Sebbene i combustibili fossili dominino ancora oggi il nostro pianeta, le energie rinnovabili stanno trovando la loro strada nei mercati di tutti i paesi del mondo. Le energie rinnovabili sono quelle che non inquinano l'ambiente, che non si esauriscono e che sono in grado di sfruttare l'energia degli elementi della terra e dei dintorni, come il sole, il vento, l'acqua, ecc. Per generare elettricità. Poiché i combustibili fossili stanno per esaurirsi, le energie rinnovabili sono il futuro.
Oggi ne parleremo in profondità energia solare fotovoltaica. Questa energia è forse l'energia più utilizzata al mondo nel campo delle rinnovabili. Vuoi sapere come funziona e i diversi usi che ha?
Definizione
Prima di iniziare a descriverne usi e proprietà, chiariamo cos'è il solare fotovoltaico per chi ancora non la conosce bene. L'energia solare è ciò che è in grado di sfruttare l'energia solare dalle particelle di luce per produrre energia che viene successivamente trasformato in elettricità. Questa fonte di energia è totalmente pulita, quindi non inquina l'ambiente né emette gas nocivi nell'atmosfera. Inoltre, ha il grande vantaggio di essere rinnovabile, cioè il sole non si esaurirà (o almeno per qualche miliardo di anni).
Per raccogliere l'energia solare vengono utilizzati pannelli solari in grado di catturare fotoni di luce dalla radiazione solare e trasformarli in energia.
Come viene generata l'energia solare fotovoltaica?
Come accennato prima, per generare energia fotovoltaica, è necessario catturare i fotoni di luce che possiede la radiazione solare e convertirli in elettricità per poterli utilizzare. Ciò può essere ottenuto tramite il processo di conversione fotovoltaica attraverso l'utilizzo di un pannello solare.
Il pannello solare ha come elemento cruciale cella fotovoltaica. Questo è un materiale semiconduttore (fatto di silicio, per esempio) che non richiede parti in movimento, nessun carburante o genera rumore. Quando questa cella fotovoltaica è continuamente esposta alla luce, assorbe l'energia contenuta nei fotoni della luce e aiuta a generare energia, mettendo in moto gli elettroni che sono intrappolati da un campo elettrico interno. Quando ciò accade, gli elettroni raccolti sulla superficie della cella fotovoltaica generano una corrente elettrica continua.
Poiché la tensione di uscita delle celle fotovoltaiche è molto bassa (solo 0,6 V), vengono poste in serie elettrica e quindi incapsulate in una lastra di vetro sulla parte anteriore e un altro materiale resistente all'umidità sulla parte anteriore posteriore (poiché la stragrande maggioranza del tempo si troverà nell'ombra).
L'unione della serie di celle fotovoltaiche e rivestite con i materiali citati formano un modulo fotovoltaico. A questo livello è già possibile acquistare il prodotto da trasformare in pannello solare. A seconda delle tecnologie e del tipo di utilizzo che ne viene fatto, questo modulo ha una superficie da 0.1 m² (10 W) a 1 m² (100 W), valori medi indicativi, e declina tensioni di 12 V, 24 V o 48 V a seconda dell'applicazione.
Come accennato in precedenza, attraverso il processo di conversione fotovoltaica, l'energia si ottiene a bassissime tensioni e in corrente continua. Questa energia non può essere utilizzata per la casa, quindi è necessario che, in seguito, a invertitore di potenza per trasformarlo in corrente alternata.
Elementi e prestazioni
I dispositivi in cui si trovano le celle fotovoltaiche sono chiamati pannelli solari. Questi pannelli hanno molteplici usi. Sono utilizzati per generare energia sia in ambito personale, familiare che aziendale. Il suo prezzo sul mercato è di circa 7.000 euro. Il vantaggio principale di questi pannelli solari è che la loro installazione è molto semplice e richiede poca manutenzione. Hanno una durata di circa 25-30 anni, quindi l'investimento è perfettamente recuperato.
Questi pannelli solari devono essere installati in un posto corretto. Cioè in quelle zone che sono orientate al maggior numero di ore di sole al giorno. In questo modo possiamo sfruttare al massimo l'energia del sole e generare più elettricità.
Il pannello solare ha bisogno di una batteria che immagazzina l'energia generata per utilizzarla in quelle ore in cui non c'è luce solare (come di notte o nelle giornate nuvolose o piovose).
Per quanto riguarda le prestazioni di un impianto solare fotovoltaico, si può affermare che dipendono interamente dall'orientamento dei pannelli solari, dal posizionamento e dall'area geografica in cui sono installati. Più sono le ore di sole nella zona, più energia può essere generata. La maggior parte degli impianti solari recupera il proprio investimento in circa 8 anni. Se la vita utile dei pannelli solari è di 25 anni, si ripaga da sola e si ottiene un profitto più che sufficiente.
Usi dell'energia solare fotovoltaica
Impianti fotovoltaici connessi alla rete
Uno dei principali utilizzi dell'energia solare fotovoltaica è l'installazione di un sensore fotovoltaico e di un inverter di corrente in grado di trasformare l'energia continua generata nei pannelli solari in corrente alternata per immetterla nella rete elettrica.
Il costo per kWh di energia solare è più costoso di altri sistemi di generazione. Anche se questo è cambiato molto nel tempo. In alcuni luoghi dove il numero di ore di sole è maggiore, il costo dell'energia solare fotovoltaica è il più basso. È essenziale disporre di linee di assistenza finanziaria e legale per compensare i costi di produzione. In fin dei conti, stiamo aiutando il nostro pianeta a non essere inquinato e ad evitare il cambiamento climatico e l'inquinamento.
Altri usi dell'energia solare fotovoltaica
- Iluminacion. Un altro utilizzo dell'energia solare fotovoltaica è l'illuminazione di molti ingressi del villaggio, aree di sosta e incroci. Ciò riduce i costi di illuminazione.
- Segnalazione. Questo tipo di energia viene utilizzata con frequenza crescente per la segnalazione sulle corsie di circolazione.
- Telecomunicazioni. Questa energia viene utilizzata in molte occasioni per i settori dei ripetitori di potenza mobili, della radio e della televisione.
- Elettrificazione rurale. Con l'aiuto di un sistema centralizzato, le città ei piccoli villaggi più dispersi possono godere di elettricità rinnovabile.
- Aziende agricole e bestiame. Per il consumo di energia in queste aree viene utilizzata l'energia solare fotovoltaica. Per illuminarli, azionare pompe per acqua e irrigazione, per la mungitura, ecc.
Come potete vedere, l'energia solare fotovoltaica è utilizzata in molti settori che la rendono sempre più competitiva sui mercati ed è considerata il futuro dell'energia.