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 solare
Cella fotovoltaica
La cella fotovoltaica è il componente elementare
dell’impianto fotovoltaico costituito da una sottile fetta
di materiale semiconduttore:
IL SILICIO
Funzionamento effetto fotovoltaico
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 fotovoltaico
Quando la cella viene esposta alla luce, si
generano cariche elettriche e si avrà un flusso di
elettroni sotto forma di :
CORRENTE
CONTINUA
Cenni di Fisica Fotovoltaica
Tavola degli elementi
Cenni di Fisica Fotovoltaica
Silicio
Cristallo di Silicio
Atomo di Silicio
1s2 2s2 2p6 3s2 3p2
Cenni di Fisica Fotovoltaica
Atomi di Boro e Fosforo
Atomo di Boro
1s2 2s2 2p1
Atomo di Fosforo
1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
Cenni di Fisica Fotovoltaica
Drogaggio semiconduttori
Cristallo di Silicio
Drogaggio tipo N
Drogaggio tipo P
Cenni di Fisica Fotovoltaica
Giunzione P-N
Drogaggio tipo P
Drogaggio tipo N
Zona di svuotamento
Cenni di Fisica Fotovoltaica
fotodiodo
Potenziale
negativo
Potenziale
positivo
I fotoni che colpiscono la superficie della cella cedono energia
e liberano coppie lacuna-elettrone.
Gli elettroni vengono attratti dalla regione n ( positiva ) mentre
le lacune vengono attratte dalla regione p ( negativa ).
In questo modo si genera una corrente elettrica.
Cella, modulo,pannello,
stringa e campo solare
cella
stringa
modulo
pannello
Campo FV
Inverter
La corrente continua in uscita dai moduli viene
indirizzata dai cavi di collegamento verso un
INVERTER
Trasforma la corrente continua in
CORRENTE ALTERNATA
Schema impianto in rete
Pannelli fotovoltaici
Rete
nazionale
inverter
Conto energia
incentivo GSE €
Contatore ENEL
bidirezionale
Varie utenze
domestiche
Impianto a regime di scambio sul posto
Schema impianto isolato
Pannello fotovoltaico
Utenze in corrente
alternata
Regolatore di carica
batteria
inverter
Utenze corrente
continua
Esempi impianti fotovoltaici
Inseguitore solare
Console
Grandi impianti a terra
Grandi impianti a terra