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ELETTRICITA DAL SOLE DI: Giulia canini 3°A Fonti: Elettrotecnica Elettronica Radiotecnica ed. Calderini Internet: Wikipedia, Deltaenergie.

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1 ELETTRICITA DAL SOLE DI: Giulia canini 3°A Fonti: Elettrotecnica Elettronica Radiotecnica ed. Calderini Internet: Wikipedia, Deltaenergie.

2 CHE COSA E UN PANNELLO O MODULO FOTOVOLTAICO? Da Wikipedia, l'enciclopedia libera. Vai a: Navigazione, cercaNavigazionecerca Un modulo fotovoltaico è un dispositivo in grado di convertire l'energia solare direttamente in energia elettrica mediante effetto fotovoltaico ed è impiegato come generatore di corrente in un impianto fotovoltaico. Può essere meccanicamente preassemblato a formare un pannello fotovoltaico, pratica caduta in disuso con ilenergia solareenergia elettricaeffetto fotovoltaicogeneratore di correnteimpianto fotovoltaico progressivo aumento delle dimensioni dei moduli, che ne hanno quindi incorporato le finalità. Può essere esteticamente simile al pannello solare termico, ma hapannello solare termico scopo e funzionamento profondamente differenti.

3 TUTTO INIZIA DALLA CELLA FOTOVOLTAICA La conversione dellenergia solare in energia elettrica, si realizza con la cella fotovoltaica. Utilizza il fenomeno fisico dellinterazione della radiazione luminosa con gli elettroni di valenza nei materiali semiconduttori (materiali che conducono elettricità solo in determinate condizioni), denominato effetto fotovoltaico. La conservazione della radiazione solare in una corrente di elettroni avviene nella cella fotovoltaica, un dispositivo costituito da una sottile fetta di materiale semiconduttore (solitamente silicio) opportunamente trattato drogato. Questa si crea quando la cella collegata a un utilizzatore, è esposta alla luce. Lenergia che si può sfruttare dipende dalle caratteristiche del materiale di cui è costituita la cella, lefficienza di conversione per celle commerciali al silicio è in genere compresa tra il 13% e il 20%. Realizzazioni speciali di laboratorio hanno raggiunto valori del 32,5%. La tipica cella fotovoltaica ha uno spessore complessivo compreso tra 0,25 e 0,35 mm ed è costituita da silicio mono o multi cristallino. Generalmente di forma quadrata, misura 125 x 125 mm e produce una corrente tra i 3 e i 4A (ampere) e una tensione di circa 0,5V (volt).

4 LA CELLA: COME FUNSIONA Normalmente latomo di silicio possiede 14 elettroni, quattro dei quali sono elettroni di valenza, che quindi possono partecipare alle interazioni con altri atomi, sia di silicio sia di altri elementi. Esiste quindi un forte legame elettrostatico fra un elettrone e i due atomi che contribuisce a tenere uniti. Tale legame può essere spezzato da una certa quantità di energia; se lenergia fornita è sufficiente lelettrone è portato a un livello energetico superiore, dove è libero di spostarsi, contribuendo così al flusso di elettricità. Per sfruttare lelettricità, è necessario creare un moto coerente, ovvero una corrente mediante un campo elettrico interno alla Il campo si realizza sfruttando il trattamento chimico fisico del drogaggio, in questo modo si crea un eccesso di atomi caricati positivamente da una parte del semiconduttore e un eccesso di atomi caricati negativamente dallaltra parte. In questo modo si crea allinterno uno spostamento di elettroni che generano corrente elettrica. Quando la luce solare colpisce la cella, i fotoni catturano gli elettroni che si sono spostati riportandoli al loro posto originario creando così una corrente che viene portata ai morsetti della cella. E iniziata la trasformazione fotovoltaica. Ci sono alcuni motivi per cui il rendimento delle celle non raggiunge valori molto alti di rendimento. Riflessione: non tutti i fotoni che colpiscono la cella penetrano al suo interno, parte vengono riflessi dalla superficie Fotoni troppo o poco energetici: per rompere il legame tra elettrone e nucleo è necessaria una certa energia e non tutti i fotoni possiedono tale energia, se sono troppo energetici tendono a dissipare calore, se poca non staccano gli elettroni dal nucleo. Ricombinazione: non tutti gli elettroni vengono raccolti dal campo che crea corrente e si ricompone Resistenze parassite: anche se durante la fabbricazione viene effettuato un processo di lega tra silicio e alluminio dei contatti resta una certa resistenza che riduce la potenza trasferita al carico (utilizzatore.)

5 MODULI FOTOVOLTAICI: IL CUORE DELLIMPIANTO I moduli fotovoltaici oggi più comuni sono costituiti da celle in serie, che permettono laccoppiamento con gli accumulatori (batterie) da 12 Volt c.c. Per ottenere i pannelli fotovoltaici, le celle vengono collegate e saldate tra loro mediante terminali sui contatti anteriori e posteriori (per ridurre al massimo la resistenza) in sequenza N-P-N-P-N-P…in modo da formare delle stringhe. Ogni stringa poi viene collegata in parallelo alle altre stringhe in modo da aumentare la potenza complessiva erogata. La potenza complessiva è data dalla somma delle potenze di ogni pannello. Il posizionamento dei pannelli deve essere situato in campo aperto in moda che non vi siano ostacoli che possano proiettare ombre su di loro, tale effetto pregiudicherebbe il buon funzionamento dellimpianto. La corrente creata dai pannelli però non può essere usata così ma deve essere trasformata in corrente alternata e portata a un valore standard della rete elettrica nazionale, per fare ciò vengono usati dispositivi chiamati INVERTER, che trasformano i 12 volt c.c. dei pannelli in 220 volt a.c. per poter essere utilizzata dai comuni apparecchi. Ci sono diversi tipi di inverter ma tutti fanno la stessa funzione, riuscendo a lavorare anche di notte con lassenza di sole per mezzo delle batterie collegate ai pannelli, i quali durante il periodo di luce ricaricano anche le batterie. Parecchie persone oggi sfruttano campi aperti per creare piantagioni di pannelli investendo su unenergia pulita e rinnovabile, in questo modo si riesce a risparmiare combustibile fossile e a diminuire linquinamento terrestre.

6 IMMAGINI PANNELLI FOTOVOLTAICI DISPOSTI SU UN TETTO SCHEMA DI BASE


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