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Com'è fatto e come funziona un impianto fotovoltaico?

In questa pagina ti illustriamo com'è fatto e come funziona un impianto fotovoltaico con l'aiuto di uno schema. Innanzitutto un impianto fotovoltaico è un impianto elettrico che sfrutta l’energia solare per trasformarla in energia elettrica attraverso l’effetto fotovoltaico. Esistono due grandi famiglie di impianti fotovoltaici, quelli grid connected cioè allacciati alla rete elettrica pubblica e quelli ad isola quindi completamente autonomi e non allacciati alla rete. Consigliamo di installare impianti allacciati alla rete che permettono comunque di avere un certo grado di autonomia.

Un impianto fotovoltaico residenziale grid connected è formato da diversi componenti: i pannelli fotovoltaici, l’inverter, gli ottimizzatori, i quadri elettrici, i cavi e le strutture di sostegno. Vediamo ora nello specifico cosa sono e come funzionano insieme le varie parti: 


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I pannelli fotovoltaici posti sul tetto dell’immobile catturano l'energia solare e la trasformano in energia elettrica.

I pannelli fotovoltaici più comuni sono composti da celle in silicio in grado di trasformare l'energia solare in energia elettrica. La dimensione di un pannello può variare leggermente a seconda della marca e della tecnologia applicata, ma in genere è di 1 m x 1.6 m. Indicativamente, per coprire i consumi di una famiglia tipo viene offerto un impianto fotovoltaico tra i 3 kW e i 6 kW, e serve una superficie sul tetto tra i 13.5 m2 e i 30 m2. Il numero di pannelli che vengono installati su un tetto dipende da diversi fattori sia legati al prodotto stesso che legati a fattori ambientali quindi il tipo di pannello scelto (monocristallino, policristallino, film sottile o ibrido) e relativa potenza, il fabbisogno energetico da soddisfare, il livello di irradiazione tipica della zona e l’inclinazione del tetto per citarne alcuni. Una serie di pannelli fotovoltaici viene definita stringa.  

I pannelli fotovoltaici sono agganciati al tetto con una struttura di sostegno in acciaio o in alluminio che da loro anche uno specifico orientamento. Queste strutture sono progettate per assicurare la messa in sicurezza dell’impianto e ne garantiscono la stabilità.

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L'inverter converte la corrente continua (CC) prodotta dai pannelli fotovoltaici in corrente alternata (CA) che può essere utilizzata dalle varie utenze domestiche.
Vi sono due tipi di inverter, quelli connessi con i pannelli fotovoltaici in serie e quelli connessi con i pannelli fotovoltaici in parallelo.
La differenza tra i due tipi di inverter è sostanziale dal momento che un inverter collegato in serie è consigliato su tetti che non presentano situazioni particolari quali ombreggiamenti perchè se un pannello dovesse essere ombreggiato, tutta la serie smetterebbe di produrre.

Un inverter collegato in parallelo invece viene abbinato a pannelli fotovoltaici installati su tetti che presentano ostacoli inevitabili come ad esempio un alto albero che ombreggia i pannelli, oppure un’installazione su più falde. In una circostanza del genere questo tipo di inverter fa sì che, qualora la produzione del pannello ombreggiato diminuisca, gli altri pannelli continuino a produrre regolarmente. Ciò garantisce l’ottimizzazione della produzione dell’impianto in condizioni di illuminazione non omogenee, ed è reso possibile tramite l’aggiunta ad ogni pannello un componente chiamato ottimizzatore, che permette appunto di svincolare la produzione dei vari pannelli.

L’inverter inoltre legge i dati di produzione dell’impianto, a cui poi si può accedere comodamente tramite il portale di monitoraggio.

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Eventualmente si abbina ad un impianto fotovoltaico anche un sistema di accumulo (batteria). La batteria permette di accumulare l'energia prodotta dai pannelli fotovoltaici durante il giorno e rimasta inutilizzata. L’accumulo aiuta a ridurre ulteriormente la dipendenza dalla rete, si favorisce infatti l’autoconsumo e di conseguenza aumentano sensibilmente i risparmi. Una batteria può essere installata sia durante la fase di installazione dell’impianto fotovoltaico sia su impianti fotovoltaici già esistenti.

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Il quadro elettrico è installato a valle del contatore (vedi punto 5) e ha il compito di distribuire l’energia e proteggere l’impianto. Se i pannelli fotovoltaici non stanno producendo o se i consumi sono troppo elevati la corrente viene prelevata dalla rete. Invece in caso i pannelli stiano producendo energia che non viene utilizzata, questa verrà di nuovo immessa in rete. Inoltre in caso di guasti o blackout il quadro elettrico stacca le varie utenze per prevenire eventuali o ulteriori danni.

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Il contatore legge gli scambi con la rete. Inoltre al momento dell’installazione dell’impianto fotovoltaico viene installato un secondo contatore dedicato al fotovoltaico in aggiunta a quello comunemente già presente. Questo secondo contatore tiene anche conto della bidirezionalità degli scambi di elettricità con la rete, tenendo traccia dell'energia prelevata e di quella immessa.

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I propri dispositivi utilizzano l'energia prodotta dall'impianto fotovoltaico. La parte restante dell'energia prodotta dall'impianto fotovoltaico viene restituita alla rete pubblica. Questa viene ripagata dal GSE tramite lo scambio sul posto.

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