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Dettagli

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L'MPPT

Dettagli

L’irraggiamento solare su un pannello fotovoltaico ha carattere fortemente variabile, essendo dipendente dalla posizione del sole rispetto al pannello stesso. Per di più puo divenire estremamente variabile, essendo influenzato dalla presenza-assenza del sole quindi da nubi o da ombre. Una cella di un pannello fotovoltaico esibisce, per vari valori dell’irraggiamento solare, e per vari valori della temperatura, una famiglia di curve caratteristiche del tipo in figura qui sotto. In particolare nella figura si vedono tre curve, in grassetto corrispondenti a tre valori (1000, 800, 600 W/m2) della potenza radiante del sole.

curve caratteristiche delle celle

Su ogni curva caratteristica esiste uno ed un solo punto tale per cui è massimizzato il trasferimento di potenza verso un ipotetico carico alimentato dal modulo fotovoltaico. Il punto di massima potenza corrisponde alla coppia tensione-corrente tale per cui è massimo il prodotto V*I, dove V è il valore della tensione ai morsetti del modulo e I è la corrente che circola nel circuito ottenuto chiudendo il modulo su un ipotetico carico (ricordiamo che V x I esprime la potenza).

Sempre con riferimento alla figura precedente, il prodotto V*I è rappresentato per i tre valori dell’irraggiamento solare di cui sopra, tramite le tre curve a tratto più sottile.
Come si vede, in accordo con quanto detto prima, tali curve esibiscono un massimo.
Ad es. per 1000W/m2, il punto di massima potenza corrisponde ad un valore di tensione pari a circa 36V e corrente di circa 5,5A.

Chiaramente, se si riesce a massimizzare la potenza erogata dall'impianto, si riesce a sfruttarlo al meglio, sia che questo sia connesso alla rete, sia stand-alone. 

L’ MPPT è un dispositivo integrato negli inverter che, tipicamente, ad ogni istante legge i valori di tensione e corrente, ne calcola il prodotto (cioè la potenza in Watt) e, provocando piccole variazioni nei parametri di conversione (duty cycle), è in grado di stabilire per confronto se il modulo fotovoltaico sta lavorando in condizioni di massima potenza oppure no. A seconda del “responso” agisce ancora sul circuito per portare l’impianto in tale condizione ottimale.
Il motivo per cui gli MPPT sono utilizzati è semplice: un impianto fotovoltaico senza MPPT può funzionare comunque, ma a parità di irraggiamento solare fornisce meno energia.

Qualità climatica degli inverter

Dettagli

Le curve di efficienza degli inverter sono diagrammi che esprimono la capacità degli inverter di tradurre la potenza elettrica proveniente dalle stringhe dell’impianto fotovoltaico in potenza elettrica in uscita dallo stesso in funzione dell'irradianza e/o della differenza di potenziale all'MPPT (Leggi di Più) espresso in percentuale rispetto alla massima ddp n continua accettabile.

Comunemente nei datasheet degli inverters viene riportata l’efficienza in funzione della Potenza o della percentuale di carico, ottenendo curve differenti al variare della tensione continua all’mppt. Le curve di efficienza tipiche esibiscono un andamento crescente all’aumentare della potenza all’mppt e una regione dove tali curve risultano piatte e massime.

curve caratterisitche di rendimento degli inverter

Argomento meno battuto con i clienti dagli approssimati e improvvisati (o più semplicemente non conoscitori delle materie  quali l'elettronica, la fisica, le carateristiche ambientali, l'irradianza solare) venditori / procacciatori / agenti che tentano di vendere impianti fotovoltaici e inverter è quello per cui gli inverters, rarissime volte lavorano nelle zone di "rendimento di picco" (R).

Questo significa che almeno andrebbe conosciuto il concetto di Rendimento EuropeoReu.

Questo viene definito "matematicamente" un pò rozzamente come:

Reu = 0.03xR5% +0.06xR10% +0.13xR20% +0.1xR30% +0.48XR50% +0.20XR100

dove Rx% sta per il valore di rendimento dell'inverter (il valore della curva caratteristica) al x% della insolazione massima (o meglio di differenza di potenziale massima accettata dall'inverter stesso) in ragione del fatto che l’insolazione massima in Europa (già concetto un po vago dato che l'irradianza è molto variabile già al'interno dell'Italia) si ottiene solo per il 20% dei casi mentre nel 48% dei casi l'irradianza (insolazione) raggiunge la metà del massimo e così via.

