IMPIANTI FOTOVOLTAICI
IL FOTOVOLTAICO è la produzione di energia attraverso i raggi o la luce solare, per mezzo di un modulo (pannello) collegato o no alla rete elettrica.
COMPONENTI
Componenti: cella, pannello, stringa, cavi di connessione, inverter, batteria di accumulo, quadro di campo, quadro di interfaccia.
Cella: la luce solare trasmette energia alle cellule di silicio (o altro materiale) che “reagendo”, producono elettricità o Corrente Continua (CC).
Stringhe: più moduli collegati tra loro; più stringhe collegate in parallelo, sono il generatore solare e producono una tensione più alta.
Cavi di connessione: cavi che resistono alle basse temperature sotto gli 0°C, alle alte estive o addirittura agli incendi.
Inverter: converte Corrente Continua in ingresso (CC), in (CA) Corrente Alternata in uscita, utilizzata dalla rete elettrica. Nell’impianto domestico tollera una tensione fino a 600 volt, nell’industriale supera i 1.000 volt, con stringhe da almeno 20 moduli d’ingresso.
Batteria di accumulo: l’energia prodotta nelle ore intermedie della giornata, si esaurisce se non utilizzata; con la batteria, viene accumulata e utilizzata quando necessaria (se al litio ha una durata dai 15 ai 20 anni, con efficienza a scalare).
Quadro di campo: elementi di protezione per il corretto funzionamento del- l’impianto FV.
Quadro di interfaccia: o di sicurezza, per eventuali immissioni alterate della CA nella rete elettrica.
TIPOLOGIA DI IMPIANTI
Off Grid (fuori rete), Plug and play (collega ed usa) o A Spina: FV per piccole unità abitative o condomini. L’energia FV viene immessa ed utilizzata dall’impianto elettrico domestico, per mezzo di una spina di corrente, senza passaggi intermedi e per l’autoconsumo.
Ad Isola (off-grid): FV non collegato alla rete di distribuzione. Necessita di un accumulatore di energia (batteria), per utilizzare l’energia prodotta e accumulata in loco; non sempre sono impianti fissi, ma si possono scollegare e trasportare ove richiesti. Sono utilizzabili per cellulari, monopattini, e-bike , scooter, auto, piccole abitazioni dove non arriva una fonte di collegamento con la rete di distribuzione nazionale.
Grid Connected: è l’impianto che produce energia e collegato alla rete elettrica nazionale a cui cede energia quando è in sovra-produzione, ma che nei momenti di sovra-utilizzo, se ne avvale.
Impianto Ibrido: FV che può funzionare grazie a fonti energetiche tradizionali o rinnovabili (eolico, termico…) per la continuità della fornitura, con un accumulatore e inverter bidirezionale specifico.
Building Integrated Photo Voltaics (BIPV)
E’ l’impianto FV che produce energia ed è parte integrante della struttura, tetto, facciata, terrazza, infissi, finestre… Deve garantire la massima efficienza e potenza disponibili in ogni condizione meteo, Maximum Power Point Tracker (MPPT), con sistema di accumulo di energia e tensione elevata.
FV sul tetto piano o a falde: è adiacente al tetto, di cui è parte integrante, con resa diversa a seconda del colore, spesso imposto da vincoli paesaggistici, del materiale, dell’inclinazione, delle ombre (camini, alberi, colline, elementi di altezza superiori ai tetti ecc …) per edifici abitativi, industriali, commerciali, agricoli… Possono essere film sottili, singole tegole solari collegate tra loro, pannelli coibentati curvi o a tegola e necessitano di un sistema di ancoraggio che unisca la sicurezza, la pulizia e la ventilazione sottostante per eliminare il surriscaldamento, la pericolosità e la resa minore.
FV a terra: i pannelli FV vanno fissati su una struttura di acciaio o alluminio e direzionati verso il sole; richiedono celle in silicio mono o pluricristallino, che reagiscono alla luce solare, producendo energia. La resa maggiore è data dall’inclinazione a sud, dalla geolocalizzazione (ore di sole, luogo di istallazione) e dalla possibilità di essere orientabili.
PANNELLI Un pannello fotovoltaico è composto da diverse celle fotovoltaiche, generalmente realizzate in silicio, un materiale semiconduttore. Queste celle sono collegate tra loro e protette da uno strato di vetro temperato e da una cornice in alluminio, che conferiscono al pannello resistenza agli agenti atmosferici e durabilità nel tempo. All’interno, le celle sono disposte tra strati di materiale plastico isolante, come l’EVA (etilene vinil acetato), che garantisce l’adesione e la protezione delle celle stesse
MATERIALE
Celle fotovoltaiche: Il cuore del pannello, realizzate principalmente in silicio, un materiale semiconduttore che consente il passaggio degli elettroni. Esistono diverse tipologie:
Silicio monocristallino: Composto da un singolo cristallo di silicio, offre un’efficienza elevata e una lunga durata.
Silicio policristallino: Costituito da più cristalli di silicio, è meno costoso ma presenta un’efficienza leggermente inferiore.
Silicio amorfo: Utilizzato nei pannelli a film sottile, è più economico ma meno efficiente. www.univiti.itOtovoOtovo+3NWG ITALIA+3Gauss Group+3
Vetro temperato: Protegge le celle fotovoltaiche dagli agenti atmosferici e dai danni meccanici. Generalmente, i moduli costruiti in Italia utilizzano vetro da 4 mm di spessore. Gauss GroupWikipedia
EVA (Etilene Vinil Acetato): Un materiale plastico trasparente utilizzato per incapsulare le celle, proteggendole dall’umidità e dai raggi UV. Maysun Solar
Backsheet: Lo strato posteriore del pannello, spesso realizzato in materiali plastici resistenti, che protegge le celle da danni meccanici e dall’umidità.
