l termine fotovoltaica si spiega (quasi) da solo: é composto dalla parola greca phos (=luce) e Volt (=unitá di misura della tensione elettrica). Si tratta dunque della trasformazione di luce in energia elettrica.

La storia
Sebbene l'effetto fotovoltaico sia stato scoperto già nel 1839, le prime applicazioni pratiche nacquero solo negli anni cinquanta. La FV (fotovoltaica) venne sviluppata per i primi satelliti, che furono messi in orbita in quel periodo. Le tradizionali pile, batterie a combustione e l'energia nucleare non erano adatte alle esigenze di allora: dopo un breve periodo l'energia immagazzinata si sarebbe consumata ed il satellite sarebbe divenuto inutilizzabile.
Con lo sviluppo di celle solari al silicio ad alto rendimento, la FV si rivelò la soluzione ideale per questo impiego. I vantaggi erano evidenti:

• l'inesauribilità della fonte d'energia (il sole)
• nessuna produzione di scorie (gas combusti, residui, ecc.)
• l'assoluta assenza di necessità di manutenzione dei componenti
• alta affidabilità grazie all'assenza di parti in movimento

Il principio

Il funzionamento di una fotocellula é estremamente semplice: la luce irradia la cella e produce una tensione elettrica nei cristalli di silicio che puo' essere prelevata dalla superficie attraverso degli elettrodi.
Una cella standard (10x10cm), in caso di pieno irradiamento solare, fornisce una tensione di ca. 0,5V e una corrente di ca. 3A, vale a dire una potenza di ca. 1,5W.  Per aumentare la potenza le singole celle vengono assemblate a formare i cosiddetti moduli.

La produzione di moduli solari

L'elemento principale delle celle FV é il silicio, che dopo l'ossigeno é l'elemento più frequente della crosta terrestre. In natura esso non compare in forma pura, ma sotto forma di composti insieme ad altri elementi. Per la produzione di celle FV però il silicio deve essere purissimo, ed é proprio la purificazione il processo più impegnativo e dispendioso. Dalle purissime barre di silicio vengono tagliati dei dischetti molto fini che vengono successivamente lisciati mediante levigatura e trattamento con acido. Un altro metodo consiste nel ricoprire una piastra di vetro di atomi di silicio attraverso spruzzamento catodico (silicio amorfo).
Un ulteriore processo prende il nome di 'drogatura'. Consiste nell'aggiunta programmata di impuritá ai dischetti di silicio sotto forma di atomi estranei. Il dischetto così trattato può già essere chiamato cella FV, dato che in questo stato possiede le proprietà di semiconduttore e in principio può già funzionare.
Per raggiungere la potenza desiderata e per proteggere le celle dai fattori atmosferici (vento, neve, pioggia/ghiaccio, ecc.), esse vengono collegate elettricamente, inserite in un telaio metallico e protette da una lastra di vetro.

I vari tipi di celle solari

A seconda dei loro processi di produzione, si distinguono i seguenti tipi di celle fotovoltaiche:

Celle monocristalline (1): vengono prodotte tagliando una barra monocristallina. Il vantaggio principale é un alto rendimento (fino al 16%). Questo tipo di celle é peró molto costoso a causa del complicato processo di produzione. Le celle di tipo monocristallino sono caratterizzate usualmente da un'omogenea colorazione blu.
Celle poli(multi-)cristalline (2): vengono colate in blocchi e poi tagliate a dischetti. Il rendimento é minore (10-12%), ma anche il prezzo. Questo tipo di celle é riconoscibile da un disegno ben distinguibile (a causa dei vari cristalli contenútivi).
Celle amorfe (3): vengono prodotte mediante spruzzamento catodico di atomi di silicio su una piastra di vetro. Questo tipo di cella ha il rendimento minore (ca. 4-8%), ma si adatta anche al caso di irradiamento diffuso (cielo coperto, ecc.). Le celle cosí prodotte sono riconoscibili da un caratteristico colore scuro, inoltre sono realizzabili in qualsiasi forma geometrica (forme circolari, ottagonali, irregolari, e persino convesse sono realizzabili).

Presente e futuro dell'energia FV

L'energia fotovoltaica é giá oggi una fonte di energia con molti vantaggi in suo favore:
Il sole é una fonte di energia gratuita e praticamente inesauribile, non esistono limiti inferiori di grandezza per impianti FV.
Non é invece realizzabile una centrale nucleare con una potenza di soli 3kW. Gli impianti FV sono realizzabili a partire da pochi mW (millesimi di Watt) fino a diversi MW (milioni di Watt).
Gli impianti possono essere ampliati a piacere, cioè la potenza di un impianto FV puó essere aumentata anche successivamente senza grossi problemi (a condizione che sia stato progettato in modo professionale!).
L'energia fotovoltaica é ecologica perché non vengono prodotti gas di scarico o altre scorie, di lunga durata, necessita di poca manutenzione e strutturalmente semplice, dato che non vi sono parti meccaniche in movimento. Per potenze ridotte é una fonte di energia estremamente mobile e di approvvigionamento energetico decentralizzato, cioè indipendente da crisi energetiche
Gli argomenti a sfavore come i costi elevati e l'ingombro non sono validi:
il prezzo d'acquisto ancora relativamente alto ha un periodo di ammortamento di pochi anni (sistemi ad isola)
l'ingombro di un impianto FV é per lo meno uguale, se non minore a quello di altre forme di centrali elettriche a confronto. Inoltre un impianto fotovoltaico può essere montato su superfici come tetti, facciate, ecc.
 
