L’energia fotovoltaica è l’elettricità prodotta direttamente dalla luce del sole, senza passaggi intermedi di tipo meccanico o termico. A differenza del solare termico, che sfrutta il calore per riscaldare un fluido, il fotovoltaico converte i fotoni della luce solare in corrente elettrica attraverso un fenomeno fisico preciso, l’effetto fotovoltaico, che avviene all’interno delle celle di silicio dei pannelli.
Capire come avviene questa conversione, e da cosa dipende la quantità di energia effettivamente prodotta, aiuta a valutare con più consapevolezza le prestazioni reali di un impianto fotovoltaico, al di là dei dati di targa dichiarati dal produttore.
Cos’è esattamente l’effetto fotovoltaico
L’effetto fotovoltaico è il fenomeno per cui alcuni materiali semiconduttori, colpiti dalla luce, generano una differenza di potenziale elettrico. Il silicio utilizzato nelle celle fotovoltaiche viene trattato chimicamente, o “drogato”, per creare due strati con proprietà elettriche diverse: uno con carica negativa in eccesso e uno con carica positiva in eccesso. Al confine tra i due strati si forma una giunzione p-n, che è il cuore del funzionamento di ogni cella fotovoltaica.
Quando i fotoni della luce solare colpiscono la cella con energia sufficiente, liberano elettroni dagli atomi di silicio. Grazie al campo elettrico presente nella giunzione p-n, questi elettroni sono spinti a muoversi in una direzione precisa, generando così una corrente elettrica continua.
Come avviene la conversione della luce in elettricità
Dal singolo fotone alla presa di corrente il percorso passa attraverso alcune fasi tecniche precise:
Generazione della corrente continua (DC): ogni cella fotovoltaica, collegata alle altre a formare un modulo, produce corrente continua quando è esposta alla luce solare. La potenza generata dipende dall’intensità della radiazione solare in quel momento.
Conversione in corrente alternata (AC): l’inverter dell’impianto trasforma la corrente continua prodotta dai pannelli in corrente alternata, l’unica forma di energia elettrica compatibile con gli elettrodomestici di casa e con la rete elettrica pubblica.
Distribuzione e utilizzo dell’energia prodotta: l’energia convertita viene utilizzata direttamente per il fabbisogno elettrico dell’abitazione (autoconsumo); l’eventuale surplus può essere immagazzinato in una batteria di accumulo oppure immesso nella rete elettrica pubblica.
Da quali materiali sono composte le celle fotovoltaiche
Oggi la quasi totalità delle celle fotovoltaiche installate a livello residenziale è realizzata in silicio monocristallino di tipo N (le tecnologie TOPCon, HJT e HPBC sono le più diffuse), con efficienze di conversione comprese tra il 22% e quasi il 25%. Il silicio policristallino, un tempo diffuso per il costo più contenuto, è ormai uscito dal mercato residenziale: la sua efficienza inferiore, generalmente tra il 15% e il 18%, non è più competitiva rispetto ai costi di produzione del monocristallino, ormai scesi sensibilmente negli ultimi anni.
La differenza tra le due tecnologie sta nella struttura del reticolo cristallino: nel monocristallino i cristalli sono orientati in un’unica direzione uniforme, con meno difetti che ostacolano il movimento degli elettroni; nel policristallino, invece, i cristalli sono disallineati, il che riduce l’efficienza complessiva della cella.
I vantaggi dell’energia fotovoltaica per la tua casa
Al di là del funzionamento tecnico, produrre energia fotovoltaica in casa comporta benefici concreti che vale la pena considerare nel loro insieme:
- riduzione della bolletta elettrica grazie all’energia autoprodotta e autoconsumata
- nessuna emissione diretta di CO2 durante la fase di produzione dell’elettricità
- possibilità di abbinare l’impianto a una pompa di calore, aumentando la quota di energia autoconsumata
- indipendenza parziale dalle fluttuazioni del prezzo dell’elettricità di rete
Un processo tecnico, ma dai benefici molto concreti
Dietro l’apparente semplicità di un pannello esposto al sole c’è un processo fisico preciso, che negli ultimi decenni ha raggiunto livelli di efficienza impensabili fino a pochi anni fa. Conoscere questo meccanismo, oltre a soddisfare una legittima curiosità tecnica, aiuta anche a valutare con più cognizione di causa le offerte e le prestazioni promesse da chi propone un impianto.
Se vuoi scoprire quanta energia fotovoltaica potrebbe produrre la tua casa, il team di SB Energetica può aiutarti a dimensionare l’impianto più adatto alle tue esigenze.