In realtà anche questo approccio è molto benevolo nei confronti delle condizioni tipiche di insolazione. Infatti da uno studio pubblicato su Photon (rivista specializzata del settore fotovoltaico) e dalla nostra decennale esperienza nella misura della radiazione solare in tutta italia gli istanti di funzionamento a basso carico (3%) sono molto maggiori degli istanti di funzionamento ad alto carico (100%).

Così è sempre meglio confrontare le curve di efficienza nel loro complesso e non solo in relazione ai valori associati ai carichi di picco massimo dove l'inverter si troverà a lavorare in rari casi.

Il miglior approccio possibile per calcolare il rendimento annuale di un inverter sarebbe quello di calcolare l'integrale (operazione matematica) tra il valore dell'irradianza medio giornaliero di un ben determinato luogo (durante un anno) e la curva caratteristica.

Così, come già per i pannelli solari, la qualita dell'inverter è necessariamente dipendente dalla regione in cui viene installato ed anche per questo componente ha senso definire il concetto di qualità climatica (come per i pannelli solari fotovoltaici--Leggi di Più--) riferita in particolare (ed in questo caso) all'irradianza solare. 

Così un inverter può avere un rendmento valido nel nord europa e un rendimento meno valido nel sud. In generale bisognerebbe confrontare il rendimento lungo tutta la curva prediligendo inverters con curve più alte a basse insolazioni.

Oltretutto in zone rurali come l'Umbria taluni inverter fotovoltaici potrebbero non essere adeguati a causa delle forti oscillazioni della rete elettrica nazionale. Inverter con finestre di accettazione strette in alternata potrebbero far distaccare l'impianto fotovoltaico dalla rete.

Qualità climatica dei pannelli fotovoltaici

Dettagli

I moduli o pannelli solari fotovoltaici sono descritti da talune grandeze elettriche che determinano il loro comportamento al variare delle condizioni climatiche. Per questo motivo, un impianto, identico in potenza e in componenti e a parità di insolazione, può produrre di meno o di più se installato in un luogo piuttosto che un altro.

Affrontando il problema dal punto di vista dei pannelli questo significa che un pannello può adattarsi bene ai climi caldi e un pannello non adattarsi con conseguenti riduzioni di potenza erogata e dunque di guadagno per il beneficiario dell'incentivo GSE. Questo perchè i pannelli solari riducono la potenza erogata all'aumentare della temperatura del modulo fotovoltaico

Per questo motivo, si è deciso di introdurre il concetto di qualità climatica per i pannelli solari fotovoltaici. Il parametro ambientale che determina  la qualità climatica di un pannello solare è essenzialmente la Temperatura di superficie del pannello. Per temperatura di superficie si intende la temperatura  misurata dietro il pannello stesso (perche in ombra). Per essere rigorosi, anche gli inverter per il fotovoltaico possono essere ricondotti al concetto di qualità climatica rispetto all'irradianza solare media o insolazione media di un luogo geografico (--Leggi di Più--). La qualità climatica dei pannelli e dell'inverter è di gran lunga più importante di una installazione con differenti Tilt (--Leggi di più--) o azimut non perfettamente  sud.

Tornando ai moduli fotovoltaici, la risposta in temperatura del pannello dunque ci dice che lo stesso pannello solare può essere considerato di buona qualità climatica in Germania e di cattiva qualità climatica in Italia. I pannelli prodotti per i climi nord europei anche di ottima fattura spesso esibiscono drammatici crolli di potenza erogata in condizioni di alta insolazione cioè quando la superficie del pannello solare diviene più calda (generalmente in primavera-estate cioè quando l'impianto deve produrre di più).

Per questo motivo la scelta di un modulo prodotto espressamente per i climi italiani è la scelta più giusta da fare quando si vuole installare un impianto fotovoltaico in Umbria dove la temperatura media non è certo bassa come nelle regioni nord europee.

Questo è il vero motivo tecnico per cui abbiamo selezionato e proponiamo ai nostri clienti imigliori pannelli fotovoltaici per qualità climatica scegliendo moduli espressamente MADE IN ITALY per chi vuole avere il massimo rendimento e il massimo guadagno.

