Perché il fotovoltaico? Attraverso l'uso delle energie rinnovabili si può essere autosufficienti, e, quindi, risparmiare sulla bolletta di luce e gas.
Pannelli solari fai da te
Come costruire un impianto fotovoltaico
L'elettricità sta diventando fonte di preoccupazione in tutto il mondo, giacché il suo costo sta gravando sempre di più sulle spese domestiche. Per questo motivo, molte persone si stanno interessando agli impianti alternativi green, come l'eolico, geotermico, idroelettrico, oceanico, biomasse o, come in questo caso, il fotovoltaico, e si chiedono come fare per produrre il fabbisogno di corrente elettrica per la propria casa, azienda, roulotte, barca, ecc, utilizzando i pannelli solari.Come funziona un impianto fotovoltaico? Come è composto e quali sono gli elementi che lo costituiscono? Quanto costa? È possibile realizzare un impianto fotovoltaico economico? Qual è il ciclo di vita di ogni apparato? Si può vendere l'energia in eccesso prodotta e in che modo?
In pratica, un impianto fotovoltaico è un dispositivo capace di convertire l'energia solare in energia elettrica attraverso l'utilizzo di pannelli solari. Ovviamente, questi pannelli sono i componenti chiave del sistema, giacché le loro piccole celle in silicio innescano la reazione elettromagnetica che consente di trasformare la luce del Sole in corrente elettrica.
C'è da dire che un impianto fotovoltaico può essere off grid (detto anche a isola o stand alone), cioè, collegato direttamente ai nostri dispositivi elettrici, come luci, televisore, carica cellulare, frigorifero, asciugacapelli, stufa, ecc. Oppure on grid, collegato sia alla rete domestica sia alla rete elettrica. In questo caso, finché ci sarà abbastanza radiazione solare, si consumerà l'elettricità generata dall'impianto fotovoltaico e quando questa non sarà sufficiente, si prenderà la corrente dalla rete elettrica. Inoltre, se c'è un surplus di energia, l'elettricità residua sarà immessa nella rete elettrica, con conseguente risparmio in bolletta.
Come dimensionare il nostro impianto fotovoltaico?
Per prima cosa, è importante sapere di quanti pannelli abbiamo bisogno, e per fare ciò possiamo consultare le bollette della luce, quindi, definire il nostro consumo di elettricità giornaliero espresso kilowatt. In questo modo possiamo avere la massima redditività possibile, cercando di minimizzare il periodo di ammortamento.
In commercio ci sono vari kit fotovoltaici già pronti all'uso, facili da montare e di diversa potenza, a seconda del nostro fabbisogno. Per il "fai da te", invece, dobbiamo sapere che un impianto fotovoltaico indipendente si compone dei seguenti elementi:
- moduli, cosiddetti "pannelli solari", fissati sul tetto o sul balcone oppure in giardino, tramite una struttura;
- cavi e connettori di collegamento;
- regolatore di carica;
- sistema di accumulo di energia elettrica (batteria);
- inverter, che trasforma la corrente continua da 12 o 24 volt, in corrente alternata a 220 volt.
1) Pannelli solari o moduli fotovoltaici: I pannelli solari catturano l'energia fornita dai raggi del sole convertendola in energia elettrica. Sono costituiti da moduli fotovoltaici che a loro volta contengono celle realizzate con materiali semiconduttori, come "silicio monocristallino", "silicio policristallino" o "silicio amorfo". Queste celle riescono a trasformare la luce (fotoni) in energia elettrica (elettroni), formando uno strato di carica positiva e uno di carica negativa. Questa differenza di potenziale genera un campo di corrente continua (CC) a 12 - 24 - 48 volt, con una potenza, misurata in watt, determinata dall'intensità di corrente (ampere), prodotta da ogni singola cella.
