Fotovoltaico: sciogliamo qualche dubbio

Come funziona

L’energia solare, attraverso i suoi fotoni, stimola gli elettroni liberi contenuti nel silicio delle celle fotovoltaiche che generano una corrente continua. Questa, tramite cavi elettrici, raggiunge un convertitore che la trasforma in corrente alternata, necessaria per il funzionamento dei dispositivi elettrici presenti in un edificio.

I 3 modelli

In commercio si possono trovare tre tipologie di impianto fotovoltaico:

lo Stand Alone è capace di immagazzinare l’energia non utilizzata, per poterne beneficiare nei momenti in cui ce n’è bisogno. Il funzionamento è simile a quello di un caricabatterie, in quanto l’energia solare carica le batterie che alimentano l’impianto.

Il secondo tipo è detto Grid connected. In questo caso l’energia in eccesso viene immessa nella rete elettrica pubblica e ilgestore della rete la sfrutta per alimentare gli utenti collegati alla rete. L’energia utilizzata nelle ore in cui l’impianto fotovoltaico non è produttivo viene fornita (perciò restituita) dalla rete pubblica. Vengono così installati due contatori: uno calcola la corrente fornita dal fotovoltaico al pubblico, l’altro calcola il processo inverso. Tale meccanismo prevede un accordo economico del quale parleremo più avanti.

La terza opzione non è altro che un mix dei due precedenti. L’impianto è collegato sia alle batterie che alla rete pubblica.

Impatto ambientale

Prima di tutto è bene evidenziare che l’energia solare è una risorsa “a chilometro zero”, poiché può essere prodotta direttamente nel luogo in cui viene consumata. In questo modo si elimina uno dei fattori più inquinanti del resto degli impianti energetici: il trasporto.

La fase della produzione dei pannelli fotovoltaici è però paragonabile a quella di una qualsiasi industria chimica. Si utilizzano infatti materiali chimici tossici come l’arsenico e il cadmio, difficili da smaltire allo stato attuale.La differenza sta nella tenuta dei prodotti: i pannelli funzionano per circa 25 anni, durata inimmaginabile per la maggior parte degli altri prodotti che utilizzano materiali tossici durante la produzione.

Alcuni ricercatori dell’Università di Utrecht (Olanda) hanno elaborato un’analisi dettagliata sull’effettivo impatto ambientale del fotovoltaico, incrociando decine di studi. Dai risultati emerge che: l’inquinamento prodotto nella realizzazione di un’attuale pannello viene “recuperato” nel giro di due anni. Ciò è possibile perché l’elettricità prodotta dall’impianto fotovoltaico non rilascia sostanze inquinanti nell’ambiente.

Riferendoci di nuovo alla tenuta media di un impianto, si può dire che, per circa diciotto anni, l’impatto ambientale sarà nullo.

Risparmio economico

Per la tipologia Stand Alone, il risparmio economico sulle bollette risulta evidente. Se si utilizza un elettrodomestico in un momento in cui i pannelli sono produttivi, la rete pubblica non viene in alcun modo sfruttata. Nel caso in cui i pannelli non siano produttivi, ad esempio di notte, ci si servirà dell’energia immagazzinata nelle batterie. Si attingerà all’elettricità della rete pubblica solo quando anche la “riserva” sarà esaurita.

Il Grid connected, come abbiamo accennato, prevede un sistema chiamato “scambio sul posto”.L’utente paga le bollette normalmente in base all’energia consumata attingendo alla rete pubblica, ma riceve un rimborso annuale basato sull’energia immessa nella rete dal proprio impianto.

In entrambi i casi il risparmio sulle bollette è assicurato, ma attenzione. Per poter calcolare interamente i vantaggi economici derivanti dal fotovoltaico, bisogna tenere conto dei costi di acquisto e di istallazione dell’impianto.

Alcuni studi affermano che, considerando appunto tutti i costi, nel giro di circa otto anni l’investimento viene ripagato. Da quel momento in poi, per altri quindici anni circa, ci si servirà di elettricità quasi gratuitamente.

Il fotovoltaico che verrà

Chiudiamo mostrando alcuni esperimenti molto interessanti e innovativi che si stanno eseguendo negli ultimi anni.

Un team di ricercatori della King Abdullah University of Science and Technology di Thuwal ha messo a punto un sistema fotovoltaico che, oltre a produrre corrente elettrica, è in grado di purificare le acque inquinate trasformandole in acqua potabile. Si utilizza un pannello solare sotto al quale si trovano serbatoi "impilati" dove scorre l'acqua da depurare. Il calore dissipato dal pannello fa evaporare l’acqua dal primo serbatoio e il vapore acqueo così prodotto, ripulito dalle impurità, viene catturato da una speciale membrana dove condensa in acqua potabile.La scoperta potrebbe cambiare la vita di milioni di persone, costrette a combattere ogni giorno con la mancanza di acqua ed energia.

Il laboratoriofranco-giapponese NextPV, specializzato nella ricerca in campo fotovoltaico, sta lavorando a speciali palloni aerostatici che possano catturare i raggi del Sole sopra le nuvole, producendo energia pulita giorno e notte grazie anche all'ausilio di una cella a combustibile. L’idea consiste nel montare i moduli fotovoltaici su palloni fluttuanti a circa 6 chilometri di altitudine, dove le radiazioni solari sono più dirette. In questo modo i ricercatori stimano che sia possibile generare una quantità di corrente elettrica tre volte superiore a quella ottenibile con i pannelli posizionati al suolo. Tuttavia bisognerà risolvere alcune sfide tecniche, tra cui la necessità di speciali cavi di collegamento, molto lunghi e capaci di convogliare l'energia prodotta in quota fino a terra.