Un impianto fotovoltaico è un impianto elettrico che sfrutta l’energia solare per produrre energia elettrica mediante effetto fotovoltaico. L’effetto fotovoltaico è la capacità tipica di un materiale semiconduttore opportunamente trattato di generare corrente elettrica quando  questi venga investito da luce solare. L’energia elettrica prodotta da un impianto fotovoltaico è pertanto energia pulita, priva di emissioni di gas serra e soprattutto rinnovabile.

Impianti Fotovoltaici

Gli impianti fotovoltaici sono costituiti da parti diverse che permettono nel complesso la trasformazione dell’energia solare in energia utilizzabile.

La potenza nominale degli impianti fotovoltaici si misura con la somma dei valori di potenza nominale di ciascun modulo fotovoltaico di cui è composto, e l’unità di misura più usata è il chilowatt picco o di potenza (simbolo: kWp).

La superficie occupata da un impianto fotovoltaico è in genere poco maggiore rispetto a quella occupata dai soli moduli fotovoltaici, che richiedono, con le odierne tecnologie, circa da 7 a 10 mq/kWp ai quali vanno aggiunte eventuali superfici occupate dai coni d’ombra prodotte dai moduli stessi, quando disposti in modo non complanare. Da osservare che ogni tipologia di cella ha un tipico “consumo” in termini di superficie, con le tecnologie a silicio amorfo per esempio per installare 1 kWp servono oltre 10 mq. Negli impianti su terreno o tetto piano, è prassi comune distribuire geometricamente il campo su più file, opportunamente sollevate singolarmente verso il sole, in modo da massimizzare l’irraggiamento captato dai moduli. Queste file vengono stabilite per esigenze geometriche del sito di installazione e possono o meno corrispondere alle stringhe, ovvero serie, elettriche stabilite invece per esigenze elettriche del sistema.

La componentistica degli impianti fotovoltaici è molto semplice e consta di:

• Moduli fotovoltaici;
• Cavo elettrico unipolare;
• Scatola di giunzione, dove vengono convogliati tutti i cavi provenienti dai moduli fotovoltaici;
• Inverter che permettono di convertire l’energia prodotta dai moduli fotovoltaici in energia utilizzabile sia ai fini domestici che industriali;
• Dispositivi di contabilizzazione che permettono di misurare l’energia elettrica prodotta dall’impianto fotovoltaico;
• Cavo elettrico tetrapolare per la connessione dell’Inverter al quadro elettrico generale o di settore;
• Struttura di sostegno dell’impianto fotovoltaico.

Un dispositivo fotovoltaico in genere permette di produrre una quantità di circa 1400 kWh/anno / kWp quando viene posizionato in condizioni ottimali e al centro Italia. Tale produzione di energia elettrica scende a 1200 kWh/anno / kWp nel Nord Italia e sale a 1600 kWh/anno / kWp nel Sud Italia.

Ad esempio un impianto fotovoltaico da 10 kWp può soddisfare il fabbisogno energetico di circa 4 famiglie. L’equivalente in anidride carbonica risparmiata è di 6900 Kg/anno. Per produrre tale ammontare di anidride carbonica si sarebbero dovuti bruciare circa 900 alberi!

Prestazioni degli Impianti Fotovoltaici

L’energia elettrica producibile da un impianto Fotovoltaico è direttamente proporzionale alla radiazione solare incidente sull’impianto. Quindi l’orientamento e l’inclinazione ottimali dei moduli fotovoltaici devono essere tali da massimizzare tale radiazione. Inoltre l’ombreggiamento anche solo di una piccola parte dell’impianto fotovoltaico può ridurne drasticamente la produzione in quanto molti elementi vengono collegati in serie su stringhe apposite, pertanto in fase di progettazione o installazione, è necessario posizionare l’impianto fotovoltaico in maniera che questo non sia soggetto ad ombreggiamenti.

Le prestazioni di un pannello fotovoltaico si riducono nel tempo mano a mano che il materiale semiconduttore di cui sono formati perde la sua capacità di convertire l’energia solare in energia elettrica utilizzabile. In ogni caso la perdita di resa è veramente esigua. I maggiori produttori garantiscono una produzione di almeno l’80% dopo 20 – 25 anni, il che equivale ad un decadimento massimo dell’ 1% annuo circa. Prove di laboratorio (ENEA) su impianti installati 20-25 anni fa hanno riscontrato perdite di producibilità pari a circa l’8%, che equivale ad un decadimento dello 0,4% annuo. Nel piano di ammortamento finanziario di un impianto fotovoltaico è necessario tenere in considerazione questi aspetti legati alla perdita di produttività in quanto ne influenzano il rendimento finanziario complessivo.