Come funziona un pannello solare

Come funziona un pannello solare

Gianfrancesco, Tuttofare & programmatore informatico

Guida scritta da:

Gianfrancesco, Tuttofare & programmatore informatico

61 guide

I pannelli solari raccolgono l’energia rilasciata dal sole e la trasformano in elettricità. Cella fotovoltaica, atomo, materiali semi-conduttori, elettrone, drogaggio e giunzione p-n: comprendere il funzionamento dei pannelli solari e la trasformazione della corrente continua in corrente alternata.

Caratteristiche importanti

  • Composizione
  • Cella fotovoltaica
  • Atomi ed elettroni
  • Corrente contenua e corrente alternativa
Scopri i nostri pannelli solari!

Composizione di un pannello solare


alt

Un pannello solare produce elettricità grazie a numerose celle fotovoltaiche montate in serie e/o in parallelo. Ogni cella produce circa 0,5 Volt (V).

Nella parte superiore, un vetro lascia passare la luce e l’energia che essa trasporta. Nella parte inferiore, un pannello rigido protegge l’insieme. Il tutto è sostenuto da un telaio rigido che protegge il pannello dagli urti.

Se ti trovi di fronte ad un pannello solare, lo riconoscerai facilmente in quanto le celle formano una sorta di quadrettatura e il materiale di cui esse sono fatte emette dei riflessi blu o grigi. Un cavo uscente dal telaio fornisce una corrente continua a tensione costante.

Scopri il catalogo ManoMano
Cavo
Scopri il catalogo ManoMano
Cavo
Scopri il catalogo ManoMano
Cavo

Pannello solare e produzione di elettricità: la fisica degli atomi


alt

Senza entrare troppo nei dettagli, possiamo darti un’idea di ciò che accade nei vari strati che compongono un pannello solare. Per capire bene, bisogna ricordarsi che un atomo è composto da un nucleo attorno al quale gravitano degli elettroni organizzati in strati. Le proprietà fisiche dell’atomo dipendono dal numero di elettroni di questo strato esterno.

Per proprietà fisiche, si intende la sua capacità di legarsi ad altri atomi per formare molecole e cristalli e per trasformarsi in ioni. Se si staccano degli elettroni da questi atomi e li si mette in movimento, si può generare una corrente.

La cella fotovoltaica: materiali semi-conduttori


alt

Una cella fotovoltaica è creata a partire da materiali semi-conduttori che si trovano in numerose componenti elettroniche. Per costruire questi semi-conduttori, bisogna anzitutto scegliere una famiglia di atomi che presentino 4 elettroni nel loro strato esterno: si parla di atomi tetravalenti. Essi possono raggrupparsi insieme in modo organizzato per formare un cristallo.

L’idea generale per costruire dei materiali semi-conduttori è di introdurre delle impurità scelte ad arte in questa struttura: si parla allora di drogaggio. Se si inseriscono in questo cristallo degli atomi che hanno tre elettroni sul loro strato esterno, ci sarà allora un deficit di elettroni. Essendo un elettrone carico negativamente, ne risulterà una carica positiva, e si parla quindi di drogaggio p. Al contrario, se si introducono degli atomi che hanno 5 elettroni sul loro strato esterno, c’è un eccesso di elettroni: il cristallo è quindi caricato negativamente e si parla di drogaggio n.Se si unisce una piastra di materiale drogato n a una piastra di materiale drogato p, si crea quella che viene chiamata giunzione p-n. In questa giunzione, le cariche negative da un lato e positive dall’altro creano un campo elettrico.

Funzionamento di una cella fotovoltaica


alt

La cellula consiste in una giunzione p-n con una griglia metallica sulla parte superiore e un collettore di materiale conduttore sulla parte posteriore. I fotoni della luce colpiscono il semi-conduttore drogato n. Questi fotoni trasmettono la loro energia a degli elettroni che si liberano così dall’attrazione del nucleo attorno al quale gravitano.

Il campo elettrico della giunzione p-n respinge questi elettroni verso la griglia metallica. Questi elettroni circolano poi attraverso il circuito al quale è connesso il pannello, per ritornare dal contatto posteriore nel semi-conduttore, dove sono nuovamente attratti da un nucleo.

Trasformazione della corrente continua in alternata: il ruolo dell’inverter


alt

L’intensità, la tensione e quindi la potenza dipendono dal numero di celle installate in serie e in parallelo. La corrente in uscita da un pannello è continua, il che può andar bene per ricaricare una batteria o alimentare un camper. Per utilizzare questa corrente in una casa o rivenderla a un operatore, bisogna collegare un inverter, che trasforma la corrente continua in corrente alternata a 220V e 50Hz.

Scopri i nostri pannelli solari!

Guida scritta da:

Gianfrancesco, Tuttofare & programmatore informatico, 61 guide

Gianfrancesco, Tuttofare & programmatore informatico

Interessato fin da bambino ai lavori manuali e alla tecnologia e da sempre affascinato dal bricolage e dalla lavorazione del legno, ho colto l'occasione dell'acquisto della nuova casa per dedicarmi a questa mia passione. Decorazione (ovviamente con l'aiuto di mia moglie), creazione di mobili su misura per la stanza di mio figlio ma anche impianto elettrico e idraulico... insomma, mi sono dato da fare! Per mancanza di spazio, non ho un laboratorio fisso e alcuni degli utensili che sognavo non sono ancora entrati a far parte della mia collezione. Conosco molto del mondo del fai-da-te e per questo spero di poterti guidare nella scelta dei tuoi prodotti.

I prodotti collegati a questa guida