L’impianto fotovoltaico: dal funzionamento alle tipologie

Di Antonino Vento
impianto fotovoltaico su tetto a falda

Stai pensando di installare un impianto fotovoltaico a casa o in azienda? O vuoi semplicemente capirne di più su questa tipologia di impianti di produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili?
Qui di seguito scoprirai quali sono le tipologie di impianto realizzabili (in rete, in isola, con accumulo, …), i vari componenti dell’impiantistica e qualche consiglio su quando scegliere una soluzione o l’altra.

Tipologie di impianto fotovoltaico

Gli impianti fotovoltaici possono essere connessi alla rete elettrica nazionale (cioè capaci di immettere energia sulla stessa) oppure essere isolati dalla rete.

Impianti fotovoltaici in rete o grid connected con o senza accumulo

Esempio di impianto fotovoltaico connesso in rete
Gli impianti on-grid sono connessi alla rete elettrica di distribuzione nazionale e all’impianto elettrico di pertinenza dell’immobile su cui è ubicato. Questa categoria di impianto ha due sottocategorie: con accumulo e senza accumulo dell’energia elettrica prodotta in eccedenza.

L’impianto fotovoltaico dotato di batteria di accumulo (Energy Storage), immagazzina nella stessa l’energia elettrica prodotto in eccedenza (cioè ad esempio produco X kWh ma non posso consumarla poichè a casa non c’è nessuno) per renderla disponibile nelle ore in cui l’energia fotovoltaica prodotta non è sufficiente (ad esempio la notte). La presenza dell’energy storage massimizza l’autoconsumo (cioè l’energia prodotta che viene consumata dal titolare dell’impianto), ma allo stesso tempo introduce un maggior costo di realizzazione dell’impianto fotovoltaico.

Nell’impianto fotovoltaico senza accumulo l’energia non autoconsumata va immessa in rete e viene remunerata secondo una serie di contratti che dipendono dalla finalità per il quale è stato realizzato l’impianto. Nel caso di impianti domestici o comunque con obbiettivo di rendere energeticamente indipendente l’utenza, il meccanismo di remunerazione è lo scambio sul posto.

Meglio con l’accumulo o senza?
Tutto dipende dal fattore economico, cioè bisogna capire quanto si risparmia con l’accumulo e quanto costa il sistema di accumulo.

Impianti fotovoltaici in isola o off-grid

Sono impianti non connessi alla rete e quindi dotati di sistemi di accumulo. Solitamente troviamo questo tipo di impianti in luoghi isolati dove non è presente la rete elettrica nazionale.

Quali le parti principali di un impianto fotovoltaico connesso in rete?

Un impianto fotovoltaico connesso in rete è costituito dalle seguenti parti principali: il generatore (pannelli fotovoltaici), il gruppo di conversione della corrente continua in corrente alternata, il gruppo di misura dell’energia elettrica prodotta e l’impianto di connessione con la rete dell’utente e pubblica.

I pannelli fotovoltaici, ovvero il generatore in corrente continua

installazione panelli fotovoltaici
Il generatore ha la funzione di convertire l’energia solare in energia elettrica, ed è costituito da un determinato numero di moduli o pannelli fotovoltaici, connessi elettricamente e meccanicamente tra di loro.

La radiazione solare incidente sui pannelli fotovoltaici trasforma l’energia solare in energia elettrica, non immediatamente utilizzabile dall’utente poichè caratterizzata da tipologia di tensione non compatibile con quella di alimentazione della rete elettrica (alternata 230/400V).

Il numero di moduli fotovoltaici che compongono il generatore è proporzionale alla potenza di picco che l’impianto stesso dovrà avere; in particolare la quantità di pannelli necessari è data dal rapporto tra la potenza di picco dell’impianto e la potenza di picco del pannello.

Ad esempio un impianto fotovoltaico di potenza 5kWp può essere realizzato con 22 moduli da 230 Wp, 21 moduli da 240Wp o 20 moduli da 250wp.

I pannelli del generatore verranno suddivisi in gruppi e collegati in serie tra di loro, ottenendo così una stringa; tutte le stringhe verranno collegate in parallelo.

L’energia prodotta verrà convogliata tramite opportuni cavi (detti spesso cavi solari) al gruppo di conversione dell’energia, detto comunemente inverter fotovoltaico.

Il gruppo di conversione dell’energia (inverter)

Energy storage fotovoltaico enel energia
Il gruppo di conversione ha il compito di trasformare la corrente continua, proveniente dal generatore fotovoltaico, in corrente alternata monofase o trifase, con caratteristiche conformi ad i valori della rete pubblica.