Al tempo stesso, per chi vuole minimizzare l'investimento iniziale abbiamo selezionato i migliori pannelli NON EU per qualità climatica che, spesso, permetteranno di ottenere un guadagno più alto rispetto a moduli EU non adatti ai nostri climi.

Inverter monofase o trifase

Dettagli

Negli impianti fotovoltaici la potenza installata e il contratto del cliente determina se è necessario un impianto con inverter monofase o trifase. La connessione avviene in bassa tensione (BT) monofase per potenze nominali d’impianto inferiori a 6 kW, in BT trifase fino a una potenza di 50-100 kW, per potenze superiori a 100 kW gli impianti vengono generalmente allacciati in media tensione (MT) attraverso l’interposizione di un trasformatore.

I soggetti responsabili degli impianti di potenza nominale non superiore a 20 kW ed i soggetti responsabili degli impianti, entrati in esercizio in data successiva al 31 dicembre 2007, di potenza nominale superiore a 20 kW e non superiore a 200 kW, possono avvalersi del servizio di Scambio sul Posto stipulando una convenzione con il GSE.

Per tutti gli impianti, il soggetto responsabile può cedere, parzialmente o totalmente, l’energia prodotta attraverso la vendita diretta in borsa o ad un grossista, o ad attraverso il ritiro dedicato garantito dal GSE.

Per poter contabilizzare l’energia prodotta dall’impianto sono installati due contatori (M1 e M2). Generalmente M1 è un contatore bidirezionale che misura l’energia assorbita dalle utenze e l’energia che dall’impianto fotovoltaico fluisce verso la rete, M2 contabilizza la totale energia fotovoltaica prodotta che viene incentivata dal GSE.

Inverter fotovoltaico

Dettagli

L'inverter fotovoltaico è un dispositivo elettronico avente la funzione di convertire la corrente continua in alternata.

L'inverter è un sotto-sistema dell'impianto fotovoltaico che necessita di numerosi componenti aggiuntivi per poter operare in maniera efficiente e sicura: (1) cavi speciali di grande sezione, per il collegamento con la batteria, che si rendono indispensabili a causa dell'elevata corrente circolante, per ovviare il rischio di incendi e sfruttamento parziale delle potenzialità dell'apparecchio; (2) protezione contro le sovracorrenti continue in ingresso, grazie a fusibili o ad altri dispositivi in grado di interrompere il circuito;  (3) uno shunt, cioè una resistenza posta sul polo negativo del circuito a corrente continua che va alle batterie, che permette di misurare la corrente che fluisce tra le batterie e l'inverter; (4) protezione contro le sovracorrenti alternate in uscita, poiché se l'interruttore generale dei carichi in alternata è vicino all'inverter esso fungerà anche da protezione contro tali sovracorrenti, altrimenti occorrerà installare un interruttore apposito.

Nel caso degli impianti fotovoltaici esso deve convertire la corrente continua prodotta dai moduli fotovoltaici in corrente alternata da immettere nella rete elettrica. Negli impianti fotovoltaici gli inverter sono caratterizzati da particolari software ed hardware dedicati esclusivamente all’estrazione della massima potenza dai pannelli in qualsiasi condizione meteorologica. In tempo reale riescono a inseguire il punto di potenza massima del pannello (MPPT: Maximum Power Point Tracker) ossia un punto di lavoro nelle curve caratteristiche di tensione vs corrente del modulo fotovoltaico dove è possibile avere il massimo rendimento del modulo stesso. Tale punto non è fisso ma variabile in funzione del livello di radiazione solare che investe le celle fotovoltaiche, pertanto un buon inverter deve seguire l’MPPT in modo da estrarre sempre la massima potenza. Un fattore essenziale è la velocità con cui l’inverter segue l’MPPT, l’immediatezza con cui insegue le variazione del punto in funzione delle variazioni della radiazione. Mentre quasi tutti i produttori di inverter riescono ad ottenere una precisione del 99.0 – 99.6% (della massima disponibile) sull'individuazione del MPPT, solo in pochi riescono ad unire precisione a velocità.

