Come funzionano i pannelli solari

I pannelli solari sono sicuramente un’alternativa rinnovabile e sostenibile alle fonti di energia a combustione. Eppure non tutti potrebbero sapere come funzionano queste celle. Così come sconosciuto potrebbe apparire, per tanti, il materiale con cui esse sono costituite. E soprattutto, come la luce del Sole si può trasformare in energia elettrica? Proviamo a dare qualche risposta. 

I pannelli solari possono svolgere due funzioni diverse e complementari: fotovoltaico e termico. Nel primo caso si tratta della produzione di energia elettrica, nel secondo della possibilità di riscaldare l’acqua che alimenta il riscaldamento o i sanitari. Rimanendo sul primo caso, è ormai riscontrato che un impianto fotovoltaico consente di produrre energia elettrica a partire dal Sole. Questo sistema, oltre ad evitare il consumo di combustibili fossili, permette anche di risparmiare sulle bollette andando a tagliare, difatti, i costi dell’energia elettrica. Ma come funzionano questi apparecchi così importanti? Scopriamolo.

I pannelli solari: dalle dimensioni all’efficienza

I pannelli solari fotovoltaici sono costituiti dall’unione di più celle simili a piastrelle (di circa 10 o 15 cm quadrati) che in genere si presentano di colore blu o nero. Un insieme di pannelli installati si chiama campo fotovoltaico. le celle di un pannello hanno un numero variabile e possono partire da 30 a circa 100. La potenza di picco complessiva arriva a 200-300 watt. Quindi, 10-15 pannelli saranno sufficienti a fornire una potenza di picco totale di circa 3 kW. A seconda dei modelli le dimensioni dei pannelli solari fotovoltaici possono variare. Misura che cambia anche rispetto alla marca e alla tecnologia. Le celle più comuni, in silicio cristallino, formano pannelli che variano da 0,5 m² a 1,5 m². A dare la colorazione scura al pannello è proprio la presenza di silicio. Quest’ultimo è un semiconduttore necessario per produrre l’energia elettrica ed è il più utilizzato in questi impianti.

Il silicio è poi ricoperto da un’ulteriore lamina di vetro che permette ai raggi del Sole di filtrare ed essere assorbiti da ogni pannello. Per spiegare l’effetto fotovoltaico si può partire dicendo che quando un fotone colpisce la superficie della cella fotovoltaica, la sua energia eccita gli elettroni presenti nella cella in silicio, i quali iniziando a fluire nel circuito producono corrente elettrica e generano l’effetto fotovoltaico. A comporre l’impianto c’è poi il convertitore, ovvero un dispositivo necessario a trasformare la corrente continua in energia che possa essere usata dalla rete di distribuzione e dagli apparecchi elettrodomestici.

Quando si decide di installare i pannelli solari nel proprio tetto, i tecnici effettuano un calcolo, anche sulla base della bolletta elettrica, per comprendere a quanto possa corrispondere il fabbisogno e quindi stabilire la dimensione dell’impianto. In genere i pannelli sono posizionati nel lato sud del tetto, lì, infatti, l’esposizione al Sole è di norma più prolungata (parliamo ovviamente dell’Italia). Infine, è bene precisare che anche nelle condizioni migliori un pannello solare non converte il 100% della luce del Sole: questo aspetto si chiama, infatti, efficienza di conversione. Per questo il margine di miglioramento è molto ampio e la ricerca nel fotovoltaico non si è fermata, al fine di potenziare sempre di più questi strumenti estremamente utili sotto molti aspetti.