• Impianti Fotovoltaici

    Il principio di funzionamento dei pannelli fotovoltaici è detto "effetto fotovoltaico", il quale rappresenta una sottocategoria dell' "effetto fotoelettrico" osservato per la prima volta nel XIX secolo. L' effetto fotovoltaico si manifesta nel momento in cui una radiazione elettromagnetica, colpisce un particolare materiale semiconduttore opportunamente trattato, ed innesca un movimento di elettroni generando una corrente elettrica e quindi una differenza di potenziale. Attualmente sul mercato, sono disponibili diverse tipologie di pannelli fotovoltaici.

    I pannelli fotovoltaici si distinguono in base alla loro tecnologia di produzione, attualmente le principali tecnologie sono:

    •Tecnologia al SILICIO MONOCRISTALLINO e POLICRISTALLINO;
    •Tecnologia al SILICIO AMORFO;
    •Tecnologia "CIS".
    •Tecnololgia al silicio monocristallino e policristallino

    Una cella di un modulo al silicio monocristallino è costituita da un singolo cristallo di silicio, il che garantisce una massima conducibilità dovuta al perfetto allineamento degl' atomi di silicio allo stato puro. Maggiore è la purezza del materiale, maggiore è il rendimento, che nel caso di pannelli al silicio monocristallino si aggira attorno al 15%. Le celle fotovoltaiche che vanno a costituire il pannello in silicio monocristallino, sono di colore blu scuro a forma ottagonale, come mostrato nell' immagine.

    Le celle di un pannello in silicio policristallino (o multi-cristallino)sono costituite da un insieme di più cristalli di silicio; ciò rappresenta una minore purezza che va ad influire sul rendimento del pannello stesso, infatti il rendimento di un pannello policristallino si aggira intorno all' 11%-14%.
    I pannelli in silicio policristallino sono caratterizzati da un colore blu intenso.

    Le celle dei moduli in silicio amorfo sono realizzate con atomi di silicio senza alcuna disposizione spaziale ordinata. La poca omogenità di tali celle implica una semplice realizzazione, ma ciò influisce sul rendimento, che per tali pannelli si aggira attorno al 6%. Spesso i pannelli di silicio amorfo vengono fatti depositare su materiali plastici e flessibili in modo da plasmare il pannello adattandolo, eventualmente alla superfice disponibile, ottenendo dei fogli sottili con le caratteristiche dei moduli fotovoltaici. Generalmente essi vengono identificati come moduli a "film sottile". Sono quindi adatti per superfici da ricoprire che non sono regolari nella forma.

    Per un impianto fotovoltaico occorre un sistema di montaggio, cavi ed adattatori. Ricordiamoci che un impianto fotovoltaico può produrre tranquillamente energia per molti anni, quindi per avere un impianto fotovoltaico ottimale occorre verificare che tutti i componenti siano di alta qualità.

    I CAVI
    In un impianto fotovoltaico i cavi devono essere in gado di sopportare le condizioni ambientali a cui sono sottoposti cioè elevata temperatura, radiazione solare, pioggia, etc...

    TENSIONE NOMINALE
    In c.c. la tensione del sistema non deve superare di 1.5 volte la tensione nominale dei cavi. Per la loro scelta si assume prudenzialmente una tensione del generatore pari a 1.2 Uoc (Uoc è la tensione della stringa connessa all'inverter). Ad es. se la Uoc = 509 V, la tensione del generatore sarà ipotizzata al valore di 1.2 x 509 = 708 V. Nei sistemi fotovoltaici isolati da terra o con un polo a terra, la Ut = Upv e quindi i cavi con tensioni nominali 450/750 V sono idonei fino a 675 Vc.c. mentre quelli con tensioni nominali pari a 0.6/1 kV lo sono fino a 900 V. Negli impianti con un punto mediano a terra dove Ut = Upv/2, i cavi con con tensioni nominali 450/750 V e quelli con tensioni nominali pari a 0.6/1 kV sono, rispettivamente, idonei fino a tensioni di 1125 V e 1500 V in c.c.

    CAVI DI STRINGA SOLARI
    Sono quelli che collegano tra loro i moduli e la stringa al primo quadro. Essi devono sopportare elevete temperature e resistere ai raggi UV se installati a vista. I cavi FG7(O)R 0.6/1 hanno una Tmax di funzionamento di 90°C ma non una buona resistenza ai raggi UV per cui vanno posati in tubi isolanti. I cavi solari sono cavi unipolari con isolamento e guaina in gomma, Un = 0.6/1 kV, Tmax > 90°C ed elevata resistenza ai raggi UV se installati a vista.

    CAVI NON SOLARI
    A valle del quadro di stringa possono essere utilizzati cavi tradizionali in quanto lontani dai moduli e quindi a temperature ambienti di 30-40°C.

    POSA
    Per quella in esterno, anche se i cavi sono in tubo o canale, si usano cavi con guaina del tipo FG7(O)R 0.6/1, per quella interna valgono le regole generali.

    SEZIONE DEI CAVI
    Per la scelta della sezione deve valere la regola riportata sulle norme CEI 64-8 cioè la portata Iz >= Ib corrente di esercizio senza dimenticare il limite della c.d.t.

    CORRENTE DI ESERCIZIO
    Nel funzionamento ordinario la corrente erogata dai moduli è poco più bassa di quella di cortocircuito e si aggira al massimo sui 10 A. Prudenzialmente, per la scelta della sezione, si aumenta la Ib del 25%: è chiaro che, se si hanno più stringhe in parallelo, la corrente di esercizio nel cavo sarà m volte il valore 1.25 x Ib, con m pari al numero delle stringhe.