Esistono inverter fotovoltaici dotati di stadi di potenza modulari, ed alcuni sono dotati di un MPPT per ogni stadio di potenza. In tal modo si lascia all'ingegneria di sistema la libertà di configurare un funzionamento master/slave oppure a MPPT indipendenti. L'utilizzo di MPPT indipendenti fornisce un vantaggio oggettivo in condizioni di irraggiamento non uniforme dei pannelli. Infatti spesso la superficie dei pannelli solari risulta esposta al sole in modo difforme su tutto il campo fotovoltaico. In questo caso l'utilizzo di un solo MPPT (--Leggi di Più--)porterebbe l'inverter a lavorare fuori dal punto di massima potenza con riduzione della produzione totale di energia elettrica.

Inverter_solutronic

Le Stringhe Fotovoltaiche

Dettagli

In generale non è possibile installare tutti i moduli fotovoltaici in un solo sistema connesso in serie. In un impianto fotovoltaico i pannelli solari vengono disposti in stringhe Fotovoltaiche. Le stringhe fotovoltaiche sono dei sub impianti in cui i moduli fotovoltaici vengono collegati in serie cioè uno dopo l'altro. La serie, è una configurazione degli elementi elettrici, dai pannelli, alle resistenze ai diodi e quant'altro, in cui il polo positivo di un elemento è connesso con il polo negativo dell'altro. Un altro modo per collegare i pannelli o più spesso le stringhe di pannelli è in configurazione parallela (vedi figura).

Serie moduli fotovoltaici Serie
parallelo moduli fotovoltaici Parallelo

Il numero di pannelli per stringa dipende dalle caratteristiche dell'inverter che si vuole installare ma più oculatamente sia il numero di pannelli che il numero di stringhe viene determinato in funzione della condizione specifica del luogo dove si deve intallare l'impianto fotovoltatico. Ad esempio se si deve installare un impianto fotovoltaico su più falde con diverse orientazioni è sempre buona norma dividere l'impianto in un numero di stringhe pari al numero di falde. Per ogni stringa si deciderà il numero di pannelli in funzione delle caratteristiche di accettazione dell' MPP dell'inverter (Leggi di Più). Suddiviso l'impianto in stringhe ognuna di queste puo essere connessa ad un inverter con più MPPT o su più inverter. E' buona norma installare, in un impianto fotovotlaico, il numero minimo di inverter perchè ognuno di questi diminuirà di una certa quantità l'efficienza dell'impianto, per ragioni economiche e per ragioni relative alla manutenzione.

Il numero di pannelli per ogni stringa va determinato in funzione dello:

1) Spazio a disposizione

2) Ottimizzazione degli spazi nella direzione geografica verso sud

3) Caratteristiche dell'inverter in relazione alla tensione di ingresso in continua minima e massima (eventualmente cambiando tipo di inverter se ve ne è la necessità)

Così considerando definiti i primi due punti se un inverter può accettare fino a 500 Vdc, sarà possibile intallare al più un numero di moduli (che per esempio hanno una Voc massima di 30 V) per stringa pari ad un numero intero di moduli dato da

N = 500/30= 16 moduli (30 Vdc corrisponde alla Voc massima del modulo considerando anche che essa è massima alla minima temperatura registrabile nel sito ove l'impianto fotovoltaico viene installato).

Questi conti dovrebbero essere eseguiti dal progettista. Purtroppo, ad oggi molti si improvvisano conoscitori di elettronica, delle condizioni ambientali,  e dei dispositivi per la costruzioni di impianti fotovoltaici e il risultato è spesso un impianto fotovoltaico non adatto o mal progettato. Esistono da tempo dei software che fanno il calcolo per noi, ma non sapendo le basi teoriche spesso questi calcoli forniti dai software vengono dimenticati.

Il pannello solare fotovoltaico

Dettagli

Perchè un pannello solare fotovoltaico produce corrente e quindi una potenza elettrica utilizzabile?

Alcuni materiali come il silicio possono produrre energia elettrica se irraggiati dalla luce solare. Una caratteristica fisica che ha consentito negli anni '50 la realizzazione della prima cella fotovoltaica della storia. Lo stesso nome pannello fotovoltaico esprime in sè tutto il significato della scoperta, "foto" deriva da "luce", "voltaico" deriva da Alessandro Volta, inventore della batteria.

Le celle fotovoltaiche collegate tra loro formano un pannello fotovoltaico, un insieme di pannelli fotovoltaici compone il generatore solare fotovoltaico da installare sui tetti, terreni o terrazzi, ovunque ci sia un irragiamento diretto dei raggi solari. I pannelli fotovoltaici e gli impianti fotovoltaici stanno ottenendo rapidamente il favore di consumatori e famiglie.

