Impianti Solari Fotovoltaici e Termici. Piccolo Dizionario

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Diana Baroni
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1 Impianti Solari Fotovoltaici e Termici Piccolo Dizionario a cura di Marco Dal Prà 2 Luglio Pag 1 di 11

2 In questo piccolo glossario ho cercato di riassumere i termini relativi agli impianti che a partire dal sole producono elettricità oppure calore. Si applica a tutti i livelli, anche se è tagliato prevalentemente per gli impianti domestici. Ricordo infine che l'energia solare è una delle tante fonti rinnovabili, tra le quali si trovano anche il vento, l'acqua, la geotermia. Ma la fonte solare, a differenza di queste ultime, è più facile da utilizzare e meno impegnativa dal punto di vista dei lavori di installazione. Pag 2 di 11

3 Componenti base per l'energia solare Pannello Solare : termine generico per indicare un componente che sfrutta il sole per produrre un qualche tipo di energia. Originariamente individuava solamente i Collettori Solari Termici. Collettore Solare Termico : dispositivo idraulico costituito da un vetro entro cui si trovano dei tubi nei quali circola acqua, da installare sul tetto allo scopo di riscaldare l acqua con i raggi solari. La dimensione media di un collettore è 1 metro x 2. Tipicamente l impianto solare termico di una abitazione viene realizzato con 2 collettori; in questo modo si riscalda l'acqua sanitaria che consumano 4 persone. Modulo Fotovoltaico : dispositivo elettrico costituito da un vetro entro il quale sono poste delle celle in silicio che convertono la luce in elettricità. Solitamente misura 1 x 1,6 metri, ha un peso di circa 20 kg ed una potenza di targa pari a 250W, un valore che viene erogato nelle ore centrali del giorno ma con cielo limpido. Il Modulo Fotovoltaico è un componente al quale si applicano ben precise norme del settore elettrico ed elettronico, sia dal punto di vista della sicurezza che dal punto di vista delle prove di rendimento. Pag 3 di 11

4 Terminologia dei Moduli Fotovoltaici Semiconduttore : elemento chimico nel quale l'elettricità può transitare a seconda di determinate condizioni. Il semiconduttore più utilizzato è il silicio, al quale si aggiungono altri elementi chimici per adattarlo meglio allo scopo. Cella Fotovoltaica : dispositivo elettronico realizzato con un semiconduttore, atto a convertire direttamente la luce in elettricità. Solitamente è una cella viene realizzata tagliando una fetta da un cilindro di silicio, di diametro similare ad un DVD. Effetto Fotoelettrico : fenomeno fisico sul quale si basa la cella fotovoltaica. Fu scoperto da Albert Einstein quando aveva appena 26 anni; per questo ricevette il Premio Nobel per la fisica nel Modulo Policristallino : modulo fotovoltaico realizzato con celle di silicio policristallino, celle dove i cristalli di silicio non solo allineati in modo ordinato. Sono i moduli più diffusi sul mercato ed hanno un buon rapporto qualità/prezzo. Le celle fotovoltaiche utilizzate in questi moduli hanno un rendimento di circa il 15-16%. Pag 4 di 11

5 Modulo Monocristallino : modulo fotovoltaico realizzato con celle di silicio monocristallino, dove i cristalli di silicio sono disposti in un reticolo continuo. Sono i moduli da elevate prestazioni e per questi più costosi. Le celle fotovoltaiche utilizzate in questi moduli hanno un rendimento di circa il 21%. Questo significa che a parità di potenza nominale, un modulo occupa circa il 25% di spazio in meno rispetto ad un modulo policristallino. I moduli monocristallini, infine, hanno garanzie sulla vita e sul rendimento più precise rispetto ai moduli policristallini. Modulo Amorfo : modulo fotovoltaico realizzato depositando su un vetro un film sottile di silicio, in modo similare a quanto avviene con certi tipi di display. Hanno un rendimento molto inferiore rispetto ai moduli cristallini, perciò a parità di potenza necessitano di uno spazio circa doppio. Per contro riescono a produrre discreta energia anche con le giornate nuvolose o comunque con illuminazione diffusa, come ad esempio avviene per i tetti affacciati a nord. La resa di questi moduli è di circa l'8%. Invecchiamento di un modulo fotovoltaico : degradamento delle prestazioni del modulo con il passare del tempo. Solitamente si tiene conto che un modulo fotovoltaico abbia un calo di produttività di Pag 5 di 11

