Come funziona il fotovoltaico
Come funziona il fotovoltaico
Il fotovoltaico è una tecnologia tanto moderna quanto antica
No, non siamo impazziti: seppur il fotovoltaico abbia iniziato a spopolare sui nostri tetti nell’ultimo secolo, questa tecnologia si basa su un fenomeno scoperto a fine ‘700: l’effetto fotovoltaico.
Ma come funziona, dal punto di vista pratico, la produzione di energia attraverso i pannelli fotovoltaici? Come facciamo a utilizzare l’energia prodotta del sole nelle nostre case?
In questo articolo faremo una panoramica del funzionamento del fotovoltaico, il ruolo chiave dell’inverter e come avviene l’immagazzinaggio nelle batterie per l’accumulo.
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Il principio base: l’effetto fotovoltaico
Ne abbiamo già parlato in un approfondimento focus sull’effetto fotovoltaico, ma facciamo un breve riepilogo per capire meglio gli step successivi.
Immagina la luce del sole come un fiume di minuscole particelle, chiamate fotoni. Quando questi fotoni colpiscono la materia del pannello solare, come il silicio, "spingono" gli elettroni presenti in quel materiale a mettersi in movimento. Questo movimento di elettroni è proprio quello che chiamiamo corrente elettrica continua (CC).
È un po' come far partire una pallina (l'elettrone) dandole una spinta (il fotone). Più luce arriva, più "spinte" ci sono e quindi più elettroni si muovono, generando più corrente. Questo fenomeno fu osservato per la prima volta nel 1799 da Alessandro Volta, il cui nome “fotovoltaico” è proprio in suo onore.
Il ruolo dell’inverter nel fotovoltaico
Bene, adesso che l’energia è stata generata, deve essere utilizzata all’interno della nostra casa. Ora abbiamo la corrente continua (CC) prodotta dai pannelli solari. Tuttavia, gli apparecchi che usiamo nelle nostre case (lavatrice, televisione, lampadine) funziona con un altro tipo di corrente: la corrente alternata (CA). Ed è qui che entra in gioco l’inverter.
Per dirla in parole semplici, l'inverter è come un "traduttore" di energia. Prende la corrente continua prodotta dai pannelli solari e la trasforma in corrente alternata, che possiamo effettivamente utilizzare nelle nostre case e che viene anche distribuita dalla rete elettrica.
Oltre a questa funzione essenziale, l'inverter svolge anche altri compiti, come il monitoraggio dell'impianto, l’ottimizzazione della produzione di energia e la sicurezza del sistema.
Immagina l'inverter come il cervello e il cuore dell'impianto fotovoltaico: senza di questo, l'energia prodotta dal sole non potrebbe alimentare le nostre case e arrivare agli altri organi (gli elettrodomestici). Senza l’inverter, l’energia pulita prodotta dal fotovoltaico rimarrebbe semplicemente inutilizzata.
Come avviene l’immagazzinaggio nelle batterie per l’accumulo
Quando il fotovoltaico produce più energia di quella necessaria per il fabbisogno energetico della casa, ci sono 2 scelte:
- Vendita dell’energia prodotta in esubero – l’energia prodotta in surplus viene immessa nella rete elettrica, generando un ritorno economico grazie al meccanismo del ritiro dedicato
- Immagazzinaggio dell’energia – l’energia inutilizzata viene accumulata in una batteria e utilizzata al momento del bisogno
In realtà, queste 2 situazioni possono anche sovrapporsi, ma approfondiamo quest’ultimo caso. Quando l'impianto fotovoltaico produce più energia di quanta ne stiamo consumando, questo surplus di corrente continua (CC) proveniente dai pannelli può essere indirizzato verso il sistema di accumulo. Qui, le batterie per l’accumulo entrano in gioco.
Durante la fase di carica, l'energia elettrica in CC innesca delle reazioni chimiche all'interno delle celle della batteria. Gli ioni si muovono da un elettrodo (il catodo) all'altro (l'anodo) attraverso un elettrolita. Questo movimento di ioni accumula energia potenziale chimica all'interno della batteria.
Quando poi l'impianto fotovoltaico non produce energia a sufficienza (per esempio di notte o nelle giornate nuvolose), il processo si inverte. Le reazioni chimiche all'interno della batteria si "sbloccano" e gli ioni ritornano dal polo negativo (anodo) al polo positivo (catodo), rilasciando energia elettrica sotto forma di corrente continua (CC). Questa corrente continua viene nuovamente inviata all'inverter, che la riconverte in corrente alternata (CA) per alimentare gli elettrodomestici delle nostre case.
In parole semplici, le batterie per l'accumulo agiscono come un "serbatoio" di energia elettrica, sfruttando processi chimici reversibili per immagazzinare l'energia prodotta in eccesso e rilasciarla quando necessario.
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