Il vantaggio è evidente, investendo in un impianto fotovoltaico si abbatte il costo dell'energia elettrica per almeno 25-30 anni grazie alla produzione in proprio di energia (--leggi tutto--). In Italia con il Conto Energia (--leggi tutto--) e gli incentivi GSE 2012 per impianti di piccole dimensioni (--leggi tutto--) o medie (--leggi tutto--), i proprietari dei pannelli solari fotovoltaici rivendono l'energia prodotta alle società elettriche e acquisiscono gli incentivi ottenendo in cambio un reddito aggiuntivo che fa del fotovoltaico un investimento economicamente valido oltre che un investimento in ecosostenibilità.

Il pannello fotovoltaico è costituito dalle celle. La cella fotovoltaica in condizioni standard di riferimento (irraggiamento pari a 1000 W/m2 e temperatura pari a 25°C) produce ai sui capi una tensione di 0,5 V. La corrente continua erogata è circa 3 Ampere (A) e la potenza di picco che viene generata in questo caso è di 1.5 Watt (W) dato che la potenza si ricava dal prodotto della correte e della tensione (P = V x I = 0,5 x 3 = 1.5 Watt).

Il pannello fotovoltaico verrà quindi costituito da più celle connesse in serie che verranno montati sulla medesima struttura di sostegno. Ogni pannello fotovoltaico quindi avrà una potenza nominale dettata dal numero e qualità di celle impiegate. Così i pannelli fotovoltaici composti da 60 celle produrranno una differenza di potenziale (tensione continua) circa 0.5 x 60 = 35 Volt. Più pannelli fotovoltaici, come detto, compongono il nostro generatore o impianto fotovoltaico. Per fare rendere al meglio l'impianto fotovoltaico ossia ottimizzare la conversione dell'energia solare in energia elettrica occorrerà orientare al meglio i nostri pannelli fotovoltaici: l'orientamente in senso longitudinale migliore è quello verso il SUD GEOGRAFICO in modo da beneficiare del maggior numero di ore, mentre in senso verticale avremo un angolo di inclinazione rispetto al piano orizzontale (terreno ), denominato TILT che sarà ottimale intorno ai 33°. questa inclinazione garantirà la migliore incidenza dei raggi sui pannelli lungo tutto il periodo annuale. L' angolo inclinazione rispetto al terreno (angolo di tilt) è all'incirca pari alla latitudine del sito (--Leggi di Più--).

L'impianto Fotovoltaico

Dettagli

Un impianto fotovoltaico è un insieme di pannelli solari fotovoltaici costituiti da un insieme di moduli fotovoltaici collegati in modo da ottenere i valori di potenza e tensione desiderati. I moduli sono costituiti da un insieme di celle di silicio. Anni fa i pannelli fotovoltaici erano costituiti da 36 celle di silicio monocristallino o policristallino, oggigiorno i pannelli fotovoltaici arrivano a 96 celle di silicio mono e poli- cristallino.

I moduli fotovoltaici hanno oramai tolleranza positiva, che vuol dire che possono produrre, in fase dinamica, una potenza maggiore o uguale alla potenza dichiarata per il pannello. Un insieme di pannelli, collegati elettricamente in serie costituisce una stringa (--Leggi di più--). Più stringhe, collegate generalmente in parallelo, per fornire la potenza richiesta, costituiscono il generatore fotovoltaico.

Il rendimento del modulo fotovoltaico dipende da una serie di fattori quali l’irraggiamento, la composizione spettrale della luce incidente, la temperatura di esercizio dei materiali, il loro rendimento, la tolleranza. Per motivi costruttivi, il rendimento dei moduli fotovoltaici è in genere inferiore o uguale al rendimento della loro peggior cella. Con rendimento si intende la percentuale di energia captata e trasformata rispetto a quella totale giunta sulla superficie del modulo; è quindi proporzionale al rapporto tra Watt erogati e superficie occupata, ferme restando tutte le altre condizioni. Valori tipici riscontrabili nei comuni prodotti commerciali a base silicea si attestano intorno al:

  • 14-17% nei moduli in silicio monocristallino;
  • 13-16% nei moduli in silicio policristallino;
  • 6-8% nei moduli in silicio amorfo.

