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Sistema Fotovoltaico (cella solare)

Sistema Fotovoltaico cella solare pannello solare

Grazie al sistema fotovoltaico la luce del sole si trasforma direttamente in elettricità. Aumentano gli usi del fotovoltaico in ambiente domestico e non solo. Le celle solari convertono la luce del sole direttamente in elettricità. Le celle solari sono spesso utilizzate per alimentare calcolatrici ed orologi. Il sistema fotovoltaico è fatto da materiali semiconduttori (simili) a quelli usati nei microcircuiti dei computer.

Dalla luce del sole all’elettricità grazie al sistema fotovoltaico

Quando la luce del sole viene assorbita da questi materiali, l'energia solare colpisce gli elettroni liberati dai loro atomi, permettendo agli elettroni di fluire attraverso il materiale per produrre elettricità. Questo processo di convertire la luce (fotoni) in elettricità (tensione) è chiamato effetto fotovoltaico (PV).

Le celle solari sono tipicamente combinate in moduli che hanno circa 40 celle; un certo numero di questi moduli sono montati in schiera fotovoltaica che possono essere ad un'altezza di diversi metri su un lato. Queste schiere fotovoltaiche possono essere montate ad un angolo fisso che guardi a sud, o possono essere montate su un dispositivo che segue il sole, permettendo di catturare la maggior parte di luce del sole durante il giorno. Varie connessioni di schiere fotovoltaiche possono fornire abbastanza potenza per una famiglia intera; per grandi utenze elettriche o per applicazioni industriali, centinaia di schiere possono essere interconnesse per formare un singolo grande sistema fotovoltaico.

Come funziona il sistema fotovoltaico

Le celle fini di film solari usano strati di materiali semiconduttore spessi solo alcuni micrometri. La tecnologia dei film sottili hanno reso possibile che le celle solari finora rivestino con i pannelli i tetti, le tegole, le facciate degli edificio, o le vetrate dei lucernari o le vetrate degli atri. La versione in cella solare degli articoli come i pannelli offre la stessa protezione e durata dei pannelli in asfalto.

Alcune celle solari sono designate per operare con luce del sole concentrata. Queste celle sono incorporate in collettori che usano una lente per focalizzare la luce del sole sulle celle. Questo approccio ha sia dei vantaggi che degli svantaggi se comparati con le schiere piatte fotovoltaiche. L'idea principale è quella di usare pochissimo materiale costoso semiconduttore fotovoltaico mentre raccoglie quanta più luce del sole possibile. Ma affinché le lenti siano puntate al sole, l'uso di concentrare i raccoglitori è limitato alle zone del paese più esposte al sole. Alcuni collettori concentrati sono designati per essere installati su dei semplici dispositivi che seguono la luce del sole, ma alcuni richiedono dispositivi di inseguimento più sofisticati, con ulteriori limiti al loro uso per le utenze elettriche, le industrie e i grandi edifici.

Grandi possibilità di utilizzo e ricerche nell’industria fotovoltaica

L'efficacia di una cella solare è misurata in termini della sua efficienza nel convertire la luce del sole in elettricità. Solo la luce del sole con una certa energia funzionerà efficientemente per creare elettricità, e una certa parte viene riflettuta o assorbita dal materiale di cui è fatta la cella. A causa di questo, una tipica cella solare commerciale ha un'efficienza del 15 %- circa un sesto della luce del sole che colpisce la cella genera elettricità. Bassa efficienza vuol dire che servono schiere più grandi, e ciò vuol dire costi più alti. Migliorare l’efficienza delle celle solari e cercare di mantenere basso il costo per cella è una meta importante dell'industria fotovoltaica, dei ricercatori della NREL (National Renewable Energy Laboratory), ed altri laboratori del Dipartimento di Energia degli Stati Uniti (DOE) , e loro hanno fatto significativi progressi. Le prime celle solari, costruite nel 1950, avevano una efficienze di meno del 4%.

 

 

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