Anche se ancora oggi le energie fossili dominano il nostro pianeta, le energie rinnovabili si stanno facendo strada nei mercati di tutti i paesi del mondo. Le energie rinnovabili sono quelle che non inquinano l'ambiente, che non si esauriscono e che sono in grado di sfruttare l'energia degli elementi della terra e dei dintorni, come il sole, il vento e l'acqua, tra gli altri, per generare elettricità . Poiché i combustibili fossili stanno per esaurirsi, il futuro sono le rinnovabili.
Oggi ne parleremo in profondità energia solare fotovoltaica. Questa energia è, forse, la più utilizzata al mondo nel campo delle rinnovabili. Ti piacerebbe sapere come funziona e i diversi usi che ha?
Definizione
Prima di iniziare a descriverne usi e proprietà, è fondamentale chiarire cos’è l’energia solare fotovoltaica. L'energia solare fotovoltaica è quella che è in grado di sfruttare l’energia della radiazione solare e convertirla in elettricità. Ciò si ottiene attraverso l'uso di materiali semiconduttori che generano una corrente elettrica quando esposti alla luce.
Questa fonte di energia è completamente pulita, poiché non genera gas serra o emissioni tossiche durante il suo processo. Inoltre, è un energie rinnovabili, il che significa che la sua fonte principale, il sole, non si esaurirà prima di miliardi di anni. Per sfruttare questa energia, dispositivi noti come solare. Questi pannelli catturano i fotoni della luce proveniente dalla radiazione solare e li convertono in elettricità attraverso un processo noto come effetto fotovoltaico.
Come viene generata l'energia solare fotovoltaica?
Il processo di generazione dell'energia solare fotovoltaica inizia dalla cattura dei fotoni della luce solare mediante pannelli solari. Questi catturano la radiazione solare e attraverso l'effetto fotovoltaico convertono la luce in corrente elettrica. Ogni pannello solare è composto da Celle fotovoltaiche, che sono materiali semiconduttori (generalmente silicio) in grado di assorbire l'energia dei fotoni e rilasciare elettroni. Questi elettroni, quando si muovono, generano una corrente elettrica.
È importante notare che la tensione di uscita di una cella fotovoltaica è piuttosto bassa (intorno a 0,6 V). Per aumentare la potenza del sistema, queste celle sono collegate in serie formando una modulo fotovoltaico, che è incapsulato in una struttura resistente all'umidità e alle intemperie.
Questo processo genera una corrente continua che, attraverso inverter di potenza, può essere trasformata in corrente alternata, consentendone l'utilizzo nelle abitazioni e nelle aziende.
Elementi e prestazioni
I pannelli solari sono i dispositivi in cui vengono catturate le celle fotovoltaiche. Questi pannelli hanno vari usi, sia personali che aziendali. Infatti i costi dei pannelli sono diminuiti negli ultimi anni, e in giro si trovano installazioni standard euro 7.000.
Uno dei principali vantaggi di questi sistemi è la loro facile installazione e bassa manutenzione. Inoltre, la sua vita utile è notevolmente lunga, circa anni 25-30, che consente di ammortizzare facilmente l'investimento.
Tuttavia, la posizione dei pannelli gioca un ruolo cruciale nella loro prestazione. Per massimizzare la cattura di energia, i pannelli dovrebbero essere orientati verso il punto in cui ricevono il maggior numero di ore di luce solare al giorno. L'energia catturata può essere immagazzinata in batterie per l'uso notturno o nelle giornate nuvolose.
Le prestazioni di un impianto solare fotovoltaico varieranno a seconda della geografia e della disposizione dei pannelli. Nelle zone con più ore di sole, gli impianti solari permettono di recuperare l'investimento in circa otto anni, che lascia un notevole margine di tempo per realizzare profitti.
Usi dell'energia solare fotovoltaica
Impianti fotovoltaici connessi alla rete
Uno dei principali utilizzi dell'energia solare fotovoltaica è attraverso sistemi collegati alla rete elettrica. Questi sistemi consentono di utilizzare l’energia solare per produrre energia elettrica da immettere in rete. Per raggiungere questo obiettivo, usano inverter di potenza che trasformano la corrente continua generata dai pannelli in corrente alternata, compatibile con la rete elettrica.
Sebbene il costo per kWh dell'energia solare sia ancora leggermente più elevato rispetto ad altre fonti energetiche, negli ultimi anni questa differenza è stata notevolmente ridotta grazie alla tecnologia più economica e alla maggiore efficienza dei pannelli. In molte regioni con abbondante soleggiamento, il fotovoltaico è già competitivo con altre fonti. I sussidi e gli aiuti pubblici sono fondamentali per rendere questa opzione una delle più praticabili per molti consumatori.
Altri usi dell'energia solare fotovoltaica
Oltre al suo utilizzo per la produzione di elettricità, il solare fotovoltaico ha molte altre applicazioni. Alcuni dei più comuni sono:
- Illuminazione: Ideale per fornire luce in luoghi pubblici, come strade, aree di sosta e zone rurali.
- Segnalazione: Viene frequentemente utilizzato nel settore della segnalazione stradale e marittima per segnalare punti strategici.
- Telecomunicazioni: Molti impianti di ripetitori per telecomunicazioni alimentano i propri sistemi utilizzando l'energia solare fotovoltaica.
- Agricoltura: Nelle aziende agricole e negli allevamenti viene utilizzato, tra gli altri, per i sistemi di pompaggio dell'acqua, per l'alimentazione elettrica dei sistemi di mungitura.
Per ampliare questo elenco, l’energia solare fotovoltaica ha anche un’importanza fondamentale nell’elettrificazione rurale in aree isolate, consentendo alle comunità lontane dalle reti elettriche di avere accesso all’elettricità in modo pulito e sostenibile. 
In sintesi, l’energia solare fotovoltaica è una delle migliori opzioni per ridurre la dipendenza da fonti inquinanti e non rinnovabili. La sua facile installazione e la lunga vita utile hanno consentito a sempre più settori, da quello industriale a quello rurale, di adottare questo tipo di energia come soluzione praticabile, sostenibile ed economica.