Impianti Fotovoltaici

L’effetto fotovoltaico viene usualmente utilizzato nella produzione elettrica nelle celle fotovoltaiche. Il meccanismo di funzionamento si basa sull’utilizzo di materiali semiconduttori. Quando un flusso luminoso investe invece il reticolo cristallino di un semiconduttore, si verifica la transizione in banda di conduzione di un certo numero di elettroni al quale corrisponde un egual numero di lacune che passa in banda di valenza. Si rendono pertanto disponibili portatori di carica, che possono essere sfruttati per generare una corrente.
Per realizzare ciò è necessario creare un campo elettrico interno alla cella, stabilendo un eccesso di atomi caricati negativamente (anioni) in una parte del semiconduttore ed un eccesso di atomi caricati positivamente (cationi) nell’altro. Questo meccanismo si ottiene mediante drogaggio del semiconduttore che generalmente viene realizzato inserendo atomi del terzo gruppo come ad esempio il boro e del quinto gruppo (fosforo) per ottenere rispettivamente una struttura di tipo p (con un eccesso di lacune) ed una di tipo N (con un eccesso di elettroni).

La cella fotovoltaica è l’elemento base nella costruzione di un modulo fotovoltaico. La versione più diffusa di cella fotovoltaica, quella in materiale cristallino, è costituita da una lamina di materiale semiconduttore, il più diffuso dei quali è il silicio, e si presenta in genere di colore nero o blu e con dimensioni variabili dai 4 ai 6 pollici. Piccoli esemplari di celle fotovoltaiche in materiale amorfo sono in grado di alimentare autonomamente dispositivi elettronici di
consumo, quali calcolatrici, orologi e simili. Analogamente al modulo, il rendimento della cella fotovoltaica si ottiene valutando il rapporto tra l’energia prodotta dalla cella e l’energia luminosa che investe l’intera sua superficie. Valori tipici per gli esemplari in silicio policristallino comunemente disponibili sul mercato si attestano attorno al 18%.

Un modulo fotovoltaico è un dispositivo in grado di convertire l’energia solare direttamente in energia elettrica mediante effetto fotovoltaico ed è impiegato come generatore di corrente quasi puro in un impianto fotovoltaico.

La tecnologia fotovoltaica è il termine usato per descrivere la conversione dell’energia solare in energia utilizzabile, vale a dire l’elettricità prodotta dalla luce. Ciò viene realizzato utilizzando l’elemento centrale del modulo fotovoltaico: la cella fotovoltaica. Una cella fotovoltaica è un dispositivo semiconduttore di silicio o di altri materiali semiconduttori, che converte l’energia solare in elettricità: quando la cella solare assorbe l’energia dalla luce del sole, un materiale semiconduttore viene illuminato da fotoni e viene generato un flusso elettrico. Finché c’è luce, la cella solare fornisce una corrente continua (DC) di energia elettricità, che può essere convertita in una corrente alternata standard tramite l’utilizzo di un inverter.