La funzione di conversione è affidata al cosidetto “inverter“, cioè una apparecchiatura elettronica capace di variare le caratteristiche di tensione e corrente di un circuito.

Negli impianti di piccola taglia, solitamente fino a 10 kWp, l’inverter è unico, mentre in impianti più grossi o per soluzioni impiantistiche particolari gli inverter sono diversi.

In alcune tipologie di impianti fotovoltaici con Energy Storage, l’inverter gestisce anche il gruppo batterie.

Quadristica

Esistono due quadretti elettrici installati solitamente in prossimità dell’inverter: il primo contiene le protezioni per la sezione di impianto in corrente continua (energia che deriva dai pannelli) e l’altro contiene le protezioni della parte di impianto elettrico in alternata (parte in uscita dall’inverter che viene connessa con l’impianto dello stabile e con la rete nazionale).

Il gruppo di misura dell’energia prodotta

Subito a valle del gruppo di conversione dell’energia, troviamo il contatore dell’energia elettrica prodotta, che contabilizza i kwh prodotti dall’impianto fotovoltaico.

La connessione rete pubblica e l’impianto utilizzatore

Attraverso un sistema di cavi e quadri elettrici si convoglia l’energia elettrica elettrica prodotta all’impianto utilizzatore e alla rete pubblica che riceverà l’eventuale la produzione in esubero.

Interfacciato con la rete ci sarà un contatore bidirezionale, cioè capace di contabilizzata l’energia assorbita dalla rete pubblica e quella ceduta alla rete stessa.

Quali le parti principali di un impianto fotovoltaico in isola?

L’impianto fotovoltaico in isola è composto da:

  • il generatore dell’energia prodotta;
  • il gruppo accumulatore dove viene trattenuta l’energia prodotta in eccesso durante particolari momenti della giornata e costituito da batterie;
  • un regolatore di carica che ha il compito di gestire l’energia conservata nell’accumulatore in funzione delle diverse esigenze;
  • un inverter che ha il compito di trasformare la corrente continua in uscita dall’accumulatore che solitamente è di 12 o 24 volt in corrente alternata molto più alta solitamente 110 o 230 volt rendendola così disponibile all’utilizzo.

Quindi le principali differenze fra un impianto in off-grid ed un impianto on-grid sono la presenza nell’impianto off-grid di un accumulatore e di un regolatore di carica e la mancanza di un quadro e un contatore elettrico installato e gestito dalla rete. Infatti un impianto in isola utilizza solo l’energia elettrica che produce, senza alcun interscambio con la rete elettrica.

Approfondimenti sugli impianti fotovoltaici

Hai visto una breve panoramica su com’è composto un impianto fotovoltaico: se vuoi approfondire, ad esempio valutando gli eventuali incentivi e la convenienza dell’investimento, ti consiglio di leggere alcuni articoli di approfondimento presenti nella sezione “Fotovoltaico“.

Vuoi ricevere aggiornamenti sull'argomento?

Inserisci qui sotto nome ed indirizzo email per ricevere aggiornamenti, approfondimenti e novita' sull'argomento!

6 commenti su “L’impianto fotovoltaico: dal funzionamento alle tipologie”

  1. Ciò che viene prodotto in più quindi ciò che viene messo in rete nello scambio sul posto come viene gestito?

  2. Salve vorrei sapere se a qualcuno dopo aver istallato l impianto e’ arrivata la bolloetta praticamente doppia e se avete un consiglio

    1. Salve, nessuno dei miei clienti ha avuto questo problemi (sono un consulente/progettista). Vorrei porle qualche domanda per capire meglio il problema: il suo fornitore le manda consumi reali o stimati (spesso capita nel mercato libero)? Il suo stile di consumo com’è cambiato dal momento in cui ha avuto il fotovoltaico attivo? Cioè consuma negli stessi orari o magari ha spostato la maggior parte degli stessi di giorno?

  3. Vorrei riuscire a capire tra i vari produttori di pannelli fotovoltaici quale e il migliore eventuale differenza tecnica proggettuale se ci sono grazie.

    1. @ Francesc
      dire qual’è il produttore migliore non è possibile, mentre ti posso dire che non tutti i pannelli fotovoltaici sono tutti uguali. Non posso elencarti le differenze tecniche (mi hai dato spunto per un articolo da fare in futuro), ma si parte dalla qualità della cornice esterna fino ad arrivare alla bontà delle celle fotovoltaiche. E’ importante inoltre che il produttore dia le garanzie sui guasti e sul decadimento della produttività negli anni.

Lascia un commento

La tua Mail non verrà publicata