6 circa l'1% l'anno. In tal modo dopo 20 anni i moduli hanno ancora una produttività pari all'80% di quella iniziale. Watt di Picco (Wp) : unità di misura specifica dei moduli fotovoltaici; individua la potenza nominale del modulo, ad esempio 250 Wp. E' la potenza che eroga il modulo in condizioni ideali, cioè a 20 C e con un irraggiamento solare di 1000 Watt per metro quadro. Si verificano con cielo terso e solo nelle ore centrali della giornata, quando i raggi solari sono perpendicolari al modulo. Queste condizioni sono difficili da ottenere nella realtà, ma possono verificarsi nei mesi di Maggio e Giugno. Pag 6 di 11

7 Terminologia degli impianti Fotovoltaici Impianto Grid Connected : impianto fotovoltaico realizzato per immettere energia direttamente nella rete pubblica o in un impianto elettrico tradizionale, come ad esempio l'impianto di una abitazione. Lo scopo di questo impianto è produrre più elettricità possibile, indipendentemente dal fatto che venga usata dagli elettrodomestici, oppure finisca in rete. Gli impianti fotovoltaici installati in Italia negli edifici residenziali o industriali, solitamente sono di questo tipo. Vengono anche detti impianto in parallelo rete. Impianto In Isola (Off Grid) : impianto fotovoltaico realizzato in un edificio non collegato alla rete pubblica; tipicamente è usato per abitazioni poste in luoghi isolati. Lo scopo di questo impianto è di produrre solamente l'elettricità che serve in loco. E' associato ad un gruppo di batterie in modo da poter essere usato per alimentare l'illuminazione durante la notte. Gli impianti in isola solitamente sono installati nei rifugi d'alta montagna, o comunque in zone non raggiunte dall'elettricità. Corrente Continua : tipo di corrente elettrica che non varia il suo valore nel tempo; è necessaria per il Pag 7 di 11

8 funzionamento di tutti i dispositivi elettronici. Producono corrente continua pile e batterie, le dinamo ed i moduli fotovoltaici. Un alimentatore USB, di comune uso per caricare le batterie dei telefoni cellulari, produce corrente continua a partire dalla corrente elettrica della rete, che invece è alternata. Corrente Alternata : tipo di corrente elettrica che varia ciclicamente il suo valore nel tempo, ad esempio 50 volte al secondo; per produrre corrente alternata ci vogliono grandi macchine rotanti, dette alternatori oppure dei dispositivi elettronici di potenza detti inverter (o convertitori statici). La variazione ciclica nel tempo della corrente alternata è detta Frequenza e si misura in Hertz. E' stata presentata da Nikola Tesla nel Inverter : apparecchiatura elettronica di potenza che converte la corrente continua, proveniente dai moduli fotovoltaici, in corrente alternata alla tensione di rete (230V-50 Hz). Inverter Grid Connected : inverter per fotovoltaico concepito per funzionare connesso alla rete pubblica. E' costruito in modo da convertire sempre ed in ogni istante la massima potenza possibile; è cioè una macchina che cerca di sfruttare tutta l'energia che i moduli fotovoltaici mettono a disposizione sulla base dell'irraggiamento solare. Si disattiva Pag 8 di 11

9 automaticamente al mancare della tensione di rete (ad es durante un blackout). Inverter in isola : inverter per impianto fotovoltaico che funziona senza alcun collegamento con la rete pubblica, ovvero isolato dalla rete (da qui il termine isola ). E' concepito per alimentare solamente l'impianto elettrico dell'abitazione. Quando è acceso produce elettricità in modo proporzionale a quanta ne viene richiesta. E' molto più complesso di un inverter connesso alla rete in quando deve occuparsi anche di mantenere stabili sia la tensione (230V) che la frequenza (50Hz). Per funzionare ha bisogno di un pacco batterie per compensare le oscillazioni nell'assorbimento di corrente all'uso degli elettrodomestici. Pag 9 di 11

10 Normative Impiantistiche Norma CEI 0-21 : è la normativa che disciplina l'allacciamento degli impianti elettrici alla rete pubblica. E' fondamentale perché contiene le regole di sicurezza degli impianti che producono energia elettrica. Questo perché gli impianti di produzione non devono mettere in pericolo gli operatori che fanno manutenzione o riparano i guasti nella rete pubblica (ad es. ENEL Distribuzione). Non si occupa dei moduli fotovoltaici, dei rendimenti o dell'energia solare. Testo Integrato delle Connessioni Attive (TICA) norma emessa dall'autorità per l'energia al fine di disciplinare le pratiche necessarie per collegare alla rete pubblica un qualunque impianto di produzione elettrica. E' la delibera n. 99 del 2008 e può essere scaricata dal sito dell'aeeg. Pag 10 di 11

11 Riferimenti utili Autorità dell'energia Elettrica e il gas Comitato Elettrotecnico Italiano Se mi volete suggerire argomenti per futuri articoli, oppure se volete segnalarmi errori o imprecisioni potete inviare una Mail a questo indirizzo. Pag 11 di 11

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