In Heiwit, conosciamo bene i pannelli solari. Installiamo impianti fotovoltaici su tetti di aziende, consentendo di dare il nostro contributo alla decarbonizzazione e a fornire alle imprese italiane un modo per ottenere profitto. Chi meglio di noi sa com’è fatto un pannello solare e come funziona?

Com’è fatto un pannello solare?

In gergo tecnico, chiamiamo i pannelli solari moduli fotovoltaici.

Si tratta di dispositivi tecnologici progettati per convertire l’energia luminosa del sole in energia elettrica utilizzabile. Per fare questo, loro struttura di base è composta da diverse componenti essenziali che lavorano sinergicamente per catturare e trasformare la luce solare in elettricità.

Il componente principale di un pannello solare è la cella fotovoltaica, solitamente realizzata in silicio cristallino. Le celle fotovoltaiche sono strati sottili di materiale semiconduttore che generano corrente elettrica quando esposte alla luce solare. Queste celle sono collegate elettricamente in serie o in parallelo all’interno del pannello per ottenere la tensione e la corrente desiderate.

La struttura di supporto dei pannelli solari è tipicamente realizzata in alluminio o acciaio inossidabile per garantire resistenza meccanica e durata nel tempo. Questo telaio sostiene le celle fotovoltaiche e fornisce anche una struttura protettiva per il pannello.

Sopra le celle fotovoltaiche viene applicato un vetro trasparente resistente agli agenti atmosferici. Questo vetro serve a proteggerle dall’umidità, dalla polvere e dai danni meccanici, oltre a consentire il passaggio della luce solare senza ostacoli. Un film di materiale trasparente e anti-riflesso può essere applicato sulla superficie superiore del vetro per migliorare l’efficienza della raccolta della luce solare, riducendo le riflessioni superficiali che potrebbero altrimenti ridurre l’energia catturata dalle celle fotovoltaiche.

Alla parte posteriore delle celle fotovoltaiche è collegato un foglio di materiale impermeabile e isolante, che protegge le celle dalla penetrazione dell’umidità e degli agenti atmosferici dall’altro lato del pannello. Infine, cavi e connettori elettrici vengono collegati alle celle fotovoltaiche per trasportare l’elettricità prodotta dal pannello solare verso un sistema di accumulo o un sistema di distribuzione e utilizzo finale.

Il funzionamento di un pannello solare

Ora che sai come è fatto un pannello solare e quali tipi esistono (infatti, abbiamo dedicato un articolo a questo argomento) è il momento di comprendere come funziona un impianto fotovoltaico.

Storia dell’energia solare

Prima di entrare nel merito, devi sapere che la scoperta del potere della luce solare per creare energia non è recente. Nel VII secolo a.C., le persone utilizzavano la luce solare per accendere fuochi riflettendo i raggi solari su oggetti lucenti. I Greci e i Romani nel 3 ° secolo a.C. sfruttavano gli specchi solari per accendere torce durante le cerimonie religiose.

Poi, nel 1839, il giovane fisico francese Edmond Becquerel, all’età di soli 19 anni, scoprì l’effetto fotovoltaico mentre sperimentava con una cella composta da elettrodi metallici in una soluzione conduttrice. Notò che la cella produceva più elettricità quando era esposta alla luce solare: è stata la prima cella fotovoltaica! La tecnologia fotovoltaica ha compiuto grandi passi nel 1954, quando Daryl Chapin, Calvin Fuller e Gerald Pearson svilupparono la prima cella solare in grado di assorbire e convertire l’energia solare sufficiente per far funzionare le nostre apparecchiature quotidiane.

Da allora, le tecnologie si sono evolute per soddisfare la crescente domanda di energia. Come funziona un pannello solare oggi?

I moderni pannelli solari

Un pannello solare funziona attraverso un processo noto come effetto fotovoltaico, il quale avviene all’interno delle celle fotovoltaiche che abbiamo presentato poco fa. Quando la luce solare colpisce una cella fotovoltaica, i fotoni contenuti nella luce trasmettono energia agli elettroni nel materiale semiconduttore della cella, solitamente silicio cristallino.

Questo processo eccita gli elettroni, spingendoli a muoversi all’interno del materiale semiconduttore. Grazie alla struttura specifica della cella, gli elettroni eccitati vengono costretti a muoversi in una direzione specifica, generando una differenza di potenziale elettrico tra i due lati della cella stessa. Questa differenza di potenziale crea una corrente elettrica continua (CC) che può essere raccolta e utilizzata. I cavi e i connettori elettrici collegati alle celle fotovoltaiche trasportano questa corrente elettrica fuori dal pannello solare, dove può essere indirizzata verso un sistema di accumulo o utilizzata direttamente per alimentare dispositivi elettrici.

Questa corrente continua viene quindi convertita in corrente alternata (CA) da un inverter, rendendola compatibile con gli apparecchi elettrici domestici e industriali.

Anche in condizioni nuvolose, è possibile generare energia solare, anche se la quantità di energia prodotta può variare in base alla quantità e alla qualità della luce solare disponibile, oltre alle dimensioni, al numero e alla posizione dei pannelli solari.

Esistono anche i pannelli solari termici?

Se sei interessato alle rinnovabili e ti impegni per provare a garantire un futuro più green, probabilmente avrai sentito anche parlare di pannelli solari termici, che sono diversi da quelli fotovoltaici. I pannelli solari termici generano calore direttamente dalla luce solare per il riscaldamento dell’acqua o di altri fluidi.

Sono composti da una serie di tubi sottili, comunemente realizzati in rame o alluminio, che sono disposti su una superficie piatta e coperti da un vetro trasparente resistente.

Il funzionamento dei pannelli solari termici è abbastanza semplice: quando la luce solare colpisce i tubi sottostanti, questi assorbono il calore e lo trasferiscono all’acqua o al fluido contenuto al loro interno. Questo fluido si riscalda e viene quindi pompato attraverso un sistema di tubi verso un serbatoio di stoccaggio o un sistema di distribuzione per il riscaldamento di edifici, piscine o per l’acqua calda sanitaria.

I pannelli solari termici sono una soluzione efficiente e sostenibile per sfruttare l’energia solare per scopi termici, riducendo la dipendenza da combustibili fossili e contribuendo alla riduzione delle emissioni di gas serra.

Conclusioni

L’energia solare è una fonte pulita e sostenibile che sfrutta l’energia del sole per generare elettricità e calore utilizzabili. Nonostante una modesta crescita nel 2023, le previsioni per il 2024 sono promettenti, con un aumento stimato di circa 50 terawattora (TWh) grazie alla rapida installazione di grandi capacità di energia solare fotovoltaica. Il 2023 ha visto un aumento record della capacità solare fotovoltaica, con oltre 14 GWDC installati, principalmente sui tetti, e ci si aspetta un trend simile nel 2024. Questo boom energetico, combinato con una produzione nucleare più stabile, indica una decisa diminuzione dell’uso di combustibili fossili e un maggiore rispetto degli obiettivi europei 2030 per il clima.

La crescita delle energie rinnovabili sembra essere in grado di soddisfare la domanda energetica in Europa, riducendo la dipendenza dalle fonti non rinnovabili e contribuendo agli obiettivi di decarbonizzazione. Con soluzioni innovative come quelle proposte da Heiwit, che offre incentivi economici alle aziende per l’installazione di impianti fotovoltaici sui tetti, stiamo assistendo a una trasformazione verso un futuro energetico più sostenibile e green. Vuoi far parte della transizione? Allora non esitare a contattarci.