Tutto quello che devi sapere sui pannelli solari fotovoltaici

Che cos’è l’energia solare

L’energia solare rappresenta a tutti gli effetti l’energia madre sul nostro pianeta.
Infatti, proprio grazie alla radiazione del sole che i vegetali possono compiere la fotosintesi e innescare tutto il processo utile alla sopravvivenza degli animali che abitano la terra.
L’irraggiamento della nostra stella permette anche ai venti di soffiare, di originare le maree, e ha permesso la formazione dei combustibili fossili utilizzati oggi in tutto il mondo.
In sintesi, il Sole è il motore principale della maggior parte delle forme di energia.

L’uomo moderno ha imparato a sfruttare ulteriormente l’energia solare, andando oltre i vantaggi che essa apporta alla coltivazione, trasformandola in energia elettrica, grazie all’invenzione della prima cella in grado di sfruttare questo tipo di fonte energetica.
Questo dispositivo è in grado di convertire la luce in corrente elettrica sfruttando un fenomeno fisico conosciuto come effetto fotovoltaico.



Come funzionano i pannelli solari

Iniziare ad approfondire il modo in cui funzionano i pannelli solari vuol dire cominciare a comprendere pienamente l’importanza della produzione di energia ottenuta dalle fonti di tipo rinnovabile.
Di conseguenza contribuire attivamente al processo di transizione da combustibili fossili a energia pulita.
Per questo motivo, informarsi significa aumentare la propria consapevolezza e percorrere la strada che incomincia dai pannelli posizionati sui nostri tetti e che presto giungerà verso delle vere e proprie comunità energetiche.

I pannelli solari diventano dunque la chiave fondamentale per rendersi protagonisti nella produzione di energia di tipo rinnovabile.
Ma come si può capire semplicemente in che modo funzionano i pannelli fotovoltaici, trasformando in elettricità l’energia del sole?

Di seguito cercheremo di imparare un passo alla volta in che modo si sfrutta l’energia solare.
Prima di iniziare è bene sottolineare che l’espressione pannelli solari racchiude fondamentalmente due tipologie differenti di impianti, ovvero: i pannelli solari fotovoltaici (FV) con i quali si produce primariamente energia elettrica, e potenzialmente anche termica qualora essi vengano abbinati a pompe di calore di ultima generazione.
La seconda categoria è invece rappresentata dai pannelli solari termici, utili per generare, come suggerisce il nome stesso, energia termica. Per fare ciò viene sfruttato l’aumento di temperatura di un liquido, comunemente acqua, facendola scorrere dall’impianto domestico principale in appositi pannelli esposti alla luce del sole e posizionati sul tetto della propria abitazione.

Cominciamo dunque ad approfondire il funzionamento della prima tipologia di pannello, quello maggiormente diffuso negli ambienti domestici.

Un pannello solare di tipo fotovoltaico è formato da diverse celle fotovoltaiche collegate le une alle altre. Infatti è proprio la cella stessa a permettere che la radiazione solare possa tramutarsi in corrente elettrica.
I fotoni che compongono la luce del sole andranno dunque a stimolare gli atomi di silicio che a loro volta libereranno elettroni dando vita all’elettricità. Ma come avviene più precisamente questo processo?
Una cella fotovoltaica solitamente è costituita da silicio multistrato capace di trasformare e condurre energia per merito di cariche opposte formate dall’effetto fotovoltaico in questo semimetallo.

Chi produce le celle ha sapientemente creato questo particolare tipo di effetto utilizzando il cosiddetto silicio modificato nella sua struttura atomica. Sostanzialmente di un semiconduttore alterato da pochi atomi derivati da materiali diversi, capaci di conferire una carica elettrica negativa o positiva.
I materiali impiegati per modificare il silicio che compone una classica cella fotovoltaica sono il boro, utilizzato nella parte inferiore e in grado di generare una minor quantità di elettroni mantenendo un carica positiva nel momento in cui la cella è esposta al sole. Il secondo e ultimo materiale utilizzato a questo scopo è invece il fosforo, impiegato nella parte superiore del silicio e in grado di aggiungere un maggior numero di elettroni mantenendo dunque una carica negativa.

Dunque, il silicio modificato rende possibile la generazione di un campo elettromagnetico utile per accogliere la luce solare.
I fotoni colpiranno dunque il pannello e solleciteranno gli elettroni liberi all’interno della cella, a questo punto il campo elettrico che ha origine nel pannello spingerà gli elettroni sollecitati al di fuori dell’unità indirizzando l’energia verso l’impianto elettrico utilizzando apposite piste metalliche in argento.

I pannelli solari producono corrente elettrica continua, a sua volta trasformata da un apposito inverter in corrente alternata che si occuperà anche di mantenerla alla tensione ideale.
Quando la corrente in quest’ultima forma è possibile impiegarla senza problemi in casa o in azienda, oppure può essere immessa nella rete elettrica italiana.



Che cos’è un modulo fotovoltaico

Un modulo fotovoltaico non è nient’altro che un pannello solare, ovvero un dispositivo di tipo optoelettronico costituito da molteplici celle fotovoltaiche capaci di convertire l’energia del sole in corrente elettrica sfruttando il precedentemente citato effetto fotovoltaico.
La stragrande maggioranza dei moduli è composta da silicio mono o policristallino collegati tra loro tramite un cablaggio superficiale a forma di griglia.
Inoltre, le singole celle sono interconnesse le une alle altre in modo da creare un circuito in serie.



Differenza tra pannelli solari e fotovoltaici

Entrambe le tecnologie, quella solare termica e fotovoltaica, vanno a sfruttare l’energia del sole. Tuttavia lo sfruttamento di quest’ultima ha scopi molto diversi in base all’impianto utilizzato.
Gli impianti solari termici sfruttano infatti l’irraggiamento del sole al fine di produrre energia termica, dunque calore, per ottenere acqua calda sanitaria.
Differentemente, un impianto fotovoltaico, si avvale della stessa energia solare ma per la produzione di energia elettrica da immettere nella rete domestica, aziendale o nazionale.