Impianto fotovoltaico
L'impianto fotovoltaico è un impianto di produzione di energia elettrica per uso domestico o industriale generata dall'energia solare. In altre parole questo tipo di impianto è in grado di convertire i raggi del sole in energia elettrica utilizzabile per alimentare i carichi, allo stesso modo di come farebbe l'energia elettrica prodotta con i classici ed inquinanti sistemi basati sull'utilizzo del combustibile minerale. Produrre energia elettrica dal sole è di per sé qualcosa di eticamente bello, dal momento che coniuga la modernità fatta di movimento e di motori con il sole, simbolo per eccellenza, fonte inesauribile e pulita di luce e di calore. Produrre energia dal sole non è semplice e richiede l'apporto della tecnologia e della competenza. Gli energy manager, nuove figure nate attorno a questo business, sono i professionisti necessari al progetto di un impianto fotovoltaico che sia efficiente e robusto.
Componenti di impianto
Senza scendere troppo nel dettaglio realizzativo, è quanto meno opportuno prendere dimestichezza con i componenti principali, elementi ineludibili di un impianto fotovoltaico. I pannelli solari sono uno degli elementi cardine: sono sostanzialmente loro i trasduttori, gli elementi grazie ai quali avviene la conversione dell'energia da solare ad elettrica. Fatti di materiali semiconduttori, sono fra gli oggetti tecnologici che più risentono della continua evoluzione e ricerca che anima le università e le aziende di tutto il mondo operanti in questo business. Gli ultimi modelli, caratterizzati da alta efficienza, sono in silicio mono o policristallino ed arrivano a produrre una potenza di picco di 250 W per pannello. Sono inoltre progettati per lavorare nelle più difficili condizioni ambientali. L'energia prodotta dai pannelli è continua per cui non utilizzabile in casa dove tutti i carichi sono alimentati in corrente alternata. Gli inverter fotovoltaici sono le macchine che operano questa conversione dell'energia elettrica da continua in alternata, garantendo in questo modo l'utilizzo della stessa sia in ambito domestico che industriale. I moderni inverter sono corredati da software e hardware dedicato grazie al quale è possibile sia il controllo che il monitoraggio dell'energia prodotta. Gli inverter ad accumulo rappresentano, poi, una ulteriore evoluzione dell'inverter classico dal momento che, dotati di batterie, consentono per l'appunto l'accumulo dell'energia prodotta nei momenti di picco per poterla in seguito utilizzare nei momenti di maggiore fabbisogno. Un sensibile passo in avanti, questo, verso l'autosufficienza, il potersi rendere indipendente dalla rete nazionale ed essere autonomi con la propria energia "solare".
Schema di impianto fotovoltaico
Lo schema di impianto fotovoltaico è fondamentale dal momento che esso permette di definire: - il percorso di generazione della corrente a partire dalla radiazione solare - l'ubicazione dei componenti principali e secondari - l'ubicazione dei contatori necessari alla misurazione sia dell'energia consumata che soprattutto di quella ceduta alla rete nazionale - le quantità complessive di energia prodotta, utilizzata e ceduta. Esso inoltre varia notevolmente in complessità a seconda della destinazione d'uso: gli schemi di impianti fotovoltaici destinati ad un uso domestico, parliamo di potenze intorno ai 3Kw, sono infatti notevolmente più semplici di quelli industriali, che arrivano a potenze dell'ordine dei Mw. Uno schema classico parte dai pannelli, detti anche generatori fotovoltaici, che sono tipicamente posizionati sul tetto della abitazione o della fabbrica. I moduli fotovoltaici devono quindi essere collegati ad un dispositivo, detto sezionatore, prima di essere collegati all'inverter. Questa è una misura di sicurezza obbligatoria, esiste infatti una norma CEI apposita, che permette di proteggere l'impianto, proteggendolo dai picchi di tensione, in caso di guasti alla linea elettrica. L'inverter, come detto in precedenza, ha il compito di trasformare l'energia in alternata ed è posizionato a valle dei sezionatori. Discorso a parte meritano i contatori necessari al conteggio dell'energia prodotta ed utilizzata. Nel caso di impianti fotovoltaici non "stand alone" ovvero connessi alla rete nazionale dell'energia, sono necessari: - il contatore di produzione che permette la misurazione di tutta l'energia prodotta dall'impianto - il contatore bidirezionale. Quest'ultimo misura i due flussi di elettricità, quella prodotta dall'impianto ed immessa nella rete e quella prelevata dalla rete stessa. A seconda dell'esposizione al sole, infatti, l'impianto è in grado di produrre energia in più rispetto al consumo oppure in meno, la notte ad esempio. Grazie al contatore bidirezionale, quindi, è possibile misurare le "entrate" e le "uscite" di corrente elettrica e determinare in questo modo quanto pagare al gestore.
