Si fa presto a dire ‘pannello solare’. Ma come funzionano poi questi pannelli solari? Siamo davvero tutti sicuri di saperlo?
I tipi di pannelli solari che normalmente si trovano sui tetti dei comuni edifici sono chiamati pannelli solari fotovoltaici, dove ‘foto’ significa luce e ‘voltaico’ indica il fatto che riguarda l’elettricità. Quindi, come suggerisce il termine stesso, i pannelli solari fotovoltaici convertono la luce solare in energia elettrica. Tuttavia, ci siamo mai chiesti come funzionano e di quanto sole hanno bisogno?
L’effetto fotoelettrico
I pannelli solari fotovoltaici producono energia elettrica utilizzando il cosiddetto ‘effetto fotoelettrico’. Si tratta di un effetto scoperto nel 1839 da un fisico francese di nome Edmund Bequerel, che rilevò come alcuni materiali potessero produrre dell’energia elettrica se esposti alla luce. Ed è proprio questo il principio utilizzato dai pannelli solari fotovoltaici. Col passare del tempo, la tecnologia è migliorata e i pannelli sono diventati più agevoli ed economici. Oggi i pannelli solari sono molto usati per gli edifici domestici, e i prezzi sono tendenzialmente calati rispetto a prima.
Che cos’è una cella fotovoltaica?
Le celle solari fotovoltaiche sono piccoli dispositivi in grado di convertire la luce solare in energia elettrica. Una cella di per sé fornisce solo una piccola quantità di potenza, ma più celle collegate fra di loro creano un modulo, che può produrre una più grande quantità utile di energia. Quando diversi moduli sono collegati fra di loro, si ha un pannello solare fotovoltaico.
Come funziona un pannello solare?
In poche parole, una cella solare funziona così: all’interno di una cella solare si hanno due strati sottilissimi di cristallo di silicio posti l’uno sopra l’altro. Lo strato superiore viene trattato proprio per rendere instabili i suoi atomi, con la necessità di cedere elettroni. Lo strato inferiore è trattato in modo tale che possa guadagnare gli elettroni che vengono ceduti dallo strato superiore. È proprio su questo meccanismo che si basa la produzione di energia. Tuttavia gli elettroni all’interno del cristallo di silicio non possono spostarsi finché il pannello solare non viene esposto alla luce. Quando la luce solare colpisce lo strato superiore di silicio, si eccitano gli elettroni e dà loro abbastanza energia per muoversi. Gli elettroni, così, cominciano a passare dallo strato superiore a quello sottostante. Quando un gruppo di elettroni si muove verso la stessa direzione, si dà vita all’elettricità. Se si mettono poi due contatti metallici su entrambi i lati dei due strati di silicio, si ha l’elettricità che si muove in un circuito.
Tuttavia, prima che l’elettricità venga utilizzata, c’è ancora un’ultima cosa che deve avvenire. L’elettricità generata dalle celle fotovoltaica è una corrente continua, mentre l’elettricità utilizzata in casa è corrente alternata. Così la corrente dal sistema dei pannelli solari dev’essere convertita in corrente alternata. Solo dopo questa conversione l’energia può essere utilizzata in casa e per gli elettrodomestici.