Effetto fotovoltaico

L'effetto fotovoltaico

A partire dagli anni 60 il Silicio, già utilizzato dall'edilizia fino alla costruzione di prodotti elettronici, diventa fonte di energia grazie alla scoperta dell'effetto fotovoltaico. Il Silicio, un semiconduttore facilmente reperibile in natura, se trattato opportunamente induce l'effetto fotovoltaico ovvero la genesi di una carica elettrica. Inizialmente applicata soltanto all'alimentazione dei satelliti artificiali, verso gli anni 70 la tecnologia fotovoltaica entra a far parte della grande distribuzione con la distribuzione della prima cella fotovoltaica nei supermercati USA. Alla base dell'effetto fotovoltaico sta il processo di drogaggio del Silicio, ovvero l'inserimento fra gli atomi di Silicio di alcune impurità, specificamente alcuni atomi di Boro o di Forforo. Ogni atomo di Silicio ha in comune con gli altri intorno a se quattro elettroni, gli atomi del drogaggio presentano invece un numero inferiore o superiore di elettroni. Nel caso del Boro tre, in quello del Forforo cinque. Ponendo due placche di Silicio l'una accanto all'altra, l'una drogata con Boro (P) e l'altra con Forforo (N), si crea un'instabilità che può essere attivata se soggetta ad un'energia esterna.
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Produzione di energia fotovoltaica

Modulo fotovoltaico L'energia esterna è quella solare. La luce del sole è composta di fotoni che, penetrando nella struttura reticolare degli atomi di silicio, resa irregolare dal drogaggio, producono un'instabilità degli elettroni. Una parte di questa energia viene riflessa, una parte si trasforma in calore, e una parte induce uno spostamento di elettroni dalla placca P alla placca N inducendo un corrente elettrica. La corrente elettrica prodotta è proporzionale sia alla superficie delle placche che all'energia solare stessa. Ad esempio una cella quadrata di lato 10 cm, in condizioni di piena illuminazione, produce una potenza elettrica di circa 1,3 W con una tensione di 0,5 V. Per aumentare l'energia prodotta dall'effetto fotovoltaico è possibile collegare le celle in serie o in parallelo componendo un modulo fotovoltaico. La modularità del fotovoltaico rappresenta uno dei suoi principali vantaggi, rendendo possibile la sua applicazione sia a piccoli che a grandi impianti.

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Effetto fotovoltaico: Impianti fotovoltaici

impianto fotovoltaico Gli impianti fotovoltaici possono essere isolati o collegati alla rete. I primi sono utilizzati per utenze isolate altrimenti difficilmente collegabili alla rete elettrica. Un impianto isolato deve coprire l'intero fabbisogno dell'utenza ed è quindi caratterizzato dalla presenza di regolatori di potenza e batterie per l'accumulo della corrente in eccesso oltre che da un inverter, nel caso siano presenti apparecchiature che richiedono corrente alternata. Gli impianti isolati sono comunemente usati nell'elettrificazione rurale e montana oltre che per la segnaletica di strade, porti ed aeroporti. Gli impianti collegati alla rete sono invece caratterizzati dallo scambio di energia con la rete elettrica pubblica. Nelle ora in cui l'impianto fotovoltaico non fornisce energia questa viene presa dalla rete, viceversa l'energia in eccesso prodotta dall'impianto, nelle ore di maggior illuminazione, viene reintrodotta nella rete. Un impianto collegato alla rete non richiede batterie ma richiede sempre un inverter.



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