14 Ott 2022
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Un’occasione aperta a tutti i cittadini e su un’argomento di grande attualità. Questa sera, 14 ottobre, alle 21, l’appuntamento è a Villa Fantoni a Sangiano per una conferenza organizzata dalla Rete per il Clima di Verbano e dall’amministrazione comunale intitolata “Fotovoltaico oggi e comunità energetiche rinnovabili”.
Sebbene l’effetto fotovoltaico venne scoperto già nel 1839, le prime applicazioni pratiche nacquero solo negli anni cinquanta. Il FV (fotovoltaico) venne sviluppato 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, il 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 ed alta affidabilità grazie all’assenza di parti in movimento
Cos’ è e come funziona la cellula fotovoltaica?
Una cella fotovoltaica, il componente base di un impianto FV, permette di convertire l’energia solare in energia elettrica tramite l’effetto fotovoltaico.
Effetto fotovoltaico: alcuni materiali semiconduttori infatti, opportunamente trattati, sono in grado di generare elettricità quando vengono colpiti dalla radiazione solare, senza dover ricorrere ad alcun combustibile. Il materiale semiconduttore più utilizzato nella tecnologia del fotovoltaico è il silicio, che costituisce l’elemento chiave per le celle fotovoltaiche.
Il silicio, dopo l’ossigeno, è 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 è 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).
Una superficie della cella fotovoltaica di silicio, per godere della proprietà dell’effetto fotovoltaico, deve subire un processo di drogaggio (doping) con l’inserimento di atomi di boro (silicio di tipo P, presenta lacune di elettroni), mentre l’altra è drogata con piccole quantità di fosforo inserite ad alta temperatura (silicio di tipo N, presenta un numero di elettroni in eccesso); ponendo a contatto i due cristalli di silicio di tipo P e di tipo N si ottiene una giunzione P-N. Le lacune (spazi vuoti nelle orbite) presenti nel cristallo P tendono a spostarsi nel cristallo N. Allo stesso modo, gli elettroni in eccesso nel cristallo N tendono a spostarsi verso il cristallo P.
Quando i fotoni (particelle di energia) della luce solare colpiscono la cella fotovoltaica, una parte di energia si trasforma in calore, una parte viene riflessa, ed un’ultima parte provoca uno spostamento degli elettroni degli atomi nel materiale semiconduttore. L’energia del flusso di fotoni libera un certo numero di elettroni/lacune: gli elettroni spostati nella struttura atomica del semiconduttore iniziano a scorrere, producendo una corrente elettrica continua, senza bisogno di parti meccaniche in movimento, nel corpo del semiconduttore.
La cella fotovoltaica è in grado di produrre circa 1,5 Watt di potenza in condizioni standard, vale a dire quando essa si trova ad una temperatura di 25 °C ed è sottoposta ad una potenza della radiazione pari a 1000 W/m².
L’efficienza di conversione della cella fotovoltaica, è data dal rapporto tra la potenza massima ottenuta dalla cella e la potenza della radiazione incidente sulla sua superficie frontale. per le celle al silicio è in genere compresa tra il 13 % e il 20%
Alla serata parteciperanno Matteo Marchesi, sindaco di Sangiano che introdurrà gli ospiti: Fulvio Fagiani e Tiziano Pedroni della Rete per il Clima di Verbano. Ci si confronterà su bollette e clima e verranno illustrati i motivi per installare un impianto fotovoltaico oggi; anche in funzione delle Comunità Energetiche Rinnovabili.