Ne consegue che ad esempio a parità di produzione elettrica richiesta, la superficie occupata da un campo fotovoltaico amorfo sarà più che doppia rispetto ad un equivalente campo fotovoltaico cristallino. A causa del naturale affaticamento dei materiali, le prestazioni di un pannello fotovoltaico comune diminuiscono di circa un punto percentuale su base annua. Per garantire la qualità dei materiali impiegati, la normativa obbliga una garanzia di minimo due anni sui difetti di fabbricazione anche sul calo di rendimento del silicio nel tempo, questa arriva minimo 20 anni. La garanzia oggi nei moduli di buona qualità è del 90% sul nominale per 10 anni e dell'80% sul nominale per 25 anni.

I moduli fotovoltaici odierni hanno una vita stimata di 80 anni circa, anche se è plausibile ipotizzare che vengano dismessi dopo un ciclo di vita di 35-40 anni, a causa della perdita di potenza dei moduli e del miglioramento tecnologico dei nuovi prodotti.

Pannello_fotovoltaico_monocristallino Pannello_fotovoltaico_policristallino
Pannello fotovoltaico monoscristallino Pannello fotovoltaico policristallino

 Ogni cella fotovoltaica viene  cablata in superficie con una griglia di materiale conduttore che ne canalizzi gli elettroni. Ogni singola cella viene connessa alle altre mediante ribbon metallici (busbar) che attraversando la cella formano opportune serie e paralleli elettrici:

busbar

I busbar hanno il compito di canalizzare gli elettroni generati dal modulo per effetto fotovoltaico a seguito dell’irragiamento solare della cella.

La cella fotovoltaica

Dettagli

La cella fotovoltaica è l’elemento alla base del modulo fotovoltaico e dell'impianto fotovoltaico; alla cella fotovoltaica spetta il compito di convertire l’energia proveniente dal sole in energia elettrica.

Ciò avviene quando il fotone assorbito dal materiale semiconduttore (silicio) riesce a trasferire l’energia sufficiente all’elettrone per farlo passare dalla banda di valenza alla banda di conduzione. Il processo avviene all’interno di una sottile lamina di materiale semiconduttore che quasi nella totalità dei casi è silicio.

La cella fotovoltaica di silicio può essere di  tipo monocristallino in cui la struttura cristallina risulta omogenea ed opportunamente drogata in modo da realizzare una giunzione p-n; il rendimento arriva al 16% e il colore risulta scuro, vicino al nero.

La cella fotovoltaica di tipo policristallino possiede una struttura del wafer di silicio non omogenea ma comunque i grani di silicio sono organizzati in configurazione ordinata. Questa configurazione generalmente si ottiene dagli scarti da componenti elettronici dopo aver rifuso il silicio per ottenere una composizione cristallina compatta.

Le celle in policristallino hanno un rendimento del 12% - 14%, si presentano con un colore blu intenso.


cella_poli cella_mono
Cella Policristallina Cella Monocristallina

Esiste anche la struttura del silicio non cristallino, ad esempio il silicio amorfo in cui la deposizione del silicio sulla superficie di sostegno avviene in maniera disorganizzata (amorfa). La percentuale di silicio depositato risulta inferiore rispetto al caso delle strutture cristalline, per cui il costo di questa tipologia di celle risulta inferiore sebbene le efficienze siano minori (ordine del 6 % - 7%) e non costanti rispetto al valore nominale.

Le celle al tellururo di cadmio e solfuro di cadmio sono ottenute per deposizione su film metallici attraverso una tecnica che spruzza letteralmente il silicio su tale superficie. La tecnologia risulta a basso costo dato che non richiede alte temperature di rifusione del silicio; di contro ha gli svantaggi della tossicità del cadmio e il basso rendimento della cella. Altissimi rendimenti (circa 40%) sono propri delle celle composte dalla lega binaria arseniuro di gallio, la quale viene spesso utilizzata in applicazioni militari e scientifiche; di rado viene utilizzata in altre applicazioni a causa del costo molto elevato della cella.

Leggi come si realizzano pannelli fotovoltaici a differente resa attraverso celle fotovoltaiche classiche.

