energia fotovoltaica come funziona

Ricercando informazioni riguardanti la possibilità di sfruttare l’energia del sole per soddisfare il fabbisogno energetico della propria casa, a volte si può incontrare qualche espressione insolita e di difficile comprensione. Sebbene la terminologia relativa al mondo del solare possa risultare relativamente complicata, la realtà ci dimostra esattamente il contrario. Quasi sicuramente, infatti, ognuno di noi ha usato in passato degli strumenti funzionanti con l’energia fotovoltaica; basti pensare alle calcolatrici che hanno accompagnato tutti noi durante il nostro percorso scolastico. Sebbene in questi ultimi anni il solare stia guadagnando particolari attenzioni da parte di aziende e privati, l’energia fotovoltaica è presente da diversi decenni. Infatti, la NASA ha iniziato ad utilizzare veicoli spaziali alimentati con l’energia solare durante le missioni degli anni ‘60. Fisici di rilevanza mondiale come Edmund Bequerel ed Albert Einstein si sono dedicati allo studio dell’effetto fotoelettrico addirittura a cavallo tra Ottocento e Novecento.

 

Come funziona l’energia fotovoltaica?

Le celle fotovoltaiche che compongono il pannello solare permettono di convertire la luce solare in energia elettrica. In particolare, quando si installa un sistema fotovoltaico sul tetto della propria abitazione, le celle convertono i raggi del sole che la colpiscono in corrente continua; un inverter, collegato al sistema, trasforma la corrente continua in corrente alternata, ovvero quella che può essere utilizzata nei circuiti dei nostri edifici. Questa energia passa attraverso il quadro elettrico, proprio come l’elettricità che si ottiene dalla rete pubblica. Se vengono rispettate alcune condizioni, quindi, la propria abitazione può essere alimentata sfruttando esclusivamente l’energia fotovoltaica.

Le abitazioni con un impianto fotovoltaico in genere rimangono ugualmente collegate alla rete pubblica. Questo permette di coprire il fabbisogno energetico dell’edificio nei casi in cui scarseggi l’apporto di energia fotovoltaica (giornate con tempo nuvoloso o durante la notte). Al contrario, se l’energia prodotta dai pannelli è in eccesso rispetto a quella necessaria per alimentare i vari dispositivi, questa verrà introdotta nella rete pubblica grazie ad un meccanismo chiamato scambio sul posto. Quest’ultimo prevede che l’energia immessa nella rete pubblica da un impianto privato possa essere prelevata in un secondo momento per soddisfare i propri fabbisogni energetici. A livello economico, la regolamentazione spetta al GSE (Gestore dei Servizi Energetici) che, seguendo i prezzi del mercato, darà un valore all’energia scambiata ed immessa nella rete elettrica. In altri termini, il titolare dell’impianto fotovoltaico beneficerà di un contributo finanziario che gli verrà fornito dal GSE; questo contributo viene determinato da più fattori e si calcola sulla base dell’anno solare. A tutti gli effetti, quindi, il contributo finanziario stanziato dal GSE non è altro che un ristorno che va in parte a coprire le spese sostenute per il prelievo di energia elettrica dalla rete pubblica durante l’anno solare di riferimento. Esiste, però, un’altra alternativa, altrettanto valida: l’installazione di un sistema di accumulo fotovoltaico in cui immagazzinare l’energia elettrica prodotta in eccesso dall’impianto. Il sistema di accumulo consente di diventare completamente autonomi e dà quindi la possibilità di staccarsi definitivamente dalla rete elettrica pubblica.

Il processo di conversione dell’energia da solare ad elettrica inizia direttamente dal Sole. Questa stella presente al centro del nostro Sistema Solare rilascia dei fotoni, delle piccolissime particelle di luce. I fotoni colpiscono il metallo semiconduttore (solitamente il silicio) presente sui pannelli fotovoltaici, rilasciando elettroni. Proprio gli elettroni sono i responsabili della produzione di corrente continua, che poi verrà incanalata verso l’inverter per essere trasformata in corrente alternata.

