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Energia Solare Fotovoltaica
09.04.2011 | Author: Marco Rodella | Rev.:09.04.2011 | Rif.:11090411
L'energia solare è l'unica veramente pulita ed inesauribile (almeno sino alla fine delle condizioni necessarie alla vita nel mondo), è intorno a noi e richiede semplicemente di essere raccolta ed impiegata direttamente nel luogo dove serve, non necessita di creare propellenti per poterla sviluppare e quindi non viene sprecata alcuna energia per trasportarla.
I pannelli fotovoltaici trasformano le radiazioni solari direttamente in energia elettrica e possono essere impiegati dagli stessi utenti al punto di renderli totalmente autonomi dalla rete.
I pannelli solari ad alto rendimento sono realizzati in silicio multicristallino. Il solare fotovoltaico, che rappresenta oggi una buona soluzione per richieste energetiche sia piccole (0-20 kW) sia medie (20 kW-1 MW), vanta una richiesta crescente in tutto il mondo, e un'esperienza progettuale ed industriale di oltre 50 anni.
> Gli impieghi
La tecnologia del solare fotovoltaico permette di produrre l'energia elettrica in maniera diretta e addirittura sul luogo in cui è necessaria semplicemente sfruttando la radiazione luminosa proveniente dal nostro Sole. L'assenza di qualsiasi emissione di gas o sostanze inquinanti la rende un'energia del tutto "pulita".
Ciò è possibile grazie al cosiddetto effetto fotovoltaico, scoperto nel 1839 dal fisico francese Becquerel che ebbe la sua prima applicazione pratica per la produzione di corrente elettrica attorno agli anni Settanta, nell'alimentazione dei satelliti spaziali.
Non è quindi una scoperta recente perchè proprio nagli anni 70 è entrata nel nostro quotidiano uso con le calcolatrici solari, ma già in quei tempi comparvero anche alcuni modelli di orologi che usavano sostanzialmente le stesse tecniche che ora vengono semplicemente riprese e perfezzionate.
Oggi, gli impianti fotovoltaici hanno un impatto ambientale decisamente minore che in passato, design sempre più gradevoli e addirittura integrabili in soluzioni multi-funzionali che trovano limiti solo nella fantasia di chi attinge a piene mani alle disponibilità tecnologiche.
Le soluzioni sono notevoli e coinvolgono molteplici settori tecnologici comportando il relativo sviluppo di innumerevoli industrie.
Nelle immagini possiamo vedere alcuni utilizzi che possono addirittura essere perfettamente integrati con soluzioni atte anche ad altri scopi ed utilità come nel caso delle tettoie 
parasole fotovoltaiche o le tegole fotovoltaiche. Ma il solare trova applicazione anche in molti degli elettrodomestici o apparecchi tecnologici di uso corrente.
Il culmine delle applicazioni delle tecniche di utilizzo dell'energia solare avviene quando si combina con quelle ecologiche. Stanno per divenire realtà diffuse i cellulari che oltre ad auto-ricaricarsi con l'energia solare (liberandoci dalle ingombranti collezzioni di alimentatori di ogni sorta!) sono costruiti con materiali completamente riciclabili, tendenza che verrà presto applicata anche a tutti gli altri strumenti o accessori.
La produzione di energia solare può essere centralizzata ma anche individuale come nel caso delle lanterne da giardino che hanno integrate in sè un panellino solare autonomo che le rende totalmente indipendenti accumulando di giorno l'energia che utilizzano la notte.
Tali soluzioni non richiedono neppure un impianto di cavi e i modelli più sofisticati sono autonomi anche nelll'accensione grazie a semplici sensori crepuscolari.
Esistono applicazioni indipendenti analoghe anche per semplici impianti semaforici, pompe, ecc.
Il solo utilizzo dei piccoli strumenti solari ridurrebbe sensibilmente la necessità di energia elettrica dalla rete ma altri metodi applicati in larga scala ne escluderebbe la necessità in toto.
Come è constatabile le tecniche di raccolta dell'energia solare può avere applicazioni a tutti i livelli e può essere applicata ovunque, unica l'imitazione.. l'ombra, ma nella rete, quando uno è all'ombra attinge dalla energia prodotta da qualcun'altro che è al sole.
> Le tecniche
La potenza massima inviata dal Sole sulla Terra è di circa 1.000 W/mq, ma con le tecnologie attuali solo il 10-15% può essere convertito in energia elettrica utile.
