Il mondo sta affrontando una crisi energetica globale. Centinaia di milioni delle persone non ha ancora accesso completamente a energia sufficiente. Fortunatamente, sta diventando sempre più chiaro che i sistemi solari fotovoltaici sono una delle soluzioni più promettenti a questa crisi che stiamo affrontando, ma come funzionano? E quali sono le diverse tipologie di impianti solari fotovoltaici disponibili?
Sommario
Cos'è un impianto solare fotovoltaico?
Tre tipologie di impianti solari fotovoltaici
Cheat sheet per la scelta di impianti solari fotovoltaici
Cos'è un impianto solare fotovoltaico?
I sistemi fotovoltaici esistono dagli anni '1990 e stanno diventando sempre più popolari come alternativa energia rinnovabile fonte. I sistemi solari fotovoltaici utilizzano l'energia del sole per convertire la radiazione solare in elettricità. Sono costituiti da uno o più pannelli solari e altri componenti come un inverter, un controller, un sistema di montaggio o batterie. I sistemi fotovoltaici possono essere utilizzati come applicazioni stand-alone o sistemi connessi alla rete e le loro dimensioni variano dai sistemi sui tetti agli impianti di generazione su larga scala, a seconda della quantità di elettricità necessaria e dello spazio disponibile per l'installazione.
Energia solare e impianti fotovoltaici
L'energia solare è una fonte di energia pulita e rinnovabile che può essere utilizzata per generare elettricità. È una risorsa abbondante e inesauribile perché viene dal sole. In giusto un'ora, la luce del sole che colpisce la superficie terrestre è sufficiente per alimentare tutto il fabbisogno energetico umano per un anno intero. La luce del sole è anche chiamata radiazione solare ed è composta da fotoni. Celle fotovoltaiche catturare questa radiazione e trasformarla in elettroni che si muovono in risposta a una griglia elettrica interna, producendo elettricità nel processo.
Componenti principali degli impianti solari fotovoltaici
I quattro componenti principali dei sistemi solari fotovoltaici sono pannelli solari, inverter, cablaggio e accumulatori.
Pannelli solari
Le pannello solare è la parte più importante di un sistema fotovoltaico ed è costituita da molte celle realizzate con materiali semiconduttori come il silicio cristallino. Quando la luce solare colpisce il pannello, libera gli elettroni dagli atomi nel materiale semiconduttore. Ciò si traduce in elettricità, che può essere utilizzata per alimentare dispositivi elettrici o ricaricare le batterie.
Inverter
Inverter sono una componente fondamentale degli impianti solari fotovoltaici. Convertono l'elettricità a corrente continua (CC) in corrente alternata (CA), che è il tipo di elettricità utilizzato dalla maggior parte degli elettrodomestici e dalle fabbriche affamate di energia.
cablaggio
Il cablaggio è parte integrante degli impianti solari fotovoltaici. Collega i componenti di un circuito e funge da condotto in cui viaggia l'elettricità. I fili e i cavi fotovoltaici sono realizzati in rame o alluminio, che sono entrambi ottimi conduttori di elettricità.
Batterie
Le batterie svolgono un ruolo fondamentale negli impianti solari fotovoltaici. Accumulano l'energia elettrica generata dai pannelli solari per fornire energia al carico in qualsiasi momento. Le batterie che supportano i sistemi solari fotovoltaici sono composte principalmente da piombo-acido, cadmio-nichel o litio.
Tre tipologie di impianti solari fotovoltaici
Con così tante opzioni per sfruttare la potenza del sole, può essere difficile procurarsi il giusto sistema solare fotovoltaico. Ma non preoccuparti! Questa sezione analizzerà i tre principali tipi di sistemi solari fotovoltaici, in modo che le aziende possano facilmente confrontarli e capire quale è il migliore per le loro esigenze.
