Fotovoltaico | passo dopo passo: La guida pratica per principianti alla progettazione di un sistema fotovoltaico

Di M.Eng. Johannes Wild

Stai cercando un'introduzione semplice e comprensibile alle basi del fotovoltaico per principianti? Oppure vuoi semplicemente diventare indipendente dalla rete elettrica e dai prezzi dell'elettricità? Sei interessato a progettare e installare un impianto fotovoltaico fai-da-te per produrre energia elettrica in modo autosufficiente? Ti piacerebbe imparare tutto questo e molto altro da un professionista (un ingegnere)?

Allora questo libro è la scelta giusta per te, sia che tu stia cercando un libro sulla progettazione di un impianto fotovoltaico autonomo (off-grid), o di un impianto connesso alla rete (on-grid), sia che tu sia interessato a combinare il fotovoltaico con l'accumulo di batterie! Anche se vuoi avere solo una visione d'insieme, cioè se sei interessato all'argomento a scopo puramente informativo, questo libro è adatto. Perché in questo libro troverai tutti questi argomenti facilmente spiegati!

In qualità di ingegnere (M.Eng.), in questo libro ti spiego, passo dopo passo e in modo dettagliato, come puoi progettare e installare in modo semplice e veloce un impianto fotovoltaico o un impianto solare, sia per immettere energia elettrica in rete che per il tuo consumo personale per la tua casa, la tua casetta da giardino, la tua Tiny House, il tuo camper, il tuo garage, la tua officina, la tua auto, ...

In questo libro distinguiamo tra sistemi solari off-grid e on-grid. Con l'aiuto di due esempi pratici passo-passo (impianto fotovoltaico per la Tiny House e impianto fotovoltaico per la tua casa), non solo imparerai la teoria di questo libro, ma anche come progettare, costruire e installare un impianto solare o un impianto fotovoltaico da solo.

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• Lingua: Italiano
• Editore: XinXii
• Data di uscita: 20 set 2022
• ISBN: 9783987420726

Anteprima del libro

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© 2023

Autore ed editore: M.Eng. Johannes Wild

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1 Introduzione

L'energia fotovoltaica può essere intesa come il processo di conversione della luce solare in elettricità utilizzabile. Questo tipo di generazione di elettricità, insieme ad altre energie rinnovabili come l'energia eolica e l'energia idroelettrica, ha registrato una forte crescita negli ultimi anni grazie alla sua tecnologia ecologica. La generazione di energia dalla luce solare tramite celle fotovoltaiche può essere sia off-grid che grid-connected. Scopriremo più avanti il significato di questi due termini. Le celle fotovoltaiche sono spesso chiamate colloquialmente celle solari e un sistema fotovoltaico è spesso chiamato sistema solare. Tuttavia, questo termine ombrello viene utilizzato anche per le celle solari utilizzate per riscaldare l'acqua (solare termico). Tuttavia, esiste una chiara e significativa differenza tra questi due sistemi (fotovoltaico e solare termico), sia in termini di costruzione che di funzionamento. In effetti, si tratta di sistemi completamente diversi (a meno che tu non utilizzi un impianto fotovoltaico in combinazione con una barra di riscaldamento per riscaldare l'acqua). L'unica cosa che hanno in comune è che entrambi i sistemi utilizzano l'energia radiante del sole. Il fotovoltaico utilizza questa energia per generare elettricità e il solare termico per riscaldare l'acqua.

Gli impianti fotovoltaici (PV = photovoltaics) sono diffusi in tutto il mondo, sia su scala molto piccola, ad esempio come centrale elettrica da balcone con un solo modulo fotovoltaico da collegare alla propria presa di corrente, sia su scala commerciale, ad esempio come fattoria solare di diversi ettari. Con i sistemi fotovoltaici, l'efficienza della produzione di elettricità dipende da un lato dalle condizioni atmosferiche (radiazione solare) e dall'altro dalla progettazione del sistema. Per ottenere il massimo rendimento energetico, è sempre necessario effettuare un'analisi delle prestazioni.

L'indice di rendimento è uno dei fattori di qualità più importanti per valutare le prestazioni di un sistema fotovoltaico. Questo cosiddetto indice di rendimento (Performance Ratio) è sostanzialmente il rapporto tra il rendimento possibile (target) della potenza installata di un impianto fotovoltaico e il rendimento effettivo (reale). Ma di questo parleremo più avanti.

I moduli di un impianto fotovoltaico sono solitamente fissi (con una certa angolazione). Nel frattempo, però, esistono anche nuove tecnologie che permettono all'impianto fotovoltaico di seguire l'andamento del sole in modo da essere sempre allineato in modo efficiente. I sistemi fissi sono solitamente installati con un'angolazione che consente la massima produzione di energia elettrica. L'angolo di inclinazione dei moduli solari dipende dalla posizione dell'impianto fotovoltaico. Ad esempio, se l'impianto fotovoltaico si trova nell'emisfero meridionale (cioè a sud dell'equatore: ad esempio Sudafrica, Australia, Argentina), può essere adatto un orientamento verso nord. Questo perché nell'emisfero meridionale - a sud del tropico più meridionale - il sole si trova a nord durante il giorno (a mezzogiorno) invece che a sud, come in Europa o negli Stati Uniti. L'Europa, il Canada, gli Stati Uniti e il Messico si trovano nell'emisfero settentrionale, quindi un impianto fotovoltaico esposto a sud è adatto anche qui (di solito).

Negli impianti fotovoltaici con inseguimento (allineamento flessibile), viene utilizzato un algoritmo speciale per spostare i moduli fotovoltaici lungo il percorso del sole. In questo caso, i moduli fotovoltaici sono normalmente allineati a est al mattino (alba) e si spostano da est a ovest (corso del sole). In questo modo, i moduli fotovoltaici sono orientati in modo ottimale verso il sole per tutto il giorno. Questo contribuisce ad aumentare la produzione di energia elettrica. Inoltre, le nuove tecnologie vengono utilizzate anche nei moduli stessi per migliorare l'efficienza di un sistema e quindi aumentare la produzione di elettricità. Si possono citare ad esempio i moduli solari bifacciali. La particolarità di questi moduli è che non solo possono essere irradiati dalla luce solare su un lato, ma possono anche generare elettricità su entrambi i lati del modulo. In un certo modo, ad esempio, i raggi del sole che passano davanti alla cella sul terreno possono essere riflessi sul retro dei pannelli fotovoltaici e quindi utilizzati per generare elettricità.

Dall'inizio del XIX secolo, la maggior parte dell'energia mondiale è stata generata utilizzando combustibili fossili ed energia nucleare. A causa della diminuzione delle risorse di combustibili fossili e dei loro effetti nocivi sull'ambiente, è di enorme importanza dare una svolta energetica con l'aiuto di fonti alternative per la produzione di energia. Poiché la domanda di energia continua a crescere in un mercato energetico difficile,