Il materiale più diffuso per la generazione fotovoltaica è il silicio. Nel 1946, Russel Ohl brevettò le moderne celle solari, e nel 1954 Person, Fuller e Chapin ottennero la prima cella solare commerciale all'interno dei laboratori Bell, negli Stati Uniti. Col tempo, la resa delle celle è stata migliorata, raggiungendo i livelli citati.
Un pannello fotovoltaico è costituito, per l'appunto, da un insieme di moduli fotovoltaici a loro volta costituiti da un insieme di celle. Un insieme di pannelli, collegati fra loro elettricamente in serie, costituiscono una stringa, e più stringhe collegate in parallelo formano un generatore o campo fotovoltaico.
A causa della normale usura dei materiali, le prestazioni di un pannello fotovoltaico calano di circa un punto percentuale su base annua, comunque anche dopo 20 anni forniscono ancora l'80% della loro potenza di picco nominale. D'altronde, risulta ragionevole che dopo un ciclo di vita di 25 anni vengano sostituiti.
> I vantaggi
Gli impianti fotovoltaici possono essere essenzialmente di due tipi: connessi alla rete nazionale (grid-connected) o direttamente a utenze isolate (stand-alone), di solito per assicurare la disponibilità di energia elettrica in zone isolate (in tal caso necessitano di batterie o di celle a combustibile per accumulare l'energia).
Un impianto fotovoltaico connesso in rete è composto essenzialmente da:
- Moduli o pannelli fotovoltaici, il cui numero e potenza complessiva vengono calcolati in base alla quantità di energia da produrre.
- Inverter, cioè un apparato convertitore che trasforma la corrente continua in corrente alternata (a 220 V oppure 380 V) per l'utilizzo da parte dell'utente.
- Contatore bidirezionale, che serve a contabilizzare l'energia immessa nella rete elettrica nazionale e quella prelevata da quest'ultima.
- Contatore fotovoltaico, che serve a contabilizzare l'energia prodotta dall'impianto e che viene remunerata in totale con la tariffa incentivante di competenza a seconda del tipo di impianto.
Un sistema grid-connected è collegato in maniera permanente alla rete nazionale. Quando produce energia elettrica in quantità maggiore rispetto alle proprie necessità, la parte eccedente viene immessa in rete e contabilizzata dal contatore bidirezionale. Se invece l'energia prodotta è minore o nulla (ad es., causa nuvolosità o perché è notte) l'energia necessaria viene prelevata dalla rete.
N.B. La potenza minima dell'impianto fotovoltaico deve essere di 1 kWp (chilowatt di picco) per poter usufruire dell'incentivazione prevista dal Conto Energia.
> Le applicazioni
Esistono già da anni costruzioni che combinano soluzioni architettoniche estetiche con quelle tecnologiche atte alla produzione di energia elettrica.
Alcune sopperiscono solo in parte alle esigenze energetiche strutturali, altre le rendono totalmente indipendenti mentre altre ancora avanzano addirittura energia da cedere alla rete.
L'azienda elettronica Sanyo ha costruito nel 2005 una delle più fantasiose strutture di pannelli solari fotovoltaici.
Si chiama Solar Ark (arco solare) , è lunga 315 metri e alta 37. Con i suoi oltre 5.000 pannelli fotovoltaici, produce circa 630 Kw alimentando 200 utenze domestiche.
> Gli abusi
L'attuale sistema economico utilizzato dalla nostra società, comporta l'intreccio degli interessi dei grandi poteri che abusano sistematicamente di tutto ciò che è economicamente speculabile.
Il settore delle energie alternative è pertanto un business su cui inevitabilmente anche la mafia ha già posto le sue basi. Fra le speculazioni che preoccupano, vi sono per esempio quelle che ruotano intorno agli abusi sull'uso degli incentivi che sta portando da un lato ad un condivisibile aumento della diffusione dei pannelli solari ma al tempo stesso anche a un abuso delle loro applicazioni.
C'è infatti un precoccupante uso selvaggio dei pannelli fotovoltaici a terra, pratica che ruba terreno potenzialmente più utile
per l'agricoltura o per la vegetazione vitale per l'ambiente e la vita dell'uomo. I politici più coscenti stanno cercando di imporre regole per escludere tale pratica auspicando lo sviluppo di quelle applicate su strutture preesistenti o già in costruzione.
L'applicazione a terra può al massimo essere tollerata in aree desertificate o comunque sfavorevoli alla vegetazione. Si può discutere invece delle applicazioni in aree adibite a parcheggio tramite tettoie che hanno il triplice scopo di produrre energia elettrica fornendo al tempo stesso copertura ai veicoli e magari consentendo la ricarica di quelli elettrici direttamente dalle colonne di sostegno.