L'impianto fotovoltaico

I componenti di un impianto fotovoltaico

impianti ad isola
 

Gli impianti fotovoltaici ad isola funzionano, come fa intuire giá il nome, indipendentemente dalla rete elettrica pubblica. Questo tipo di impianto viene dunque impiegato principalmente per l'alimentazione di apparecchi in zone isolate, o nel caso sia richiesta grande mobilitá. Per poter disporre di energia elettrica anche durante le ore notturne l'energia fornita durante il giorno dai moduli FV viene immagazzinata da accumulatori.

Un semplice impianto fotovoltaico ad isola é composto dai seguenti elementi:

1)	Cella solare: per la trasformazione di energia solare in energia elettrica. Per ricavare più potenza vengono collegate tra loro diverse celle.
2)	Regolatore di carica: é un apparecchio elettronico che regola la ricarica e la scarica degli accumulatori. Uno dei suoi compiti é di interrompere la ricarica ad accumulatore pieno.
3)	Accumulatori: sono i magazzini di energia di un impianto fotovoltaico. Essi forniscono l'energia elettrica quando i moduli non sono in grado di produrne, per mancanza di irradiamento solare.
4)	Invertitore: trasforma la corrente continua proveniente dai moduli e/o dagli accumulatori in corrente alternata convenzionale a 230V. Se l'apparecchio da alimentare necessita di corrente continua si puó fare a meno di questa componente.
5)	Utenze: apparecchi alimentati dall'impianto FV.

Spesso vengono impiegati anche degli impianti composti. Per esempio impianti fotovoltaici in combinazione con gruppi elettrogeni a motore Diesel. In questo caso l'impianto FV fornisce la potenza base utilizzata di solito. Per consumi elevati a breve durata (o in caso si emergenza) viene inserito il gruppo elettrogeno.

Impianti a immissione in rete
 

Gli impianti FV a immissione in rete possono essere definiti come centrali elettriche. Essi infatti forniscono l'energia solare trasformata direttamente alla rete pubblica di distribuzione dell'energia elettrica. Questi tipi di 'centrali', contrariamente ad altri tipi, sono giá oggi realizzabili in forma ridotta (potenza di pochi watt) fino ai grandi impianti (potenza di diversi megawatt).
Un impianto FV a immissione in rete é principalmente composto dai seguenti componenti:
 

1)	Cella solare: per la trasformazione di energia solare in energia elettrica. Per ricavare più potenza vengono collegate tra loro diverse celle.
2)	Invertitore: trasforma la corrente continua proveniente dai moduli in corrente alternata convenzionale a 230V di tensione. Questo adattatore é assolutamente necessario per il corretto funzionamento delle utenze collegate e per l'alimentazione della rete.
3)	Quadro elettrico: in esso avviene la distribuzione dell'energia. In caso di consumi elevati o in assenza di alimentazione da parte dei moduli FV la corrente viene prelevata dalla rete pubblica (4). In caso contrario l'energia FV eccedente viene di nuovo immessa in rete. Inoltre esso misura la quantitá di energia fornita dall'impianto fotovoltaico alla rete.
4)	Rete: allacciamento alla rete pubblica dell'azienda elettrica.
5)	Utenze: apparecchi alimentati dall'impianto FV.

COMPONENTI PRINCIPALI

Sunny Boy 1100 E

Specificazione:	Inverter modulare
Tipo:	SWR 1100 E
Dispositivi di sicurezza:	protezione contro l'inversione di polaritáà, protezione contro corto circuiti in uscita, varistori controllati termicamente in entrata, rilevatore di dispersione a terra
Tensione d'ingresso UPV:	150-400V DC
Potenza nominale PACnom.:	1000W
Range di funzionamento tensione in uscita UAC:	198-251V AC
Range di funzionamento frequenza di rete fAC:	49,8 - 50,2 Hz
Consumo proprio:	meno di 4W
Massimo rendimento:	93%
Grado di protezione:	IP65
Lunghezza:	322mm
Larghezza:	320mm
Profonditá:	180mm
Peso:	21kg

PL 800 72EU - Modulo fotovoltaico in Silicio Policristallino 72 W

Il pannello PL800-72EU è un nuovo modello prodotto specificatamente per applicazioni professionali o amatoriali di livello elevato. 
Utilizza celle di silicio cristallino prodotte in tecnologia tradizionale e rappresenta quindi un buon compromesso prezzo/prestazioni per gli utilizzatori professionali che hanno necessità di moduli con potenza elevata a costi estremamente competitivi.
Il modello 67EU è coperto da una garanzia di 20 anni che ne assicura una resa pressoché inalterata per un periodo lunghissimo. Le celle utilizzate sono realizzate con silicio policristallino, sono quadrate con dimensioni 125 x 125 mm.
La protezione frontale è costituita da un vetro a basso contenuto di sali ferrosi, temprato per poter resistere senza danno ad urti e grandine.
Le celle sono inglobate fra due fogli di E.V.A. (Etilvinile acetato) laminati sotto vuoto e ad alta temperatura; la protezione posteriore del modulo è costituita da una lamina di TEDLAR, un polimero totalmente impermeabile e stabile quando esposto ad agenti atmosferici e a radiazioni ultraviolette.
La cornice di supporto è realizzata con un profilo tubolare in alluminio estruso ed anodizzato.
La scatola di connessione si trova sulla parte posteriore del pannello, è realizzata in resina termoplastica e contiene all’interno una ampia morsettiera predisposta per accogliere il diodo di non ritorno ed i collegamenti di uscita. 
Tutte le caratteristiche sono rilevate con radiazione solare di 1000 W/m2 e con temperatura di 25°C.
   

Tensione a circuito aperto	21,2 V
Tensione alla potenza massima	17,3 V
Potenza minima garantita	69 W