Domande frequenti
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Quali sono i componenti fondamentali di uno schema impianto fotovoltaico?Uno schema impianto fotovoltaico si basa su alcuni elementi indispensabili per il corretto funzionamento. I pannelli solari, o generatori fotovoltaici, catturano la radiazione solare convertendola in energia elettrica continua. Questa viene inviata agli inverter, dispositivi cruciali che trasformano la corrente continua in alternata, rendendola compatibile con gli elettrodomestici domestici e industriali. Per garantire la sicurezza e la gestione dell'energia, lo schema include anche i sezionatori, che isolano l'impianto in caso di manutenzione o guasti, e i contatori, specifici per misurare la produzione e gli scambi con la rete elettrica nazionale.
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A cosa servono i contatori bidirezionali nell'impianto?Il contatore bidirezionale è essenziale per gli impianti connessi alla rete elettrica nazionale perché monitora due flussi di energia distinti: quella prodotta dall'impianto fotovoltaico e immessa in rete, e quella prelevata dalla rete quando la produzione non basta (ad esempio di notte o nelle giornate nuvolose). Questo dispositivo permette di calcolare esattamente il bilancio energetico, determinando quanto energia si deve pagare al gestore o se si hanno crediti da recuperare. Senza di esso, non sarebbe possibile gestire correttamente la fatturazione e gli incentivi legati allo scambio sul posto.
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Perché è necessario il sezionatore nello schema elettrico?Il sezionatore è un componente di sicurezza obbligatorio previsto dalle norme CEI, posizionato tra i pannelli fotovoltaici e l'inverter. La sua funzione principale è permettere l'interruzione sicura del circuito elettrico durante operazioni di manutenzione o in caso di malfunzionamenti. Protegge l'impianto dai picchi di tensione e garantisce che gli operatori possano intervenire sui componenti senza rischi di folgorazione. Inserire il sezionatore nello schema non è solo una buona pratica, ma un requisito legale fondamentale per la conformità e la sicurezza dell'installazione fotovoltaica.
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In che modo differiscono gli inverter classici da quelli ad accumulo?La differenza principale risiede nella capacità di gestione dell'energia immagazzinata. Gli inverter classici si limitano a convertire la corrente continua dei pannelli in alternata per l'uso immediato o l'immissione in rete. Gli inverter ad accumulo, invece, integrano o gestiscono batterie che conservano l'energia prodotta nei momenti di picco (giornate soleggiate) per essere utilizzata successivamente, ad esempio la sera. Questa evoluzione aumenta significativamente l'autonomia energetica dell'utente, riducendo la dipendenza dalla rete nazionale e ottimizzando l'autoconsumo dell'energia verde prodotta.
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Come cambia la complessità dello schema tra uso domestico e industriale?La complessità dello schema varia drasticamente in base alla potenza installata e alla destinazione d'uso. Per un impianto domestico, con potenze tipiche intorno ai 3 kW, lo schema è relativamente semplice, focalizzato sull'alimentazione diretta delle utenze domestiche e sullo scambio con la rete. Al contrario, gli impianti industriali, che possono raggiungere potenze nell'ordine dei megawatt, richiedono schemi molto più articolati. Questi includono sistemi di protezione più avanzati, gestione di carichi pesanti, integrazione con gruppi elettrogeni o sistemi di backup, e una pianificazione dettagliata per bilanciare consumi elevati e produzione variabile.
