La tecnologia fotovoltaica consente di produrre energia elettrica senza alcuna emissione di sostanze inquinanti, consente il risparmio contestuale di combustibile fossile, di essere in assenza di inquinamento acustico, di essere in presenza di soluzioni progettuali del sistema compatibili con le esigenze di tutela architettonica e/o ambientale, ed infine consente il possibile utilizzo, per l’installazione dell’impianto, di superfici marginali come coperture, solai inutilizzati, terrai, etc……

Con la realizzazione di un generatore innovativo, mediante il riscorso alla fonte rinnovabile solare attraverso la conversione fotovoltaica, il Cliente intende principalmente conseguire i seguenti obiettivi:

- un significativo risparmio energetico per la struttura servita, se in presenza di

   regime commerciale pertinente all’autoconsumo;

- un buon profitto economico derivante dalla vendita dell’energia prodotta;

- un ottimo profitto economico derivante dall’accesso agli incentivi statali relativi al

   Conto Energia di pertinenza.

Il ricorso a tale tecnologia nasce dall’esigenza di coniugare:

            - la compatibilità con esigenze architettoniche e di tutela ambientale;

            - nessuna produzione di inquinamento acustico;

            - un risparmio di combustibile fossile;

            - una produzione di energia elettrica senza emissione di sostanze inquinanti.

Ad oggi la produzione di energia elettrica è per la quasi totalità derivante da impianti di produzione termoelettrici che utilizzano combustibili sostanzialmente di origine fossile. Un utile indicatore per la definizione del risparmio di combustibile, derivante dall’utilizzo di fonti energetiche rinnovabili, è il fattore di conversione dell’energia elettrica in energia primaria (TEP/MWh). Questo coefficiente individua le T.E.P. (Tonnellate Equivalenti di Petrolio) necessarie per la realizzazione di 1 MWh di energia, ovvero le TEP risparmiate con l’adozione di tecnologie fotovoltaiche per la produzione di energia elettrica.

Inoltre l’impianto fotovoltaico consente la riduzione di emissioni in atmosfera di sostanze che producono effetti inquinanti [ad esempio CO2 (anidride carbonica), SO2 (anidride solforosa), NOX (ossidi di azoto e loro miscele), polveri, etc…… ] e di quelle che contribuiscono all’effetto serra.

Dal punto di vista energetico, con l’espressione “energia solare” si intende l’energia raggiante sprigionata dal Sole per effetto delle reazioni termonucleari che avvengono nel suo interno, e trasmessa alla Terra sotto forma di radiazione elettromagnetica. La potenza massima della radiazione solare nelle ore centrali della giornata, alle latitudini dei Paesi Europei mediterranei, è di oltre 1 kW/m². L’energia solare può tuttavia essere utilizzata, oltre che per la produzione di acqua calda a bassa temperatura (inferiore a 100°C), anche per la produzione di energia elettrica, sia tramite sistemi che alimentano cicli di conversione termodinamica, sia attraverso la conversione fotovoltaica.

Essa è basata sulla capacità di alcuni materiali semiconduttori opportunamente trattati, come il silicio, di generare direttamente energia elettrica quando vengono esposti alla radiazione solare. La conversione fotovoltaica, che vanta oramai numerose applicazioni in tutto il mondo, si sta rivelando, sul piano industriale, una tecnologia promettente per le sue caratteristiche di modularità, affidabilità e per le ridotte esigenze di manutenzione. Su di essa, pertanto, si stanno concentrando gli investimenti e si stanno determinando i principali progressi nel campo dello sfruttamento dell’energia solare. Inoltre è importante sapere che l’energia solare prodotta in tutto il pianeta Terra corrisponde complessivamente a circa 1.540.000.000.000.000.000 kW/anno, ovvero 1.540 Peta kW/anno.

La seguente Mappa dell’Energia Solare sul pianeta Terra mostra i valori di Irraggiamento in funzione delle latitudini prese in esame:

La seguente Mappa dell’Energia Solare sul Territorio Nazionale Italiano mostra invece i valori di Irraggiamento in funzione delle Ns. latitudini:

Tuttavia il valore di 1.540 Peta kW/anno è pari a 15.000 volte il consumo di corrente elettrica in tutto il mondo. L’effetto fotovoltaico fu osservato tuttavia la prima volta nel 1893 dal Fisico Alexandre-Edmond Bequerel. Il termine fotovoltaico deriva dalla forma d’energia utilizzata da questa tecnologia, il raggio di luce, che è costituito da particelle piccolissime denominate “fotoni”. Il silicio, ottimo captatore di energia solare, è dotato, nel suo livello energetico esterno, da quattro elettroni che si muovono attorno al nucleo atomico, i cosiddetti “elettroni di valenza”.

 I “fotoni”, cioè la luce solare, penetrano nelle celle solari apportando energia agli elettroni di valenza. Successivamente l’elettrone si separa dall’atomo di silicio lasciando a quest’ultimo una carica positiva. Per consentire il movimento degli elettroni liberi verso una precisa direzione e creare così un passaggio di cariche, ovvero la “corrente”, la cella deve essere dotata di due estremità, anteriore e posteriore, aventi polarità diverse. Gli atomi di silicio presenti nella parte anteriore vengono integrati con una minima quantità di atomi di fosforo che possiedono un elettrone di valenza in più. Nella parte posteriore della cella si introducono invece, oltre agli atomi di silicio, anche degli atomi di boro, che sono dotati soltanto di tre elettroni di valenza. La differenza tra le cariche che viene così a prodursi tra il polo positivo ed il polo negativo genera un flusso di elettroni, cioè la “corrente elettrica”. Molte di queste celle solari installate insieme formano così un modulo solare; molti moduli entro una struttura in vetro formano un pannello; più pannelli formano una stringa, e più stringhe formano un campo fotovoltaico.

Esempi standardizzati di centrale fotovoltaica a terra completa:

Relativamente agli scopi della conversione fotovoltaica il silicio può presentarsi in tre ben distinte categorie:

            - monocristallino.

            - policristallino.

            - amorfo.

            - ibrido (di ultima e recente innovazione).

Nel seguente grafico si può ben notare come il monocristallino innalzi enormemente, rispetto alle altre due categorie, l’efficienza della cella in funzione della temperatura di quest’ultima:

C’è comunque da sottolineare tuttavia come, al di là del fattore temperatura, il silicio amorfo, a fronte però di superfici utili circa doppie per pari potenza installata, mantenga nel lungo periodo un’efficienza di produttività molto più costante rispetto agli altri due.