Realizzazione di un pannello fotovoltaico

Dettagli

La realizzazione di un pannello fotovoltaico avviene per strati. Sopra una superficie di supporto, in genere realizzata in un materiale isolante anti-umidità come il vetro temperato o un polimero come il Tedlar (6) vengono appoggiati un sottile strato di acetato di vinile, identificato come incapsulante EVA che serve per l’isolamento delle celle dall’umidità e per isolamento elettrico (4).

Sopra le nostre celle assemblate (5) c’è un secondo strato di EVA e un materiale trasparente che funge da protezione meccanica anteriore per le celle fotovoltaiche, in genere vetro temperato (3).

Il procedimento di pressofusione  trasforma l’EVA in mero collante inerte (2). Le celle  vengono chiuse in una scatola di giunzione nella parte posteriore del modulo fotovoltaico e il “sandwich” ottenuto viene fissato ad una cornice in alluminio (1).

Tecnica_FV

 Nella parte posteriore del modulo viene applicata la scatola di giunzione che comprende la morsettiera di collegamento dei cavi e i diodi di bypass. Questi definiscono la massima tensione del sistema e sono finalizzati ad evitare che le celle non in conduzione (ad esempio a causa di ombreggiamenti) siano attraversati dalla corrente e vengano danneggiati per surriscaldamento.

Influenza del Tilt Fotovoltaico

Dettagli

Vogliamo qui valutare l'influenza dell'angolo di Tilt (--Leggi di Più--) su un caso reale. Ci sembra interessante proporre i risultati ottenuti al pubblico in modo da sfatare credenze non supportate dai dati e discusioni su Furum di sedicenti esperti (un po stregoni... un po in malafede) di fotovoltaico.

Caliamoci dunque nel caso specifico. Vogliamo valutare l'influenza dell'angolo di Tilt sulla produttività energetica ed economica di un ipotetico impianto che deve raggiungere 10.000 kWp di potenza di picco erogata e disposto rigorosamente a sud (azimut nullo).

Installando 1 kWp rigorosamente a Sud nel territorio ligure si ottengono le seguenti rese al variare dell'angolo di Tilt

produzione impianti fotovoltaico Vs Tilt

Come è possibile osservare la produttività varia da poco più di 1050 kWh annue fino ad un massimo (tra 30° e 35 °) 1230 kWh annue. Le variazioni percentuali sono dunque al più del 14 %. 

Questo significa che per raggiungere la potenza di 10.000 kWp è necessario installare, in funzione dell'angolo di Tilt, impianti della seguente potenza di picco:

Tilt(°)

Potenza da installare per ottenere 10.000 kWp (kWp)
0 9.43
5 9.01
10 8.77
13 8.62
15 8.55
20 8.33
25 8.20
30 8.13
35 8.13
45 8.20

Con gli attuali incentivi, e considerando l'installazione di un impianto Made in Italy che gode del 10% in più dell'incentivo GSE senza perdite a causa di cattivi comportamenti all'aumentare della temperatura ambiente (--Leggi di più--) è possibile ottenere il seguente andamento dell'utile netto attualizzato. 

Utile netto Vs Tilt

Tale utile netto è stato ottenuto considerando tutte le variabili, comprese le perdite di potenza dei moduli, in modalità scambio sul posto, ipotizzando tutta l'energia prodotta anche consumata, un indice di inflazione del 3%, la forchetta di prezzo degli impianti (compresa l'IVA)  in funzione della potenza necessaria per ottenere 10.000 kWh, la manutenzione ordinaria e quella straordinaria (sostituzione dell'inverter). Come è possibile osservare l'utile netto varia da 50.000 € a poco più di 53.500 €. A noi sembra quindi comunque un ottimo investimento installare un impianto fotovoltaico anche se l'angolo di Tilt non risulti quello ottimale.

Valutiamo ora l'indice di rendimento annuo attraverso il grafico sottostante.

Rendimento Vs Tilt

Ancor di più il rendimento di un tale investimento varia da un minimo di 6.70% annui fino ad un massimo di 7.20%. Dunque una differenza di 0.5%. Ancor meno variabilità vi è se si considera l'anno di rientro dell'investimento che varia da un minimo di 5 anni ad un massimo di 6 anni.

Dunque, si può ragionare su un impianto fotovoltaico o attraverso le parole in libertà o attraverso conti rigorosi. I conti rigorosi ci dicono che l'angolo di Tilt influenza si il rendimento di impianto ma in termini veramente risibili.

 
   
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