distinti in due grandi categorie.
impianti fotovoltaici stand alone. Gli impianti fotovoltaici stand-alone sono isolati dalla rete elettrica (cd "impianti fotovoltaici a isola"). Quando sono irradiate dal sole le celle fotovoltaiche producono energia elettrica da inviare ai dispositivi di utilizzo (es. lampione) o da stoccare negli alimentatori. Il fotovoltaico stand alone è molto utilizzato nella navigazione, in campo aerospaziale e nella segnaletica stradale.
impianti fotovoltaici grid connect. Gli impianti fotovoltaici grid-connect, invece, sono allacciati alla rete elettrica nazionale. Quando sono irradiati dalla luce solare i pannelli solari fotovoltaici producono elettricità e la immettono direttamente in rete. L'energia prodotta dai pannelli solari può essere utilizzata dal proprietario dell'impianto oppure, se quest'ultimo non la utilizza, può essere ceduta alla rete elettrica nazionale. Il proprietario di un impianto fotovoltaico grid-connect ha solitamente due bollette, una a credito per l'energia ceduta e una credito per l'energia consumata. Tale sistema di scambio è conosciuto con il nome di "conto energia" fotovoltaico.
Dimensioni degli impianti fotovoltaici. Gli impianti fotovoltaici possono avere piccole, medie o grandi dimensioni. Gli impianti fotovoltaici di piccole dimensioni hanno un'applicazione prevalentemente domestica (cd tetti fotovoltaici). Gli impianti di medio-grande dimensione sono realizzati in ambiente industriale (es.copertura capannoni con pannelli solari) o nelle moderne centrali solari basate che si basano sulla tecnologia fotovoltaica.
