“LA TECNOLOGIA del FOTOVOLTAICO” TESI D’ESAME “LA TECNOLOGIA del FOTOVOLTAICO” dylan659

Uomo storia ed energia Centomila anni fa l’unica energia era il fuoco che l’uomo utilizzava per alimentarsi Oggi il 98% dell’energia che consumiamo deriva dai combustibili fossili

Relazione tra energia elettrica e inquinamento 1 kWh = 0,6 Kg CO2 EFFETTO SERRA NECESSITÀ DI RIDURRE LE EMISSIONI IN ATMOSFERA DI CO2

Le fonti rinnovabili Sono essenzialmente: l'idroelettrica l’energia da biomasse (derivante dai processi di degradazione e combustione dei rifiuti organici) la fotovoltaica la solare l'eolica Tutte queste fonti contribuiscono per il 23% alla produzione dell’energia elettrica prodotta in Italia.

La tecnologia del fotovoltaico, sfruttando la radiazione solare e senza l’utilizzo di combustibile, permette di produrre energia elettrica ad impatto ambientale pressoché nullo.

Un po’ di storia - U.S.A. 1954 realizzazione della prima cella al silicio. Crisi petrolifera del 1973, notevoli investimenti nella ricerca e sviluppo delle fonti rinnovabili tra le quali l’energia solare fotovoltaica si distingueva per caratteristiche e prospettive. Utilizzo del fotovoltaico nelle piccole isole, sperimentazione di impianti che lo integrano nella struttura degli edifici in interscambio con la normale rete di servizio.

Cella al silicio monocristallino La cella Esistono in commercio due tipi di celle fotovoltaiche: Cella al silicio monocristallino Cella al silicio policristallino Utilizzate per la conversione dell’energia solare in energia elettrica.

Il generatore fotovoltaico - L’unione delle celle collegate in serie montate su di una struttura robusta e maneggevole prende il nome di modulo fotovoltaico. - Gruppi di moduli montati su una stessa struttura di sostegno costituiscono il pannello. - Insieme di pannelli collegati in serie danno origine ad una stringa. - L’insieme di stringhe collegate in parallelo viene detto generatore fotovoltaico. La quantità di energia prodotta da un generatore fotovoltaico varia nel corso dell’anno, in funzione del soleggiamento e della latitudine della località.

PANNELLI FOTOVOLTAICI Schema dell’impianto 1a versione: STAND - ALONE RETE ENEL ALIMENTATORE PANNELLI FOTOVOLTAICI REGOLATORE DI CARICA ACCUMULATORI 24 V cc INVERTER 220 V cc Carico Elettrico

Esempio di impianto STAND-ALONE

PANNELLI FOTOVOLTAICI COLLEGATO ALLA RETE DI ALIMENTAZIONE Schema dell’impianto 2a versione: GRID - CONNECTED PANNELLI FOTOVOLTAICI 220 V cc INVERTER 220 V ca COLLEGATO ALLA RETE DI ALIMENTAZIONE RETE ENEL

Esempio di impianto GRID-CONNECTED

Gli impianti fotovoltaici sono costituiti da un sistema di controllo e condizionamento della potenza e da un sistema di accumulo - Regolatore di carica delle batterie Controllo della potenza - Convertitore CC/CC - Inverter CC/CA - Sistema di accumulo - Batterie di accumulatori

VANTAGGI E SVANTAGGI DEL FOTOVOLTAICO - Sono modulari con grandi facilitazioni nel dimensionamento del sistema - Richiedono elevati capitali iniziali - Necessitano di batterie specifiche - Non richiedono combustibile, ne manutenzioni complicate - Hanno positive implicazioni sociali - Implicano l’introduzione di una nuova tecnologia - Sono molto affidabili - Hanno un’elevata durata di vita (ca. 20 anni) - Presentano limiti nelle prestazioni - Causano un inquinamento ambientale molto ridotto - Sono economicamente interessanti - Possono creare un’occupazione indotta

Le applicazioni del fotovoltaico Applicazione per utenze isolate - Pompaggio dell’acqua - Carica di batterie - Segnalazione o prevenzione incendi, nei servizi di protezione civile - Illuminazione - Potabilizzazione dell’acqua

Esempi di applicazioni per utenze isolate Impianto Fotovoltaico per l'illuminazione della galleria di 4,5 Km sulla linea Ferroviaria Firenze-Faenza. Dispositivo automatico di accensione e spegnimento luci con fotorivelatori. Potenza 10.000 Wp Tensione 120 Volt Impianto Fotovoltaico per l'alimentazione di luci per illuminazione aeroporto Potenza 12.000 Wp Tensione 120 Volt

Una veduta della centrale ENEL di Salerno da 3300 KW 2. Piccoli impianti collegati alla rete elettrica in bassa tensione Impianto Fotovoltaico per l'alimentazione di utenze residenziali Installazione alle Cinque Terre (SP) Potenza 700 Wp Tensione 24 Volt 3. Grandi impianti collegati alla rete elettrica Una veduta della centrale ENEL di Salerno da 3300 KW

L’economia degli impianti fotovoltaici I costi: costo fisso = investimento iniziale costo variabile = spese di manutenzione - I finanziamenti, gli incentivi nazionali e comunitari. Il sostegno finanziario è stato applicato secondo svariate modalità : programmi di ricerca, sviluppo e dimostrazione , tariffe incentivate per l’elettricità proveniente da fonti rinnovabili , finanziamenti a basso tasso di interesse.

Il mercato del fotovoltaico 1. Un forte impulso alla domanda del fotovoltaico potrebbe provenire da pubbliche istituzioni ed enti locali finalizzando parte del loro bilancio nell’acquisto di sistemi fotovoltaici. 2. Per lo sviluppo del fotovoltaico è necessario superare una serie di barriere spesso di natura culturale ad esempio mancanza d’informazione, di promozione, di un’adeguata formazione di tecnici. 3. L’andamento del mercato del fotovoltaico è cresciuto del 15% l’anno; le maggiori zone sono U.S.A., Giappone, Europa.

Bibliografia: Questa Tesi è stata realizzata con l’ausilio di: www.adiconsum.it/energiaeambiente/fotovolt www.enea.it Libro dell’Enea “Elettricità dal Sole” Riviste specialistiche (rivista inglese RE-FOCUS) Materiale inglese-italiano “Area di Progetto” Appunti personali.