Nelle celle fotovoltaiche viene applicato un principio di trasformazione dell'energia esistente in natura: si tratta della capacità di alcuni materiali naturali semiconduttori, quali il silicio o il germanio, di generare elettricità a partire dalla radiazione solare. Questo avviene perché i raggi del sole, col¬pendo gli elettroni del semiconduttore, li mettono in moto creando una corrente elettrica indirizzata e raccolta da appositi dispositivi. Un pannello (o modulo) è costituito da più celle collegate fra loro (generalmente in numero di trentasei), ciascuna delle quali genera in media 1,5 W di potenza alla tensione di 0,6 volt per una radiazione solare media di circa 1000 W/m2. Il collegamento fra le celle aumenta la potenza complessiva del modulo: collegate tra loro infatti possono fornire 50 watt e più, ma bisogna ricordare che il deterioramento di una sola delle celle compromette il funzionamento di tutto il pannello. Un pannello di 36 celle occupa circa mezzo quadrato e può produrre giornalmente circa 0,5-0,6 kWh. I moduli sono a loro volta collegati elettricamente fra loro in sistemi che comprendono altri componenti elettronici e meccanici, in strutture di diverso tipo a seconda delle applicazioni.
La potenza elettrica installata può essere raggruppata in quattro categorie:
- impianti fotovoltaici per applicazioni isolate
- impianti fotovoltaici per l'elettrificazione di insediamenti abitativi in zone rurali
- piccoli impianti fotovoltaici sugli edifici
- impianti fotovoltaici collegati alla rete elettrica.
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