?Fotovoltaica?:
“Fotovoltaico” vuol dire, sia letteralmente che praticamente,
“luce-elettricità”.
Nel 1918, dopo che diversi scienziati avevano notato una
reazione di alcuni metalli alla luce, il polacco Jan Czochralski
sviluppò un procedimento per produrre silicio cristallino.
Fu questo a rendere possibile, trentacinque anni dopo, la
presentazione da parte dei Bell Laboratoires della prima vera cella
al silicio, che aveva un’efficienza del 4,5%, portata pochi mesi
dopo al 6%.
Nel 1958 il “lancio”, è il caso di dirlo. La prima
ambiziosa applicazione delle celle fotovoltaiche è nel
satellite Vanguard I, il primo veicolo orbitante ad essere
alimentato dall’energia solare! Le sue celle al silicio gli
forniscono energia per quasi un decennio, finché venne
disattivato. Un successo tale che le celle fotovoltaiche divennero
parte integrante di ogni progetto spaziale.
Quell’anno, l’efficienza delle celle Hoffman Electronics arriva
a un 8%, poi al 9%, al 10%, fino al 14% e agli odierni valori.
Le celle standard attualmente in uso nei pannelli fotovoltaici
hanno un’efficienza di conversione – cioè, convertono la
radiazione solare in elettricità – fra il 10% ed il 15%. Le
migliori, 18%.
La cella è il componente elementare del sistema. È
una fetta di materiale semiconduttore, fino ad ora quasi sempre
silicio (l’elemento più diffuso in natura, dopo l’ossigeno),
d’uno spessore di 0,3 millimetri. Il silicio viene “drogato” (si
dice proprio così) con atomi di boro su una faccia e di
fosforo dall’altra. Nella zona di contatto tra i due strati a
diverso drogaggio si determina un campo elettrico; quando la cella
è esposta alla luce, si generano cariche elettriche che, se
le due facce sono collegate da un utilizzatore, vengono convogliate
in un flusso d’elettroni.
Una cella di 10 centimetri di lato fornisce una corrente di 3 A,
una tensione di 0,5 V e una potenza di 1,5 – 1,7 W.
Più celle insieme formano il “modulo”: una struttura
robusta e maneggevole, in grado di garantire decenni e decenni di
funzionamento, anche in condizioni ambientali difficili.
Un insieme di moduli, assemblati in una struttura comune,
costituisce un “pannello” e più pannelli collegati in serie
una “stringa”.
Si possono installare impianti fotovoltaici isolati, “stand –
alone”, e impianti connessi alla rete elettrica di distribuzione,
“grid – connected”. Nei primi l’energia prodotta alimenta
direttamente qualcosa e la parte in più si accumula in
batterie. Nell’impianto grid – connected l’energia viene convertita
da continua in alternata per essere
immessa nella rete, con cui lavora in regime di
interscambio.
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