Principio di funzionamento

20 02 2009 | pubblicato in: Come funziona | tag: rinnovabili
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La conversione diretta dell’energia solare in elettricità utilizza il fenomeno fisico, tipico di alcuni materiali semiconduttori opportunamente trattati, di generare energia elettrica se esposti alla radiazione luminosa. questo fenomeno si chiama effetto fotovoltaico.

Quando un raggio luminoso colpisce un sottile strato di questi semiconduttori, i fotoni - le particelle di energia che compongono il raggio -  trasferiscono la loro energia agli elettroni del materiale che immediatamente cominciano a muoversi in una direzione precisa, creando una corrente elettrica continua. La conversione della radiazione solare in corrente di elettroni avviene nella cella fotovoltaica, costituita da un sottile strato opportunamente trattato di materiale semiconduttore, generalmente silicio (che è possibile estrarre dalla sabbia), che viene poi assemblato in un’unica struttura: il modulo (o pannello) fotovoltaico.

Un sistema fotovoltaico non ha tuttavia bisogno di un sole troppo forte per funzionare. E' invece in grado di generare elettricità anche quando il cielo è nuvoloso grazie alla radiazione solare diffusa.La radiazione solare intercettata da una superficie comunque inclinata è data infatti dalla somma di tre contributi:la radiazione diretta, la radiazione diffusa e la radiazione riflessa.



Il contributo dovuto alla radiazione riflessa, sia esso da terreno o da specchi d’acqua o da altre superfici orizzontali, è chiamato albedo. Le proporzioni di radiazione diretta, diffusa ed albedo ricevuta da una superficie dipendono:

•    dalle condizioni meteorologiche

In una giornata nuvolosa la radiazione è pressoché totalmente diffusa; in una giornata serena con clima secco predomina invece la componente diretta, che può arrivare fino al 90% della radiazione totale


•    dall’inclinazione della superficie rispetto al piano orizzontale

Una superficie orizzontale riceve la massima radiazione diffusa e la minima riflessa, se non ci sono intorno oggetti a quota superiore a quella della superficie


•    dalla presenza di superfici riflettenti

Il contributo maggiore alla riflessione è dato dalle superfici chiare; così la radiazione riflessa aumenta in inverno per effetto della neve e diminuisce in estate per l’effetto di assorbimento dell’erba o del terreno