Cornice in alluminio: Fornisce struttura e supporto al pannello, facilitandone l’installazione e aumentando la resistenza meccanica.
Scatola di giunzione Contiene i collegamenti elettrici del pannello e spesso include diodi di bypass per prevenire il surriscaldamento delle celle in caso di ombreggiamento.
La produzione fotovoltaica mondiale è guidata dalla Cina, con 43 GW. Seguono la Germania (circa 40 GW), il Giappone (34 GW) e gli Stati Uniti (25 GW). L’Italia si posiziona al quinto posto, con un totale prodotto di 18,6 GW. Nel 2021, l’industria dei pannelli fotovoltaici ha prodotto e venduto oltre 190 GW di moduli, con il 79% del mercato appartenente ai primi dieci produttori globali. I maggiori produttori di pannelli solari a livello mondiale sono Jinko Solar, LONGi Solar, Trina Solar, JA Solar, Canadian Solar, Hanwha Q Cells, Risen Energy e First Sola
MONDO
Impianti fotovoltaici
Gli impianti solari più grandi al mondo si trovano in: Cina, Stati Uniti, India e Germania.
- La Cina in capo alla classifica con il suo impianto di Longyangxia Hydro solar PV Station, con una potenza di 329 MW.
- Al 2° e 3° posto gli Stati Uniti con il California Valley Solar Ranch e l’Agua Caliente solar project in Arizona.
- Al 4° posto l’India con un impianto di 214 MW e poi ancora Cina e Stati Uniti.
- All’ottavo posto il primo impianto europeo , in Germania con 166 MW.La Francia si colloca al 15° posto della classifica con la centrale solarede Toul-Rosieres da 115 MWp e, fino al 25° posto ancora impianti statunitensi e cinesi.
- Al 13 dicembre 2023 il più grande impianto solare del mondo è negli Emirati Arabi, con 4 milioni di pannelli bifacciali e una centrale da 2GW , realizzata da una joint venture tra Abu Dhabi Future Energy Company Pjsc-Masdar Abu Dhabi National Energy Company (Taqa) Edf Renewables e JnkoPower con supporto dell’Emirates Water and Electricity Company (Ewec).
In Italia la produzione maggiore è approvata da Sorgenia, Edison….
Altri esempi di grossi impianti fotovoltaici sono:
- Longyangxia Hydro-solar PV Station in Cina, capace di produrre 850 MW
- Topaz Solar Farm a San Luis Obispo, California; 550 MW, In grado di produrre 1053,37 GWh nel 2014.
- Desert Sunlight Solar Farm nel deserto del Mojave, California; 550 MW, inaugurato nel febbraio 2015, utilizza pannelli a film sottile in CdTe.[23]
- Valdecaballeros di Elecnor a Badajoz, Spagna; 108 MW.
- Sarnia, nell’Ontario, Canada; 97 MW, che conta più di 420.000 moduli fotovoltaici.
- Parco fotovoltaico di Montalto di Castro (Viterbo); 84,2 MW, con oltre 276.000 moduli installati.
- Solarpark Finsterwalde I,II,III – Finsterwalde, Germania; 80,7 MW.
- Parco fotovoltaico di Rovigo, nel comune di San Bellino; 70 MW.
- Parco fotovoltaico Olmedilla de Alarcón, Spagna; 60 MWp.
- Il più grande impianto su tetto è quello costruito sui tetti del Centro Ingrosso Sviluppo Campano (CIS) in Nola, Napoli, con una potenza di 25 MW di picco.
- Il più grande impianto fotovoltaico architettonicamente integrato in funzione è quello sull’area Koris a Trissino (Vicenza), con 8420 moduli per un totale di 1.98 MWp. L’integrazione architettonica consiste nell’impiego dei moduli fotovoltaici come copertura degli edifici grazie ad una struttura in acciaio inox con brevetto europeo di progettazione italiana. L’impianto è in funzione dal 25 maggio 2011 e produce circa 2.3 GWh di energia con i risparmio 1200 ton di CO2 all’anno.
- Il più grande impianto in facciata al mondo è quello costruito sulla sede del produttore di moduli fotovoltaici cinese Suntech Power, per un totale di 1 MWp su 6900 m2. La stessa azienda detiene anche l’attuale record mondiale per capacità produttiva con 1 GWp/anno di moduli fotovoltaici prodotti e commercializzati. La giapponese Sharp deteneva il precedente primato fin dagli albori del fotovoltaico.
La Pergola solare a Barcellona
PRODUTTORI IN ITALIA (alcuni)
SVEA SOLAR Cinisello Balsamo.
SOLARIUS –P software per progettare impianto FV.
RS Italia costruttore con informazioni precise e catalogo fino a 400KW.
RENAC calcoli di progettazione delle stringhe dell’inverter solare.
BIBLUS –NET software realizzato da ACCA per professionisti.
IMIE Brescia.
OPENPOLIS Informazioni generali sulle innovazioni.
ALTERNATIVA IMPIANTI SRL PISA
BETA ENERGY
- Le nostre referenze
Acqua Lete 2MVA
Novacart
Varie