Alunno: Vincenzo Pasquini   -   Anno Scolastico:2010/2011

Impianto Fotovoltaico

Principali componenti e principio di funzionamento

Introduzione

Un impianto fotovoltaico è un impianto elettrico costituito da uno o più moduli fotovoltaici, questi ultimi sono dei dispositivi in grado di convertire l’energia solare in energia elettrica mediante il cosiddetto effetto fotovoltaico (passaggio di un elettrone dalla banda di valenza di un materiale alla banda di conduzione a causa dell’assorbimento di un fotone sufficientemente energetico).

I moduli fotovoltaici possono essere utilizzati sia singolarmente che collegati tra loro in serie e parallelo così da formare stringhe (insieme di moduli collegati tra loro in serie) e campi fotovoltaici (costituiti da tutti i moduli e tutte le loro strutture che fanno capo ad un solo impianto).

 L’energia prodotta da un generatore fotovoltaico viene raramente utilizzata direttamente dalle utenze elettriche collegate, infatti tra produzione e utenza sono interposti dei dispositivi e circuiti con funzioni elettriche ben precise. Per compensare la discontinuità della fonte solare rispetto alle richieste di un carico elettrico si utilizzano delle batterie di accumulatori e quando c’è il bisogno di una tensione costante all’utenza vengono utilizzati opportuni regolatori di tensione e circuiti di tipo chopper; l’utilizzo di questi ultimi ci permette la massimizzazione delle prestazioni offerte dal campo fotovoltaico facendolo lavorare con valori di tensione e di corrente ottimali (dispositivi Maximum Power Point Tracker o MPPT – inseguitori del punto di massima potenza). Quando poi bisogna disporre di energia elettrica sotto forma di corrente alternata a 230 V monofase o 400 V trifase, l’utilizzo degli inverter è obbligatorio. I moderni inverter oltre alla conversione dalla corrente continua a quella alternata assolvono altre importanti funzioni quali la protezione dei carichi e della rete elettrica a valle del dispositivo MPPT, l’esecuzione dei paralleli tra le stringhe e l’acquisizione di dati di funzionamento dell’impianto gestendo l’invio di questi dati ad un computer di controllo. Le prestazioni, i componenti e la taglia dei sistemi fotovoltaici dipendono dalle specifiche applicazioni ma in linea di massima possono essere in due macro-categorie: gli impianti isolati dalla rete (stand-alone o off-grid) e gli impianti collegati alla rete elettrica (grid-connected).

II - Conversione fotovoltaica