Come funziona un impianto fotovoltaico? E come riesce a produrre elettricità con la sola energia del sole? Oggi ormai tutti sanno cos’è il fotovoltaico, tutti sanno che è una tecnologia che permette di produrre energia pulita sfruttando la luce del sole. Tutti sanno che si tratta di una fonte rinnovabile che permette di ridurre le emissioni inquinanti in atmosfera. Molti sanno ormai che, come fonte di energia pulita, sarà il futuro (e forse già presente) di un nuovo modello energetico che scalzerà le fonti fossili in esaurimento. Si sa, insomma, “cosa è” il fotovoltaico, ma non tutti sanno come funziona.
In questa mini guida vediamo come funziona un impianto fotovoltaico e come riesce a produrre energia sfruttando l’energia del sole. Vediamo quali sono le componenti principali e quali sono i fattori che ne possono compromettere il rendimento. Vedremo, poi, come dimensionare il giusto impianto partendo dalla bolletta elettrica, cioè dai propri consumi effettivi e come mitigare al massimo le perdite dovute agli ombreggiamenti ed altre inefficienze.
I fattori che condizionano l’efficienza del fotovoltaico
Non tutti sanno che l’efficienza di conversione di ogni impianto fotovoltaico non è del 100%. Cioè: i pannelli, le celle solari, che vengono colpiti dai raggi del sole, non trasformano tutta l’energia ricevuta in elettricità. Riescono a convertire solo una parte: questa è l’efficienza di conversione. I migliori moduli hanno un’efficienza di conversione intorno al 20-22%. Ciò significa che solo un quinto dell’energia solare che colpisce il pannelli viene effettivamente convertita in elettricità. Alcuni moduli “sperimentali” riescono ad ottenere efficienze di conversione anche oltre il 30%, ma per questi i costi di produzione sono ancora troppo elevati.
Oltre a questo fattore “fisiologico”, molti altri determinano l’effettivo rendimento di ogni impianto. Si tratta sia di “perdite” dovute a fattori ambientali, sia di inefficienze dovute a varie dispersioni elettriche (cavi, apparecchi, trasporti,…).
Monitoraggio e il controllo di un impianto fotovoltaico
Il monitoraggio e il controllo di un impianto fotovoltaico sono fondamentali per ottenere un funzionamento affidabile e il massimo della resa nel corso del tempo.
Il monitoraggio più semplice di un inverter solare può essere eseguito leggendo i valori sul display: il display (solitamente LCD) fa parte di quasi tutti gli inverter collegati alla rete.
Il controllo da remoto, così come la comunicazione tra gli inverter, può essere realizzato con una connessione wireless (Bluetooth o Wi-Fi), tramite interfaccia RS485 o attraverso la rete (connessione powerline).
Distanze fino a 1200 metri non rappresentano un problema, dopotutto diversi decimi di inverter possono essere collegati in catena e monitorati contemporaneamente.
Per il monitoraggio con distanze più elevate, è possibile utilizzare diversi modi di comunicazione, come Ethernet, Internet, accesso remoto, GSM, eccetera.
Il sistema può inviare avvisi e messaggi di stato al centro di controllo o all’utente. Avvisi e messaggi di sistema possono essere inviati tramite servizio SMS, GSM, fax e altro ancora.
In una realtà come la nostra, dove spesso si è più lontani di 1200 metri da casa per motivi di lavoro, di studio o altro, ciò potrebbe non rilevarsi sufficiente.
In questo caso, i parametri più importanti relativi all’inverter e alla rete sono disponibili sullo schermo LCD.
Valori come potenza del campo fotovoltaico, potenza della rete CA e corrente del campo fotovoltaico sono i principali parametri che si possono leggere su uno schermo LCD.