I pannelli solari sono davvero una fonte di elettricità gratuita?

Le celle solari sono da tempo un modo interessante per essere autosufficienti con l’energia solare gratuita, indipendentemente da dove si trova l’edificio, perché non importa se è collegato alla rete pubblica o meno. Le celle solari non sono solo su edifici e strutture commerciali e industriali, ma possono fornire elettricità e molte altre cose che utilizzano un motore elettrico, come biciclette, orologi, telefoni cellulari, automobili, illuminazione stradale e di piazzali, giardini, pompe di calore, piantagioni e macchine varie. Le celle solari risparmiano così elettricità e allo stesso tempo mantengono la natura incontaminata e pulita, almeno questo è quanto affermano i venditori di centrali solari.

Negli ultimi decenni l’energia solare è diventata una fonte di elettricità molto importante, perché è gratuita e non può essere esaurita, poiché i processi naturali avvengono continuamente. Le celle solari sono quelle che ottengono elettricità dal sole. I sistemi che convertono la luce solare in elettricità sono sistemi fotovoltaici e sono abbreviati in PV. Ce ne sono già oltre 4 milioni di tonnellate in Europa.

Come funzionano i pannelli solari?

Le celle solari sono in grado di convertire la luce solare in elettricità e funzionano in qualsiasi condizione atmosferica, anche in inverno o quando è nuvoloso. La differenza sta nella quantità di energia elettrica prodotta. Ciò significa che potrebbe mancare in inverno quando non c’è molta luce solare, ma è troppa in estate. Questo problema si risolve in due modi, uno con i collettori di elettricità, che sono batterie che non sono state ancora adeguatamente raffinate, si guastano e non sono sufficientemente efficienti, e alla fine si consumano e possono essere uno spreco pericoloso. A proposito, la tecnologia fa molto e le nuove batterie Tesla inventate da Elon Musk, che ha costruito uno dei più grandi insediamenti energetici autosufficienti al mondo in Australia, sono promettenti. Attualmente il progetto è ancora in fase di sviluppo.

Un altro modo è collegare la centrale solare alla rete elettrica pubblica. Quando c’è troppa elettricità, l’elettricità viene trasferita alla rete e quando c’è carenza, viene recuperata dalla rete. Solitamente i due sono bilanciati, e questo si vede chiaramente nei calcoli dei consumi e della trasmissione di energia elettrica alla rete pubblica 220V.

Le celle solari sono prodotte utilizzando varie moderne tecnologie. Le più diffuse sono le celle monocristalline e policristalline, che hanno un’efficienza compresa tra il 20 e il 25%, ma ci sono anche quelle amorfe, che sono sempre più in uso perché più economiche. Il loro problema, tuttavia, è che hanno un’efficienza energetica piuttosto bassa rispetto ad altre celle solari, intorno al 6-15%.

La luce solare contiene luce visibile, luce ultravioletta e luce infrarossa, che è quasi la metà. Tutti e tre, invece, costituiscono la base per il funzionamento di una cella solare. La potenza di tutte e tre le luci viene assorbita dal fotovoltaico. Una cella solare è un dispositivo che è un diodo semiconduttore che ha un’ampia superficie e converte la luce solare diretta e indiretta in elettricità attraverso il processo fotovoltaico.

Una cella solare è composta da più strati. Lo strato superiore è di vetro, sotto c’è uno strato antiriflesso, poi una rete di contatto altamente conduttiva per catturare gli elettroni, e poi gli strati P e N, che sono semiconduttori e sono composti da silicio con varie impurità. L’ultimo strato è di metallo, che è sia un conduttore che una protezione della cellula.

Cosa sono i moduli e i sistemi solari?

Se abbiamo una cella solare, non è sufficiente, perché ha solo 0,5 V di tensione elettrica, quindi è necessario collegare le celle solari tra loro. Più li colleghiamo, maggiore sarà la tensione che otterremo per 12V, 24V o più DC, a seconda del consumo e di cosa verrà collegato all’impianto solare. Questo crea moduli solari che collegano 36 o 72 o celle solari. Colleghiamo tutti i moduli solari che vogliamo per ottenere le tensioni nel sistema. I moduli solari sono protetti dalle intemperie e dai raggi nocivi e sono inseriti in telai di alluminio per renderli più resistenti.

Le celle solari sono collegate in parallelo e in serie, il che aumenta la tensione e la potenza fino a 32V di tensione elettrica nominale. Un sistema solare è davvero tutto ciò di cui abbiamo bisogno per far funzionare tutto ciò che necessita di elettricità, di solito edifici dotati di elettrodomestici. L’impianto solare è composto anche da accessori come vari cavi, un inverter che converte la tensione 12V, 24V o 32V in 220V, collettori elettrici, fusibili. L’impianto solare può essere collegato alla rete elettrica pubblica. Tali centrali solari sono anche sovvenzionate dallo stato, perché immettono elettricità in eccesso nella rete.

L’elettricità prodotta dalle celle solari viene immagazzinata in accumulatori solari da cui viene prelevata elettricità quando le celle solari non producono abbastanza. Un tale sistema è interessante per una zona dove non c’è rete pubblica 220V, ma non vale la pena se la rete pubblica è disponibile perché è molto più costosa.

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi delle celle solari

I sistemi solari hanno un vantaggio dove non c’è un sistema pubblico a 220V. L’investimento in un impianto solare è piuttosto consistente, anche se sempre più conveniente. Nel caso in cui possa essere collegato a un sistema pubblico nelle vicinanze, ha senso avere un sistema solare sovvenzionato dallo stato, perché in questo modo l’investimento si ripaga rapidamente.

Lo svantaggio dei sistemi solari indipendenti dove è presente un sistema elettrico pubblico è che l’installazione è troppo costosa rispetto al sistema pubblico e l’investimento non si ripaga per molto tempo se non è collegato alla rete pubblica.

Le celle solari hanno il vantaggio di poter alimentare, ad esempio, dispositivi indipendenti come vari parcheggi e altre macchine, lampade, biciclette elettriche, e questo alla lunga ripaga davvero perché l’elettricità così ottenuta è gratuita.

Le celle solari non sono molto potenti ed è necessario collegarle un po’ per ottenere la tensione e la potenza desiderate nella rete per collegare alcuni apparecchi che sono consumatori più grandi, come i frigoriferi. Pertanto, è necessario acquisire abbastanza, il che non è conveniente.

Proprio come le celle solari sono un dispositivo davvero eccellente per convertire la luce solare in elettricità e quindi preservare la natura perché questa energia è illimitata, il loro grande svantaggio è che, a causa della loro composizione, possono eventualmente consumarsi, smettere di funzionare e dover essere sostituite. È lo stesso con la batteria. Questo provoca il costo e il problema del conferimento in discarica delle celle, che inquina la natura. Si stima che la vita di una cella solare sia di circa 30 anni. L’ambiente è poco curato, alcuni vengono riciclati, la maggior parte no. Dovrebbero essere scelti produttori che garantiscono di riciclare almeno il 90 percento delle celle. Le celle solari sono composte da sostanze estremamente tossiche che inquinano la natura se vengono smaltite nelle discariche, come spesso accade, perché di solito non si fa attenzione a bypassare e riciclare in sicurezza le celle.