Energia solare: dall’effetto fotovoltaico alle comunità energetiche

L’impianto fotovoltaico: come funziona

Che si trovi in un grande parco fotovoltaico o sul tetto di un'abitazione, un impianto fotovoltaico si basa su una tecnologia complessa grazie alla quale l'energia solare viene convertita in energia elettrica immediatamente utilizzabile. Il processo prende avvio dai pannelli solari, ciascuno dei quali è costituito da numerose celle fotovoltaiche collegate tra loro. Quando queste ultime vengono colpite dalla luce solare, si innesca l'effetto fotovoltaico che genera corrente elettrica continua. Successivamente, questa corrente viene trasferita all'inverter, un dispositivo elettronico in grado di convertirla in corrente alternata, compatibile con la rete elettrica domestica o industriale. L'energia prodotta può essere consumata contestualmente alla produzione, immessa nella rete elettrica o accumulata in batterie per un utilizzo successivo, ad esempio durante le ore notturne. Per tenere traccia di questo flusso di energia, un contatore bidirezionale misura l’energia prodotta dall’impianto, quella consumata e quella eventualmente immessa in rete. Un sistema di monitoraggio, infine, permette di controllare costantemente la produzione dell'impianto e il suo stato di funzionamento.

Dal sole all’interruttore, il viaggio dell’energia solare

I pannelli solari

I pannelli solari non sono tutti uguali: a fare la differenza sono il materiale semiconduttore utilizzato e la tecnologia di base, fattori che determinano costi e rendimenti diversi. La quasi totalità di quelli in uso sfrutta le proprietà del silicio, sia esso monocristallino o policristallino. Nel panorama attuale del fotovoltaico, il silicio monocristallino n-type si distingue per il rapporto vantaggioso tra efficienza di conversione e minori fenomeni di degradazione nel tempo, risultando una delle tecnologie più performanti disponibili. Nel futuro dei semiconduttori, invece, si profila un materiale dal nome difficile da ricordare, la perovskite, che promette però prestazioni elevate. La ricerca si sta concentrando sulla durata e sulla stabilità nel tempo, elementi cruciali per rendere questa tecnologia matura per una diffusione su larga scala.

Fotovoltaico al plurale

Parchi solari, parchi fotovoltaici, centrali elettriche solari o solar farm. Nomi diversi per indicare la stessa cosa: impianti utility scale che producono energia elettrica al fine di immetterla in rete. Si estendono su vaste aree, spesso situate in zone rurali o industriali con elevato irraggiamento.

Un parco fotovoltaico è frutto di un’attenta progettazione che tiene conto non soltanto del potenziale irraggiamento, ma anche del territorio e dell’integrazione con le attività normalmente svolte. È costituito da migliaia di pannelli solari collegati tra loro a inverter centralizzati di elevata potenza, e i pannelli possono essere fissi oppure dotati di tracker, che ne consentono la rotazione in base all’irraggiamento solare. L'energia prodotta viene immessa nella rete elettrica nazionale attraverso cabine di trasformazione che ne elevano la tensione in modo da velocizzarne la distribuzione.

Fotovoltaico e territorio: integrazione agricola e riqualificazione industriale

Fotovoltaico e autoconsumo

Accanto alla fotovoltaica utility scale, destinato a produrre energia per l’immissione in rete, esiste un modello di impianti in forte ascesa basato sull’autoconsumo dell’energia. Si tratta di impianti più piccoli, utilizzati per soddisfare parte del fabbisogno di strutture produttive oppure, e questo è il caso più frequente, le esigenze domestiche. Come indicano le statistiche del GSE, la grande maggioranza degli impianti installati in Italia ha una potenza minore di 20 kW. Questi impianti sono per lo più destinati all’autoconsumo di energia nell’ambito di un impiego domestico: si possono facilmente scorgere sui tetti delle abitazioni o nelle immediate pertinenze e sono dimensionati in base al fabbisogno energetico dell’utente. Agli impianti possono essere abbinati sistemi di gestione intelligente dell'energia che ottimizzano i consumi in base alla produzione. Inoltre, l'ulteriore integrazione di un sistema di storage (batterie) consente di immagazzinare l'energia prodotta durante il giorno e non impiegata, per poi utilizzarla nelle ore serali o, in generale, quando l'impianto non produce. In questo modo è possibile aumentare ulteriormente la quota di autoconsumo (leggi qui il nostro approfondimento).

La comunità energetica

Le comunità energetiche rappresentano un modello innovativo di produzione e consumo dell’energia, basato sulla collaborazione e la condivisione delle risorse. Dal punto di vista tecnico, possono essere descritte come una rete virtuale tra più unità produttive e di consumo, alla quale possono partecipare soggetti pubblici e privati, ricevendone tutti beneficio. Chi ha un proprio impianto non solo può produrre l’energia per consumarla direttamente, ma anche condividere quella non autoconsumata con gli altri membri della comunità e ricevere per questo un incentivo economico. Il suo significato, però, va oltre quello puramente tecnico e amministrativo: la comunità energetica, nelle sue diverse forme, fa riferimento a un complesso valoriale più ampio dove termini come condivisione, educazione, cambiamento assumono un significato peculiare.

Matilde Scandroglio, Head of Energy Services Development & Go to Market, e Roberto Gatti, Head of Energy Technologies and Solutions di Plenitude spiegano cos’è e come funziona una comunità energetica.