Impianti fotovoltaici connessi alla rete
I sistemi solari fotovoltaici collegati alla rete sono una scelta eccellente per gli utenti nelle aree con sussidi per l'acquisto di elettricità dalla rete, in particolare nelle aree con una migliore infrastruttura di rete, poiché convertono l'energia solare in corrente alternata e utilizzano la rete pubblica per bilanciare eventuali fluttuazioni di potenza. Inoltre, i sistemi fotovoltaici in rete consentono ai consumatori di compensare le bollette dell'elettricità reindirizzando l'energia in eccesso alla rete quando l'impianto fotovoltaico produce più energia del fabbisogno domestico.
Sebbene questo tipo di impianto solare fotovoltaico sia meno costoso di altri tipi, va notato che non offre alcuna protezione contro le interruzioni; quindi è più adatto per le case che dispongono già di buone fonti di alimentazione di riserva. Ad esempio, il 5 kW sistema solare in rete è un'ottima scelta per uso domestico e commerciale. Gli array fotovoltaici sono caratterizzati da un'elevata efficienza del 17% e da un'eccellente resistenza ai carichi meccanici. Inoltre, l'inverter solare è dotato di protezione da sovraccarico e funzione di disconnessione per sottotensione, garantendo un'efficiente conservazione dell'energia e qualità della trasmissione.
Impianti fotovoltaici off-grid
I sistemi solari fotovoltaici off-grid, noti anche come sistemi fotovoltaici autonomi, sono indipendenti dalla rete pubblica e sono adatti per le aree rurali e le aree con carenze di energia estreme che sono difficili da collegare ai sistemi di rete. Sono disponibili in due forme: sistemi di alimentazione CC e sistemi di alimentazione CA.
Un sistema DC utilizza a Convertitore DC-DC per convertire la tensione dei pannelli solari dal suo valore originario fino a un livello appropriato per l'uso in carichi CC. Un sistema AC, invece, utilizza un invertitore per convertire la tensione fotovoltaica in corrente elettrica domestica standard. I convertitori CC-CC possono essere utilizzati anche nei sistemi CA per ridurre il numero di pannelli solari richiesti.
Ad esempio, il completamente integrato Impianto solare fotovoltaico da 5 kW include un inverter solare DC-AC off-grid, regolatore di carica, Batteria al litio da 5 kWhe 12 moduli di pannelli solari da 450W. Questo sistema è ottimo per le case in località remote senza accesso alla rete elettrica. Tuttavia, i consumatori dovrebbero essere consapevoli del fatto che questo tipo di sistema fotovoltaico richiederà una manutenzione periodica, incluso il controllo dei terminali per la corrosione e l'ispezione del livello dell'elettrolito nelle celle della batteria.
Sistemi fotovoltaici ibridi
Sistemi fotovoltaici ibridi, come Banche del sistema solare da 10 kW-30 kW, sono più adatti per luoghi industriali e commerciali come scuole, ospedali, ecc. in aree remote e sviluppate con accesso limitato alla rete, poiché incorporano altre fonti di energia come turbine eoliche e generatori diesel. Questi sistemi ibridi sono accoppiati con batterie al litio per immagazzinare l'energia in eccesso, assicurandosi che non vada sprecata.
I vantaggi dell'utilizzo di sistemi ibridi includono la possibilità di generare elettricità sufficiente anche se una fonte si guasta o non è disponibile. Tali sistemi possono fornire energia anche quando il sole non splende o il vento non soffia. Questa è una considerazione essenziale per le aree che subiscono inverni rigidi e lunghi periodi senza luce solare. Sebbene i vantaggi dei sistemi fotovoltaici ibridi siano molti, possono essere costosi da installare, poiché richiedono una progettazione complessa e molteplici fonti di energia.
Cheat sheet per la scelta di impianti solari fotovoltaici
I sistemi solari fotovoltaici forniscono un modo pulito, economico e sostenibile di generare elettricità per famiglie, fattorie e persino grandi utenti industriali e commerciali come fabbriche, scuole, ospedali e centri commerciali. I sistemi fotovoltaici sono classificati in 3 tipi principali: sistemi fotovoltaici on-grid, sistemi fotovoltaici off-grid e sistemi fotovoltaici ibridi. Il sistema da scegliere dipenderà da diversi fattori come la posizione dell'utente, il budget e il fabbisogno energetico.
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