ENERGIA SOLARE FOTOVOLTAICA

ENERGIA SOLARE FOTOVOLTAICA

L’energia solare fotovoltaica è la conversione diretta della luce in elettricità a livello atomico, questa elettricità viene utilizzata nelle case dopo essere stata trasformata dall’inverter in corrente alternata

ENERGIA SOLARE FOTOVOLTAICA

ENERGIA SOLARE FOTOVOLTAICA

Cos’è l’energia solare fotovoltaica?

Alcuni materiali mostrano una proprietà nota come effetto fotoelettrico che li induce ad assorbire fotoni di luce e rilasciare elettroni.

Quando questi elettroni liberi vengono catturati, si ottiene una corrente elettrica che può essere utilizzata come elettricità.

L’energia fotovoltaica è la corrente elettrica prodotta dalle celle solari nel modulo solare quando la luce del sole lo colpisce.

L’energia della luce si trasforma in elettricità nelle celle fotovoltaiche. L’elettricità può essere utilizzata in apparecchiature elettriche, immessa nella rete elettrica per essere utilizzata o conservata in una batteria.
style=”color: #000000;”>Come viene prodotta l’energia solare fotovoltaica?

L’energia solare fotovoltaica è un’elegante tecnologia che produce elettricità dalla luce solare senza parti mobili.

In una cella fotovoltaica, la luce solare emette elettroni dagli atomi di silicio del suo ospite. Piccoli fasci di energia luminosa chiamati fotoni vengono catturati dagli elettroni e impartiscono energia sufficiente a liberare l’elettrone dal suo atomo ospite.

Vicino alla superficie superiore della cellula c’è una “membrana unidirezionale” chiamata giunzione pn. La giunzione pn è formata dalla diffusione di piccole quantità di fosforo ad una profondità di circa un micrometro su una sottile fetta di silicio.

Quando un elettrone libero attraversa la giunzione pn, non può ritornare facilmente, il che fa apparire una tensione negativa sulla superficie rivolta verso il sole (e una tensione positiva sulla superficie posteriore).

Le superfici anteriore e posteriore possono essere collegate tra loro tramite un circuito esterno per estrarre corrente, tensione e potenza della cella solare.

Le celle solari sono imballate dietro vetro per formare moduli fotovoltaici, che hanno una durata di vita di 20 a 40 anni.

ENERGIA SOLARE FOTOVOLTAICA

In molte circostanze, i moduli fotovoltaici installati sui tetti degli edifici possono produrre tutta l’elettricità consumata dall’edificio.

Un modulo tipico genererà circa 200 kilowattora (AC) per metro quadro all’anno, quindi è necessario un bacino di utenza di 25-50 m 2 per alimentare una casa che consente di risparmiare energia in modo ragionevole.

Questa casa esporta più elettricità nella rete durante il giorno che importa di notte.

Sono necessari ulteriori 10 m 2 per compensare le emissioni annuali di gas a effetto serra di un’automobile efficiente in termini di consumo di carburante che emette 0,2 kg di anidride carbonica per km e percorre 10.000 km all’anno.

L’energia solare fotovoltaica è generata dalla luce solare nei pannelli solari che sono costituiti principalmente da celle solari al silicio nel modulo solare.

La luce viaggia come particelle di luce chiamate fotoni. Ogni fotone quando colpisce la cellula può spostare un elettrone, trasferendo così la sua energia all’elettrone.

In pratica, questa energia trasferita agli elettroni si riflette nella tensione elettrica del modulo solare e come corrente elettrica. I moduli sono accoppiati sequenzialmente e in parallelo per produrre la potenza totale richiesta per il sistema solare fotovoltaico.

I fotoni trasportano l’energia solare

La luce solare è composta da fotoni o particelle di energia solare. Questi fotoni contengono quantità variabili di energia che corrispondono alle diverse lunghezze d’onda dello spettro solare.

Una cella fotovoltaica è realizzata in materiale semiconduttore. Quando i fotoni colpiscono una cella fotovoltaica, possono essere riflessi nella cella, passare attraverso la cella o essere assorbiti dal materiale semiconduttore.

Solo i fotoni assorbiti forniscono energia per generare elettricità. Quando il materiale semiconduttore assorbe abbastanza luce solare (energia solare), gli elettroni vengono rilasciati dagli atomi del materiale.

