L’energia fotovoltaica viene prodotta quando la luce solare viene convertita in energia con l’uso di celle solari o semiconduttori. Queste celle a semiconduttore sono generalmente realizzate in silicio e non contengono materiali corrosivi o parti in movimento. Finché le celle solari sono esposte alla luce, produrranno energia fotovoltaica con una manutenzione minima. Questa energia è anche ecologicamente pulita, silenziosa e sicura.
Il termine “fotovoltaico” è composto da due parti: foto, parola greca che significa luce, e voltaico, riferimento all’innovatore dell’energia elettrica Alessandro Volta. Nel 1839, il fisico francese Edmond Becquerel scoprì l’effetto fotovoltaico, la produzione di un volt mediante l’uso di un semiconduttore. Questa scoperta ha spinto a ulteriori sperimentazioni con sorgenti luminose e semiconduttori, che hanno portato all’invenzione di celle solari che producono energia fotovoltaica.
Le singole celle solari, chiamate anche celle fotovoltaiche, sono prodotte in diverse forme e dimensioni. A volte è necessaria solo una cella per alimentare un dispositivo, ma molto spesso molte celle sono collegate tra loro per formare pannelli o moduli solari. Questi moduli possono poi essere collegati per creare array fotovoltaici che possono essere utilizzati per alimentare piccoli edifici o grandi complessi. La produzione risultante di energia fotovoltaica dipende dalle dimensioni dell’array. Le dimensioni possono variare, a seconda della quantità di luce solare disponibile e della quantità di energia necessaria.
Anche se la potenza di un sistema di energia fotovoltaica dipende dalla quantità complessiva di esposizione alla luce, genererà comunque energia nei giorni nuvolosi o nuvolosi. Per immagazzinare questa energia per una successiva trasmissione, i consumatori hanno a disposizione una varietà di sistemi di accumulo. I sistemi di accumulo più affidabili utilizzano una combinazione di batterie ricaricabili e condensatori per l’accumulo di energia, alcuni dei quali possono essere progettati per alimentazione CA o CC.
La quantità di energia disponibile nei giorni nuvolosi e di notte in un sistema di energia fotovoltaica dipende dalla produzione di energia dei moduli fotovoltaici e dalla disposizione delle batterie. L’aggiunta di moduli e batterie aggiuntivi aumenterà la potenza disponibile, ma aumenterà anche il costo del sistema. Per ottenere i migliori risultati, è necessario condurre un’analisi approfondita delle esigenze rispetto ai costi al fine di creare un design del sistema che bilanci i costi e le esigenze con la praticità d’uso. I sistemi ben progettati offrono l’opportunità di espansione o riduzione man mano che il fabbisogno energetico aumenta o diminuisce.
L’energia fotovoltaica sta emergendo come una valida soluzione ai problemi energetici in tutto il mondo. I suoi usi attuali includono centrali elettriche, trasporti, forniture di elettricità rurale e strade solari. Sebbene sia ancora lontana dal diventare la principale fonte di energia del mondo, la ricerca continua sull’energia fotovoltaica può portare la promessa di speranza per il futuro.