Energia dal sole e celle solari

Energia dal sole e celle solari

L’energia solare è una delle più importanti fonti di energia pulita di cui disponiamo al giorno d’oggi. Il funzionamento e le caratteristiche delle celle solari che producono energia dalla luce del sole.

L’Energia solare e le celle solari hanno un futuro brillante; le previsioni dicono infatti che la domanda di energia dovrebbe raddoppiare nei prossimi anni ed entro il 2030 potrebbe superare l’offerta. Inoltre si prevede un costante aumento dei prezzi dell’energia con gli anni, qui entrano in gioco i progressi delle energie pulite e delle “tecnologie verdi. Gli ultimi 2-3 decenni di miglioramento hanno reso le energie alternative più attraenti e meno costose. l’industria solare è il segmento in più rapida crescita nel settore delle energie alternative, un settore in cui le risorse mondiali sono abbondanti. Il mercato e la tecnologia del settore dell’energia solare è da sempre al centro di discussioni.

Come già detto l’industria solare è il mercato che manifesta la crescita più rapida per quanto riguarda le energie alternative. Tale mercato è destinato a crescere
a partire dagli 11 B$ nel 2005 sino ai 51 B$ nel 2015 (Fonte: Clean Edge). Le sue risorse globali sono abbondanti e a disposizione di tutti.

L’energia Solare

Il riscaldamento solare è la forma più semplice per utilizzare l’energia solare. Anche se simile nel concetto l’energia solare termica, nota anche come energia solare a concentrazione (CSP), è ancora in fase di sviluppo. Per sfruttarla sono al giorno d’oggi disponibili alcuni sistemi di collettori parabolici lineari o in alternativa dei dischi in grado di concentrare i raggi del sole sulle torri solari. I collettori di queste torri possono raggiungere temperature superiori ai 1000 ° C. Il liquido in questi collettori cambia di fase e può essere utilizzato per produrre energia elettrica tramite turbine a vapore o di gas.

La tecnologia solare più utilizzata è il fotovoltaico, dove c’è conversione diretta della luce solare in energia elettrica attraverso un dispositivo noto come “cella solare”.

La produzione di energia tramite il fotovoltaico serve più segmenti di mercato, in particolare:

    • residenziale:

      – Case
      – Building Integrated Photovoltaics (BIPV)

    • Connessione alla rete (utilità di grande scala)
    • Mercati emergenti:

      – Mobile computing
      – Reti wireless
      – Elettronica usa e getta
      – Applicazioni automotive
      – Applicazioni mediche
      – Applicazioni ambientali
      – Costruzione di applicazioni

Il funzionamento delle celle solari.

Le celle solari sono generalmente costituite da materiali semiconduttori. Attualmente più del 90% del mercato è dominato da celle solari in silicio cristallino. Il silicio ha il vantaggio di essere il secondo più abbondante
elemento nella crosta terrestre. Inoltre la produzione materiale e l’utilizzo di questo materiale non reca alcun danno all’ambiente.

Una cella solare è un diodo a giunzione pn dotato di un campo elettrico alla giunzione. L’esposizione alla luce da come risultato la separazione dei portatori di carica o la creazione di coppie elettrone-lacuna. Collegando la cella solare ad un carico esterno viene creata conduttività nel circuito. La corrente fornita al carico è proporzionale alla radiazione della cella solare.

Le caratteristiche di una cella solare

Dal momento che la cella solare è un diodo, la caratteristica IV della cella è simile a quello osservata in un diodo, ad eccezione che la curva IV è spostata verso il basso a causa dell’illuminazione della luce. L’area sotto la curva è la potenza
generata dalla cella solare. In una cella solare possiamo considerare i seguenti parametri:

    • Tensione a circuito aperto (Voc): Questa è la tensione presente sulla cella solare quando non c’è collegato alcun carico.
    • Corrente di corto circuito (Isc): Questa è la corrente che scorre attraverso i morsetti di uscita della cella o attraverso le celle quando i terminali sono in corto circuito.
    • Potenza massima (Pmax): Questa è la potenza massima definita dalla zona A2. La tensione e la corrente che definiscono Pmax sono rispettivamente Vmax e Imax. I valori massimi variano a seconda della luce, dell’intensità della radiazione e della temperatura. La condizione in cui si ottiene la massima potenza è chiamata punto di massima potenza (MPP) della curva IV/PV.

Altri due importanti parametri definiti per una cella sono l’efficienza e il fattore di riempimento. L’efficienza è il rapporto tra potenza erogata rispetto alla radiazione, mentre il Fattore di riempimento definisce l’ortogonalità di A2.

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5 Comments

  1. Ser_gio 21 aprile 2011
  2. linus 22 aprile 2011
  3. Emanuele 22 aprile 2011
  4. FlyTeo 22 aprile 2011
  5. Antonio Mangiardi 23 aprile 2011

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