Il trattamento speciale della superficie del materiale durante la fabbricazione rende la superficie anteriore della cellula più ricettiva agli elettroni spostati o liberi, così gli elettroni migrano naturalmente alla superficie della cellula.

Il flusso di energia elettrica

Il movimento di elettroni, ognuno dei quali porta una carica negativa, verso la superficie anteriore della cella crea uno squilibrio di carica elettrica tra le superfici anteriore e posteriore della cella.

Questo squilibrio, a sua volta, crea un potenziale di tensione come i terminali negativi e positivi di una batteria.

I conduttori elettrici nella cella assorbono gli elettroni. Quando i conduttori sono collegati in un circuito elettrico a un carico esterno, ad esempio una batteria, l’elettricità scorre nel circuito.

L’efficienza degli impianti fotovoltaici varia a seconda del tipo di tecnologia fotovoltaica
L’efficienza con cui le celle fotovoltaiche convertono la luce solare in elettricità varia a seconda del tipo di materiale a semiconduttore e della tecnologia delle celle fotovoltaiche.

L’efficienza della maggior parte dei moduli fotovoltaici disponibili in commercio varia tra il 5% e il 15%. I ricercatori di tutto il mondo stanno cercando di ottenere maggiori efficienze.

Vuoi saperne di più sull’energia solare fotovoltaica?

Come funzionano i sistemi fotovoltaici?

La cella fotovoltaica è il componente base di un impianto fotovoltaico. Le singole celle possono avere dimensioni comprese tra circa 0,5 pollici e circa 4 pollici in larghezza. Tuttavia, una singola cella produce 1 o 2 watt, che è sufficiente elettricità per piccoli usi.

Le celle fotovoltaiche sono collegate elettricamente in un modulo e il pannello fotovoltaico è imballato e resistente alle intemperie. I moduli fotovoltaici variano in termini di dimensioni e quantità di elettricità che possono produrre.

La capacità di generazione di energia del modulo fotovoltaico aumenta con il numero di celle nel modulo o nella superficie del modulo. I moduli fotovoltaici possono essere collegati in gruppi per formare un array fotovoltaico. Un campo fotovoltaico può essere composto da due o centinaia di moduli fotovoltaici. Il numero di moduli fotovoltaici collegati in una matrice fotovoltaica determina la quantità totale di elettricità che la matrice può generare.

Le celle fotovoltaiche generano elettricità dalla corrente continua (CC). Questa corrente continua può essere utilizzata per caricare le batterie che, a loro volta, alimentano i dispositivi che utilizzano l’elettricità DC. Quasi tutta l’elettricità è fornita come corrente alternata (AC) nei sistemi di trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica.

I dispositivi chiamati inverter sono utilizzati nei moduli o negli array fotovoltaici per convertire l’elettricità CC in corrente alternata.

Le celle e i moduli fotovoltaici producono la maggior quantità di elettricità quando sono direttamente orientati verso il sole. I moduli fotovoltaici e gli array possono utilizzare sistemi di tracciamento che spostano i moduli per far fronte costantemente al sole, ma questi sistemi sono costosi.

 La maggior parte dei sistemi fotovoltaici ha moduli in una posizione fissa con i moduli orientati direttamente a sud (nell’emisfero settentrionale, direttamente a nord nell’emisfero sud) e con un angolo che ottimizza le prestazioni fisiche ed economiche del sistema.

Quali sono le applicazioni dei sistemi fotovoltaici?

I più piccoli sistemi fotovoltaici calcolatori di potenza e orologi da polso. I sistemi più grandi possono fornire energia elettrica per pompare acqua, alimentare apparecchiature di comunicazione, fornire elettricità per una casa o azienda, o formare grandi matrici che forniscono elettricità a migliaia di consumatori di elettricità.

Alcuni vantaggi dei sistemi fotovoltaici sono

I sistemi fotovoltaici possono fornire elettricità in luoghi in cui non esistono sistemi di distribuzione di energia elettrica (linee elettriche) e possono anche fornire elettricità a una rete elettrica.
Gli array fotovoltaici possono essere installati rapidamente e possono essere di qualsiasi dimensione.
L’impatto ambientale dei sistemi fotovoltaici è minimo.
Cosa sono i pannelli solari?
Som dispositivi formati da molte celle fotovoltaiche che vengono utilizzati per produrre energia elettrica che verrà poi utilizzato in case precedentemente trasformate in corrente alternata da un inverter corrente.

