Impianti fotovoltaici
Per cominciare
I sistemi fotovoltaici producono energia elettrica per mezzo di conversione dell'energia solare in energia elettrica. Tale conversione è il risultato di fenomeni fisici che avvengono in alcuni tipi di materiali, quali ad esempio il silicio.
Per massimizzare la produzione di energia elettrica, occorre massimizzare la quantità di energia solare captata dai pannelli. Esistono varie tecniche per ottenere questo obiettivo, e, essenzialmente, esse si possono classificare in tecniche di fabbricazione per migliorare il materiale captante e tecniche di posizionamento dele superficie captanti (o pannelli) in modo che la radiazione solare per unità d'area sia la massima possibile. Mentre la prima tecnica è delegata alla ricerca scientifica, la seconda dipende molto dal progettista che, a partire dalla morfologia del sito, deve scegliere o proporre una posa ottimale dei pannelli. Ne mostriamo alcuni esempi qui di seguito.
Nella prima Figura, è mostrato un sistema classico, di solito pensato per utenza residenziale. L'orientamento della falda del tetto è in posizione ottimale, in quanto è tutta orientata a SUD. Se inoltre anche l'inclinazione del tetto è ottimale, si riesce a ottenere il massimo della radiazione solare. Per l'Italia, le inclinazioni ottime delle falde si aggirano intorno ai 30o. L'orientamento e l'inclinazione ottimali indicati (rispettivamente SUD e 30o) sono validi solo in assenza di ostacoli vicini (es. palazzi) e lontani (es. montagne) che creano ombre. In presenza di ombre i valori ottimali cambiano e vanno calcolati nei casi specifici.
Se, invece, si ha a disposizione una grande quantità di superficie orizzontale, si può optare per un montaggio tutto planare. Infatti, esistono in commercio pannelli costituiti da moduli cilindrici a film sottile che, oltre a captare tutta l'energia della volta celeste sfruttando in modo ottimale la riflessione al suolo, consentono un'estrema facilità di posa. Un esempio di moduli di questo tipo (marca Solyndra) è rappresentato nelle due figure soprastanti.
L'alternativa a moduli cilindrici è rappresentata dalla posa a schiera (ultima figura). I pannelli vengono disposti in file parallele, distanziate opportunamente per evitare l'autombreggiamento. Per le latitudini italiane, tale distanza si aggira intorno ai 2 metri. Comunque, se si confronta tale posa con quella a singola falda, si può dire, con una certa approssimazione, che l'area necessaria per ottenere lo stesso rendimento energetico è il doppio di quella necessaria nel caso a singola falda.