Fotovoltaico

Foto = Photo (Phos = Luce)Voltaico = Volt (A.Volta elettricità )

La teoria che spiega l’effetto fotoelettrico fu pubblicata da Albert Einstein per la prima volta nel 1905. Per questi studi ricevette il premio Nobel per la fisica nel 1921.

La radiazione La radiazione solaresolare

La cella fotovoltaica è il componente elementare dell’impianto fotovoltaico costituito da una sottile fetta

di materiale semiconduttore:

IL SILICIO

Cella fotovoltaicaCella fotovoltaica

Il Silicio viene drogato mediante l’inserimento di atomi di Boro su una faccia (drogaggio p) e l’inserimento di atomi di Fosforo (drogaggio N) sull’altra faccia. Nella zona di contatto tra i due strati si determina un :

CAMPO

ELETTRICO

Funzionamento effetto Funzionamento effetto fotovoltaicofotovoltaico

Quando la cella viene esposta alla luce, si generano cariche elettriche e si avrà un flusso di elettroni sotto forma di :

CORRENTE

CONTINUA

Funzionamento effetto Funzionamento effetto fotovoltaicofotovoltaico

Cenni di Fisica FotovoltaicaCenni di Fisica FotovoltaicaTavola degli elementiTavola degli elementi

Cenni di Fisica FotovoltaicaCenni di Fisica FotovoltaicaSilicioSilicio

Cristallo di SilicioCristallo di Silicio

Atomo di SilicioAtomo di Silicio1s2 1s2 2s2 2p62s2 2p6 3s2 3s2 3p23p2

Cenni di Fisica FotovoltaicaCenni di Fisica FotovoltaicaAtomi di Boro e FosforoAtomi di Boro e Fosforo

Atomo di BoroAtomo di Boro1s2 1s2 2s2 2p12s2 2p1

Atomo di FosforoAtomo di Fosforo1s2 1s2 2s2 2p62s2 2p6 3s2 3s2 3p33p3

Cenni di Fisica FotovoltaicaCenni di Fisica FotovoltaicaDrogaggio semiconduttoriDrogaggio semiconduttori

Cristallo di SilicioCristallo di Silicio

Drogaggio tipo NDrogaggio tipo N Drogaggio tipo PDrogaggio tipo P

Cenni di Fisica FotovoltaicaCenni di Fisica FotovoltaicaGiunzione P-NGiunzione P-N

Zona di svuotamentoZona di svuotamentoDrogaggio tipo PDrogaggio tipo P Drogaggio tipo Drogaggio tipo NN

Cenni di Fisica FotovoltaicaCenni di Fisica Fotovoltaicafotodiodofotodiodo

I fotoni che colpiscono la superficie della cella cedono I fotoni che colpiscono la superficie della cella cedono energia e liberano coppie lacuna-elettrone.energia e liberano coppie lacuna-elettrone.Gli elettroni vengono attratti dalla regione n Gli elettroni vengono attratti dalla regione n ( positiva ) mentre le lacune vengono attratte dalla ( positiva ) mentre le lacune vengono attratte dalla regione p ( negativa ).regione p ( negativa ).In questo modo si genera una corrente elettrica.In questo modo si genera una corrente elettrica.

PotenzialePotenzialepositivopositivo

PotenzialePotenzialenegativonegativo

Cella, modulo,pannello,Cella, modulo,pannello,stringa e campo solarestringa e campo solare

cellacella modulomodulo

stringastringa

pannellopannello

Campo Campo FVFV

La corrente continua in uscita dai moduli viene indirizzata dai cavi di collegamento verso un

INVERTER Trasforma la corrente continua in

CORRENTE ALTERNATA

InverterInverter

Pannelli fotovoltaici

Conto energia incentivo GSE €

Varie utenze domestiche

Rete nazionale

inverterContatore ENEL bidirezionale

Impianto a regime di scambio sul posto

Schema impianto in reteSchema impianto in rete

Pannello fotovoltaico

Regolatore di carica batteria

Utenze corrente continua

inverter

Utenze in corrente alternata

Schema impianto isolatoSchema impianto isolato

Inseguitore solare

Console

Esempi impianti fotovoltaiciEsempi impianti fotovoltaici

Grandi impianti a terraGrandi impianti a terra

Grandi impianti a terraGrandi impianti a terra