I pannelli solari possono essere installati sul soffitto o anche sul pavimento, purché siano lontani da zone ombreggiate per evitare la diminuzione dell’efficienza dei pannelli.

Quali sono le caratteristiche dell’energia solare?

L’energia solare come energia fotovoltaica

L’energia solare viene assorbita attraverso celle fotovoltaiche o celle solari. Queste fotocellule convertono il calore solare in energia elettrica.

Energia da celle fotovoltaiche

piastre solfuro di cadmio, solfuro di rame e strati di vetro convertono calore solare in energia elettrica: fotovoltaico conversione luce solare in energia elettrica mediante celle fotovoltaiche o celle solari fotoelettriche chiamate si ottiene.

Celle, moduli e serie

La base di un sistema fotovoltaico è la cella fotovoltaica. Queste cellule variano in dimensioni tra 1 e 10 centimetri.

Una cellula produce solo 1 a 2 watt, che non è sufficiente per la maggior parte dei dispositivi.

Per aumentare la potenza elettrica, le celle sono collegate elettricamente tra loro in un modulo intemperie. I moduli possono anche essere collegati insieme in modo da poter ottenere una serie.

Prestazioni dei sistemi fotovoltaici

Il successo di una serie fotovoltaica dipende dalla luce solare. Le condizioni meteorologiche, come le nuvole, nebbia … hanno un effetto significativo sulla quantità di energia solare fotovoltaica serie cattura l’energia e le prestazioni influenze in questo modo.

In questo momento stiamo studiando a fondo come per aumentare l’efficienza nel convertire la luce solare.
 
Quali sono i benefici ambientali del solare fotovoltaico?

La conversione fotovoltaica è utile per diversi motivi. La conversione della luce solare in energia elettrica avviene direttamente, in modo che grandi sistemi meccanici con generatori non sono necessari. Inoltre, la proprietà modulare del fotovoltaico assicura che è possibile installare rapidamente gruppi di qualsiasi dimensione richiesta o consentita.

L’impatto ambientale di un impianto fotovoltaico è minimo. Non è necessaria acqua per raffreddare il sistema e non si formano prodotti di scarto.

Le celle fotovoltaiche producono corrente continua che viene tipicamente utilizzata per piccoli carichi di dispositivi elettronici (proprio come le batterie). Quando la corrente continua delle celle fotovoltaiche viene utilizzata per applicazioni commerciali o venduta a società elettriche che utilizzano la rete ad alta tensione, deve essere convertita in corrente alternata.

Tipi di sistemi solari
Quali sistemi solari sono disponibili? Spieghiamo la differenza tra collettori solari concentrati e non concentrati e sistemi di riscaldamento passivi e attivi.

Collettori solari concentrati e non concentrati I collettori solari possono essere suddivisi in 2 categorie generali: collettori solari concentrati e non concentrati.

In un collettore solare non concentrato, l’area che riceve la radiazione solare è grande quanto la superficie che assorbe la radiazione.

Se le temperature troppo elevate non sono sufficienti, come nel caso del riscaldamento della stanza, vengono generalmente utilizzati collettori piani del tipo non concentrato.

Con i collettori solari concentrati, la superficie che raccoglie la radiazione solare è più grande, a volte anche 100 volte più grande della superficie che assorbe la radiazione.

Molti progetti sono possibili con collettori solari piani, ma tutti contengono una piastra di assorbimento piatta che raccoglie e assorbe l’energia solare; una o più coperture trasparenti che consentono il passaggio dell’energia solare senza troppe dispersioni di calore; un liquido (acqua o aria) che trasporta il calore attraverso i canali e infine una copertura posteriore che isola il calore.

Sistemi di riscaldamento passivi e attivi I sistemi di
Il riscaldamento basato sull’energia solare è un sistema passivo o attivo. Con i sistemi di riscaldamento passivi, l’aria circola per convezione lungo una superficie solare termica e attraverso l’edificio senza utilizzare un’installazione meccanica.

Ciò significa che l’aria calda meno densa ha l’abitudine di alzarsi, mentre l’aria più fredda e meno densa si muove verso il basso.

Nei sistemi di riscaldamento attivo, i ventilatori e le pompe aiutano a far circolare l’aria o il fluido che assorbe il calore.