E’ possibile trasformare la luce solare in energia elettrica, come risparmiare energia in casa? Grazie a una tecnologia che risale anni ’50, nata per usi spaziali, quando fu necessario ottenere una fonte energetica affidabile e inesauribile per satelliti, sonde e astronavi spaziali.

Produrre celle fotovoltaiche è un processo molto costoso, poiché la lavorazione dei semiconduttori richiede materie purissime. Per questo ancora oggi, la diffusione di questa tecnologia è contenuta, anche se, negli ultimi anni, c’è stato un forte impulso per l’impiego dei pannelli solari non solo in aeree dove è difficile arrivare con una rete elettrica, ma anche nelle città dei paesi industrializzati, grazie a programmi di finanziamento e di informazione.

Tra questi, il “Milioni di tetti fotovoltaici” attivo in Germania fin dagli anni ’90, e il più recente “Diecimila tetti fotovoltaici” del Ministero per l’ambiente italiano. Negli ultimi anni, inoltre, la tecnologia è progredita, portando i rendimenti dei pannelli a livelli interessanti per usi domestici o industriali, con costi che iniziano a essere accettabili per un impiego più ampiamente diffuso.

A questo proposito, le Regioni italiane stanno gestendo programmi e fondi di incentivazione all’uso dell’energia solare, fotovoltaica e termica, e, più in generale, delle energie rinnovabili.

Come impiegano l’energia del sole?

Esistono due possibilità:

1. Con un’autoproduzione a esclusivo uso dell’edificio, non conesso a una rete di distribuzione elettrica.
2. Con un’integrazione-scambio con la rete nazionale, nel caso di costruzioni ad essa allacciate, l’unico modo per usufruire dei finanziamenti previsti.

Nel primo caso, l’energia elettrica generata dal sole viene accumulata in batterie che permettono all’edificio l’autonomia energetica nell’arco delle ventriquattr’ore. Questo genere di impianti può avere estensione e dimensioni diverse, secondo le destinazioni d’uso. Sono comunque sistemi idonei a fornire un quantitativo essenziale di energia.

Il caso degli impianti connessi alla rete, dove l’energia prodotta viene “scambiata” nell’arco della giornata, rende il bilancio finale ancora più positivo per l’utente. La tendenza attuale è quella di realizzare estensivamente questo tipo di sistemi, per integrare la richiesta di energia elettrica prodotta da centrali termiche, idroelettriche o nucleari, con energia pulita locale.

Vanno in questa direzione i programmi nazionali che intendono favorire l’utilizzo di superfici come i tetti o le facciate cieche rivolte a sud, per creare aree di produzione di energia elettrica, con vantaggi concreti: minor assorbimento locale della produzione elettrica da centrali, messa recentemente in crisi dell’aumento della richiesta e dai problemi idrici, diminuizione dei costi di un impianto fotovoltaico, data la maggiore diffusione.

Da quali elementi sono composti?

Un impianto fotovoltaico è un insieme di diversi componenti, ciascuno con una funzione specifica. I pannelli fotovoltaici sono pannelli di dimensioni variabili, secondo il modello, e sono composti da più celle fotovoltaiche (vedi come progettare un impianto fotovoltaico) riunite all’interno di una piccola struttura rettangolare di vetro e metallo.

Ogni pannello, di norma, copre una superficie utile di circa un metro quadrato. Più pannelli connessi permettono di ottenere una superficie idonea alla produzione della potenza elettrica necessaria a un dato uso, considerato che, in una abitazione comune, occorrono circa 3kW di potenza elettrica. Valutando il rendimento delle celle fotovoltaiche, oggi variabile tra il 30% e il 40%, e sapendo che circa 10 metri quadrati di pannelli producono 1 kW in media, alle nostre latitudini sono necessari tra i 25 e i 30 metri quadrati di superficie esposta per avere l’equivalente di una fornitura domestica normale.

Sistemi di connessione dell’impianto è composto anche dai sistemi di connessione e da un inverter, che permette di passare dal basso voltaggio in corrente continua, generato dalle celle, ai normali 220V in corrente alternata della rete.

I contatori sono utili per misurare la differenza tra l’energia assorbita dalla rete e quella autoprodotta con i pannelli. Nel caso di impianti isolati, sarà necessario un gruppo di accumulo: una serie di batterie, simili a quelle di un camion.

Ulteriori informazioni sui pannelli solari

L’impianto a pannelli solari, predisposto in zone a ridotto livello di inquinamento e ad alto irraggiamento, permette di avere un risparmio energetico annuo dell’80%. Altrove, dove nebbia, umidità atmosferica e inquinamento, sono una sorta di filtro solare, il risparmio è del 20%.

La convenienza dell’installazione non dipende però dalla posizione geografica bensì dalla tipologia dell’abitazione, recente e senza impianti o meno, dal luogo di residenza, perché ogni regione può prevedere vantaggi e incentivi fiscali, e dall’uso che si ipotizza fare dell’impianto, poiché più a lungo funziona più è conveniente. I pannelli vetrati sono ideali in ogni stagione. Vedi qui come ridurre il consumo di energia elettrica.