Un insieme di celle fotovoltaiche compone quello che viene comunemente definito modulo (o pannello) fotovoltaico. Più moduli, quindi, costituiscono il vero e proprio scheletro del sistema installato sul tetto della propria abitazione o azienda. Il numero di pannelli, quindi, determina la quantità di energia potenzialmente prodotta dall’impianto nella sua totalità, solitamente misurata in kiloWatt (kW).

 

I benefici dell’energia fotovoltaica

La maggior parte dei benefici derivanti dallo sfruttamento dell’energia fotovoltaica riguarda il risparmio economico e la salute del nostro ecosistema. Eccone alcuni:

  • Risparmio economico: al netto dell’investimento iniziale – di cui tratteremo nei paragrafi successivi – l’energia prodotta dal sole è gratuita. Questo aspetto importante consente di diminuire significativamente o di eliminare totalmente il prelievo di elettricità dalla rete pubblica, aumentato la propria autonomia energetica e riducendo la spesa in bolletta. Inoltre, non si sarà più così esposti ad un eventuale innalzamento dei costi dell’elettricità.
  • Riduzione delle emissioni di gas serra: più si inizierà ad autoprodurre energia elettrica sfruttando le potenzialità del fotovoltaico, meno gas serra verranno rilasciati nell’atmosfera a causa dell’intensa attività delle centrali elettriche tradizionali.
  • Agevolazioni Fiscali: non solo si potrà risparmiare denaro sulla bolletta, ma si potrà anche beneficiare di agevolazioni fiscali come il credito d’imposta per le aziende del Sud Italia e le detrazioni per ristrutturazione per i privati, stanziati dai vari enti pubblici.
  • Energia green e rinnovabile: l’energia fotovoltaica è una fonte energetica pulita e rinnovabile, totalmente sicura per l’ambiente.
  • Manutenzione: un impianto fotovoltaico richiede una minima manutenzione. Nella maggior parte dei casi, infatti, questa riguarda la pulizia saltuaria dei pannelli che, se sporchi, calerebbero la loro capacità di produzione. L’unica spesa relativamente cospicua da sostenere nel corso della vita dell’impianto (più di venticinque anni) è la sostituzione dell’inverter, che potrà degradarsi con il passare del tempo. Per i primi anni di vita, le componenti dell’impianto godono comunque di garanzia.
  • Versatilità: i pannelli fotovoltaici possono essere installati potenzialmente a qualsiasi latitudine, sebbene esprimano tutto il loro potenziale in zone prevalentemente soleggiate.
  • Aumento del valore dell’immobile: installare un impianto fotovoltaico farà automaticamente aumentare il valore del proprio immobile.

 

Conviene investire nell’energia fotovoltaica?

Questa è la domanda che si pone qualsiasi persona che sta pensando di installare un sistema fotovoltaico sul tetto della propria abitazione o del capannone aziendale. In questi anni i costi di installazione sono diminuiti significativamente. Sebbene l’investimento sia relativamente cospicuo, secondo le stime quest’ultimo può essere recuperato nel corso di 5/10 anni. Va comunque precisato che queste tempistiche possono variare a seconda della tipologia e della grandezza dell’impianto installato. Un piccolo ritorno sull’investimento può essere comunque notato comparando il costo delle bollette prima e dopo l’installazione. Come già anticipato nel paragrafo precedente, a questi aspetti si aggiungono le agevolazioni stanziate dai governi e dai vari enti locali, che permettono nel corso degli anni successivi alla messa in opera dell’impianto di detrarre una parte delle spese sostenute nell’investimento iniziale.

L’energia fotovoltaica, ormai, non è più una novità o qualcosa a cui ci si riferisce parlando del futuro. Il solare è il presente. Questa affermazione è supportata dalla costante diminuzione dei costi di produzione e dai miglioramenti tecnologici che, giorno per giorno, vengono introdotti in questo campo. L’energia del sole sta diventando sempre più l’energia rinnovabile per eccellenza; è alla portata di tutti e permette, tra gli altri vantaggi, di investire su una costante diminuzione dei costi energetici da sostenere, soprattutto sul lungo periodo.

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