Nota: collegando i pannelli solari in parallelo la tensione elettrica (volt), rimane la stessa mentre l'intensità di corrente (ampere), si somma. Inversamente, collegando i moduli in serie, si sommano i volt, e l'amperaggio rimane invariato. Perciò, se, per esempio, colleghiamo in parallelo 4 pannelli da 12 volt 5 ampere, otterremo una corrente elettrica pari a 12 volt 20 ampere. Collegandoli in serie la corrente misurerà 48 volt 5 ampere. In ogni caso, quella che rimane invariata è la potenza (watt), fornita dall'impianto, che sarà complessivamente di 240 watt (per calcolare la potenza in watt usare la formula W=VxA).2) Cavi e connettori di collegamento: La corretta scelta di cavi e connettori per l'installazione di impianti fotovoltaici è particolarmente importante se si vuole garantire una lunga vita e il corretto funzionamento dell'impianto. Chiaramente, è consigliabile la scelta di cavi e connettori professionali, anche se costano un po' di più.
Attenzione: Se stai pensando di installare tu stesso l'impianto fotovoltaico, deve esserti ben chiaro che il corretto dimensionamento dei cavi è molto importante, poiché un impianto elettrico non a norma può surriscaldarsi (effetto Joule), per cui, oltre a funzionare male, potrebbe addirittura causare qualche incidente più o meno grave. Lo spessore, e quindi la sezione dei fili elettrici, generalmente in rame, determina la quantità di corrente (ampere) che il cavo sarà in grado di sopportare. Per facilitare il calcolo, nella tabella sottostante si può vedere l'intensità massima della corrente a seconda della sezione e la lunghezza del cavo di rame, in base alla legge di Ohm.
3) Regolatore di carica: Il regolatore di carica solare è un dispositivo elettronico che serve a regolare il flusso di energia elettrica proveniente dai pannelli solari. Oltre a controllare l'intensità di corrente e la tensione trasmesse alla batteria, questo gioiello della tecnologia si prende cura dello stato della batteria stessa, evitando pericolosi sovraccarichi. Ecco perché il regolatore di carica è uno strumento indispensabile, soprattutto se si ha un impianto fotovoltaico off grid, che utilizza le batterie per immagazzinare l'elettricità.
4) Batteria: Sappiamo bene che finché c'è il sole ci sarà energia, e, quindi, il nostro impianto può fornirci l'energia che ci serve. Il punto è che quando il Sole non c'è, se non abbiamo un sistema di accumulo di energia elettrica, rimarremo senza luce. Perciò, per poter utilizzare l'elettricità prodotta dai pannelli solari nelle giornate piovose, quando il Sole è nascosto dalle nuvole, oppure durante la notte, occorre immagazzinarla. Le batterie sono un buon sistema per l'accumulo di energia elettrica. In questo caso, si possono utilizzare le batterie monoblocco per bassi consumi; batterie stazionarie per consumi medi e batterie al litio per grandi consumi. Le batterie al litio sono considerate una delle migliori opzioni per il fotovoltaico.
5) Inverter: L'inverter è un componente fondamentale per un impianto solare fotovoltaico. Il suo compito è di invertire la corrente continua (DC), 12-24 volt, che è l'elettricità generata dai pannelli solari, in corrente alternata (AC) 220 volt, che è il tipo di elettricità che utilizziamo quotidianamente nelle nostre case. Stabilire la potenza dell'inverter che soddisfi il nostro fabbisogno è molto facile. Se, per esempio, vogliamo semplicemente accendere delle luci, caricare il cellulare o guardare la Tv, bastano meno di 1,5 kilowatt, ma se vogliamo far funzionare anche un asciugacapelli, un forno, una stufa o una lavatrice, allora ci vuole un inverter che abbia la potenza di almeno 3.000 o più watt.
A questo proposito c'è da dire che la scelta migliore va senz'altro sull'inverter a onda sinusoidale pura, in grado di generare un'onda uniforme, proprio come la corrente della rete elettrica convenzionale, mentre gli inverter a onda sinusoidale modificata e quelli a onda sinusoidale quadra, costano di meno, ma offrono anche una resa minore, in particolare, non sono indicati per gli elettrodomestici a motore, microonde e caricabatterie. Infine, possono emettere dei ronzii davvero fastidiosi.
Ora che ti ho detto come ottenere un impianto fotovoltaico, sai che l'installazione dei pannelli solari è un lavoro impegnativo e complicato. Se non hai dimestichezza con l'elettricità, è consigliabile che ti metta nelle mani di un professionista del settore, che abbia esperienza con questo tipo di assemblaggio.
