Premessa - I sistemi fotovoltaici convertono l'energia solare in elettricità. Il termine “photo” deriva dal greco “phos”, il cui significato è luce, mentre “volt” prende le sue radici da Alessandro Volta (1745-1827), primo a studiare il fenomeno elettrico. “Fotovoltaico”, viene tradotto letteralmente come “luce-elettrica”. Il termine viene però anche comunemente usato con il significato di “cella solare”. I sistemi fotovoltaici, possono essere, semplici sistemi di approvvigionamento per piccole calcolatrici ed orologi da polso utilizzati ogni giorno, oppure, sistemi più evoluti, in grado di fornire un approvvigionamento elettrico per il funzionamento di pompe per l'acqua, sistemi di comunicazione, illuminazione di case e molte altre applicazioni. Nella maggior parte dei casi, l'approvvigionamento di elettricità attraverso impianti fotovoltaici, rappresenta la soluzione più economica al fine di effettuare le mansioni sopra indicate.

Alcuni cenni storici - “L'effetto fotovoltaico” è noto fin dal 1839, e trova il suo fondamento nella esperienza del fisico francese Edmond Becquerel (1820-1891) che presentò alla Accademia delle Scienze di Parigi la sua "Memoria sugli effetti elettrici prodotti sotto l'influenza dei raggi solari". La scoperta di tale effetto avvenne casualmente, mentre Becquerel effettuava delle esperienze su una cella elettrolitica, in cui erano immersi due elettrodi di platino. Nel 1870 l'effetto fotovoltaico fu studiato in solido sul selenio, da Heinrich Hertz, e nel 1876, da Smith, Adam e Day, i quali conclusero che tali celle erano in grado di convertire la luce in elettricità con una efficienza compresa fra 1% e il 2%. Contemporaneamente, il selenio venne utilizzato nel campo della fotografia, nei dispositivi per la misurazione. L'idea di sfruttare l'effetto fotovoltaico sottoforma di fonte energetica non potè essere sviluppata fino a quando non si presentò l'occasione di operare con materiali diversi dal selenio, il cui rendimento fosse migliore. Solo nel 1954, Person, Fuller e Chapin, ottennero la prima cella solare commerciale in silicio realizzata all'interno dei laboratori Bell. Passi avanti verso la commercializzazione del fotovoltaico vennero fatti tra il 1940 e l'inizio del 1950, quando venne sviluppato il processo Czochralski per la produzione del silicio cristallino altamente puro, con efficienza del 4%. I costi ingenti della nuova tecnologia rappresentarono un fattore restrittivo a casi particolari nel campo d'azione del sistema: ad esempio, l'alimentazione di satelliti artificiali.

 Valutazioni energetiche - Nel tragitto attraverso l'atmosfera, la densità di potenza della radiazione solare si  riduce da 1,353 kW/m a valori che possono variare tra 1 e 0,3 kW/m . Il valore 1kW/m corrisponde al massimo irraggiamento al suolo su superficie orizzontale con Sole allo zenit e atmosfera perfettamente trasparente. Tale valore produce una energia massima E valutabile mediante la seguente formula:

E = 1 kW · 0,8 · 8600 · 8/24 · 315/365 =2000kWh/m anno

In cui :

• 0,8 = coefficiente di riduzione della densità di potenza mediata sull'arco di 8 ore/giorno

• 8600  = numero delle ore in un anno

• 8/24 = ore di sole al giorno

• 315/365 = giorni di sole all'anno

Il valore ricavato è un valore limite e tuttavia valido per regioni come Gerusalemme, Texas, Pirenei orientali. Altrove esso è assai minore. Nell'Italia Meridionale e in Sardegna vi sono zone nelle quali l'energia solare incidente raggiunge il valore di 2000 kWh/m anno.

• L’irraggiamento del sole produce 1.353 Kw/mq, ma per via degli strati atmosferici, si riduce di circa 1Kw/mq. a livello del mare  

• 1 Kw di pannelli installati, producono nel centro Italia circa 1.350 Kw all’anno    

• 1 Kw di pannelli, occupano poco più di 8mq. di spazio (moduli di monocristallino) qualunque sia la potenza in Watt dei singoli moduli che compongono l’impianto     

• 1Kw di pannelli fotovoltaici costa tra le 6.000 e i 7.500 Euro (impianto completo e installato) a seconda del fornitore, del tipo di moduli e dalla praticità di montaggio

Tipologie di sistemi FV -  Gli impianti FV possono operare in modo autonomo oppure in parallelo alla rete elettrica.
I sistemi autonomi o isolati sono utilizzati per elettrificare utenze situate in località non raggiunte dalla rete elettrica o in luoghi dove il collegamento alla rete sarebbe troppo costoso (aree rurali, centraline di rilevazione climatica, illuminazione stradale e da giardino, ecc.).
I sistemi fotovoltaici collegati alla rete possono essere grandi impianti per la produzione centralizzata e i cosiddetti “tetti fotovoltaici”, impianti di piccola taglia integrati nei tetti e nelle facciate degli edifici.

Incentivi e Conti in tasca per calcolare il vantaggio di installare un impianto fotovoltaico con gli incentivi statali del “Conto Energia” (Decreto 387 del 19 febbraio 2007)

La legge in pratica: con tempistica trimestrale, è possibile fare domanda per installare un impianto fotovoltaico allacciato alla rete elettrica pubblica per ottenere energia gratuita dal sole e immettere quella eccedente nella linea pubblica; la dimensione dell'impianto è suddivisa in 3 fasce, da 1 a 3 kWp, da 3 a 20 kWp, e superiore ai 20 kWp. Ulteriori differenze incentivanti verranno attribuite a seconda della tipologia di impianto: non integrato, parzialmente integrato e integrato. 

Altre maggiorazioni del 5% non cumulabili tra loro:

• Premio autoproduttore (70% energia prodotta consumata) - comma 4a

• Premio per scuola pubblica e struttura sanitaria - comma 4b

• Premio per impianti integrati in strutture edilizie di destinazione agricole in sostituzione di coperture d'amianto - comma 4c

• Premio per enti pubblici locali con popolazione inferiore a 5.000 abitanti - comma 4d

Conoscete un migliore investimento per il benessere della vostra vita e del risparmio economico?