Rinnovabili

P come pannello fotovoltaico: quando nascono e come producono energia

30 luglio 2022

 

Dal sole all’elettricità: l’intuizione che ha dato vita alla tecnologia fotovoltaica ha una lunga tradizione e la sua nascita si può far risalire al 1884 quando Charles Fritts realizzò la prima cella solare. Stendendo un sottile strato di selenio su una lastra di metallo, l’inventore americano osservò che produceva corrente elettrica sia esposto alla luce solare che a quella artificiale. 

 

Prima di Fritts, altri studiosi avevano notato le proprietà elettriche del selenio e definirono il cosiddetto “fenomeno fotoelettricità”, ovvero elettricità prodotta dalla luce: Albert Einstein, in particolare, spiegò che la luce contiene fotoni dotati di energia che mettono in moto elettroni all’interno di alcuni materiali come il selenio e il silicio. 

 

Il primordiale dispositivo di Fritts aveva un rendimento minimo rispetto alle tecnologie attuali, pari al solo 1%: un centesimo dell’energia solare veniva trasformato in energia elettrica. Successivi anni di studi e ricerche hanno incrementato le prestazioni e ridotto i costi di produzione dei pannelli: nel 1953 viene sperimentata per la prima volta la sostituzione del selenio con il silicio opportunamente trattato e così si diffondono le prime celle fotovoltaiche a livello commerciale. 

 

L’interesse verso l’energia solare in Italia si diffonde in Italia tra la prima e la seconda guerra mondiale e trova nuovo slancio negli anni ’50 e ’70: da allora grandi passi avanti sono stati messi a segno e, nel settore fotovoltaico, la realtà ha superato quello che si poteva immaginare a livello tecnologico.

Come funzionano i pannelli fotovoltaici 

I pannelli fotovoltaici sono costituiti da più celle e moduli di circa 10 o 15 cm quadrati e si basano sul funzionamento di un dispositivo elettronico - il fotodiodo - costituito da due cariche opposte (una positiva e l’altra negativa) in grado di convertire l’energia solare in energia elettrica.

 

I pannelli fotovoltaici sono costituiti da più celle e moduli e si basano sul funzionamento di un dispositivo elettronico costituito da due cariche opposte in grado di convertire l’energia solare in energia elettrica.

Nel momento in cui il sole illumina il pannello, la luce attraversa gli atomi di silicio e attiva la separazione delle due cariche all’interno degli atomi (effetto fotoelettrico). Le cariche si muovono in senso opposto allontanandosi le une dalle altre e provocando un passaggio di corrente che viene condotto verso l'inverter: quest’ultimo rappresenta il motore di ogni impianto poiché trasforma la corrente continua prodotta dai moduli fotovoltaici nella corrente alternata che viene immessa nella rete elettrica. 

 

La prestazione dei pannelli varia a seconda della radiazione solare, dell’inclinazione dei pannelli, dell’esposizione dell’edificio o dell’abitazione e della tecnologia dei moduli: i pannelli solari in perovskite, ad esempio, rappresentano un’innovazione del settore e lanciano nuovi spunti di ricerca nella produzione di energia rinnovabili.

 

Oltre a ridurre il consumo di combustibili fossili, e quindi di emissioni inquinanti, il solare alleggerisce anche la spesa energetica: per questo motivo i pannelli fotovoltaici diventano fondamentali anche per l’autoproduzione che dà vita ai virtuosi esempi di comunità energetiche.

 

Pannelli solari e fotovoltaici: quali sono le differenze e i vantaggi

Pannelli solari e fotovoltaici sono spesso erroneamente considerati come sinonimi: i primi, infatti, sono la componente principale di un impianto solare termico mentre i secondi costituiscono la struttura di un impianto fotovoltaico. La differente tipologia di impianti fa riferimento a due processi distinti: il solare termico sfrutta l’irraggiamento solare per ottenere energia termica e produrre acqua calda sanitaria. Il fotovoltaico, invece, utilizza l’energia del sole per produrre energia elettrica. 

I pannelli solari termici sono generalmente più pesanti e dotati di un serbatoio – detto boiler – per il contenimento dell’acqua calda sanitaria. I pannelli fotovoltaici sono molto più leggeri ma occupano maggiore spazio: per realizzare un tradizionale impianto domestico da 3 kWh con pannelli fotovoltaici da 300 Wp è richiesta sul tetto una superficie di circa 17 metri quadri. Entrambe le tipologie di pannelli possono convivere con numerosi vantaggi:

 

  • risparmio per la produzione di acqua calda sanitaria: un impianto solare termico ne copre il fabbisogno per almeno il 60-70%;
  • risparmio sui consumi di energia elettrica e riscaldamento;
  • maggiore sostenibilità ambientale dell’abitazione: un impianto solare non impiega materie prime fossili;
  • miglioramento della classe energetica dell’edificio e, di conseguenza, incremento del valore monetario dell’immobile.

 

 

I benefici degli impianti solari, dunque, sono svariati e mettono al centro la tutela del nostro Pianeta: un obiettivo condiviso dal Gruppo Iren  che, oltre alle proposte personalizzate per l’installazione domestica di strutture fotovoltaiche, dispone di 94 impianti dedicati sul territorio italiano per un totale di circa 140 MWp di potenza complessiva installata e suddivisa tra Piemonte, Emilia-Romagna, Lombardia, Liguria, Puglia e Sardegna. Un investimento concreto e in crescita per dare forma al domani sostenibile ogni giorno. 

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