Le tipologie impiantistiche
L’impianto fotovoltaico è l’insieme di componenti meccanici, elettrici ed elettronici che captano l’energia solare, la trasformano in energia elettrica, sino a renderla disponibile all’utilizzazione da parte dell’utenza.
Tutti gli impianti fotovoltaici sono classificabili nelle seguenti categorie:

Alimentazione diretta: l’apparecchio da alimentare viene collegato direttamente al modulo FV. Il grande svantaggio di questo tipo di impianti è che l’apparecchio collegato non funziona in assenza di sole (di notte).
Applicazioni: piccole utenze come radio, piccole pompe, calcolatrici tascabili, ecc.

Funzionamento ad isola: il modulo FV alimenta uno o più apparecchi elettrici. L’energia fornita dal modulo, ma momentaneamente non utilizzata, viene usata per caricare degli accumulatori. Quando il fabbisogno aumenta, o quando il modulo FV non funziona (p.e. di notte), viene utilizzata l’energia immagazzinata negli accumulatori.
Applicazioni: zone non raggiunte dalla rete di distribuzione elettrica e dove l’installazione di essa non sarebbe conveniente. Esempi applicativi sono la metrologia e la telecomunicazione, ma anche l’alimentazione domestica di rifugi e casolari di campagna.

Funzionamento per immissione in rete: come nell’impianto ad isola il modulo solare alimenta le apparecchiature elettriche collegate. L’energia momentaneamente non utilizzata viene immessa nella rete pubblica. Il gestore di un impianto di questo tipo fornisce dunque l’energia eccedente a tutti gli altri utenti collegati alla rete elettrica, come una normale centrale elettrica. Nelle ore serali e di notte la corrente elettrica può essere nuovamente prelevata dalla rete pubblica. Naturalmente il gestore di un impianto fotovoltaico di questo tipo verrà pagato dall’impresa erogatrice di energia elettrica per l’energia immessa in rete. L’energia è ecologica ed aiuta ad ammortizzare gli investimenti in tempi relativamente brevi.
Applicazioni: in qualsiasi posto che disponga di un allacciamento standard alla rete pubblica, come abitazioni, uffici, stabilimenti industriali, officine artigianali, banche, scuole, edifici pubblici, ecc.

Impianti ad isola
Gli impianti fotovoltaici ad isola funzionano, come fa intuire già il nome, indipendentemente dalla rete elettrica pubblica. Questo tipo di impianto viene dunque impiegato principalmente per l’alimentazione di apparecchi in zone isolate, o nel caso sia richiesta grande mobilità. Per poter disporre di energia elettrica anche durante le ore notturne l’energia fornita durante il giorno dai moduli FV viene immagazzinata da accumulatori.

Un semplice impianto fotovoltaico ad isola è composto dai seguenti elementi:

Impianti connessi con una rete elettrica
Negli impianti per immissione in rete l’energia viene convertita direttamente in corrente elettrica alternata che può alimentare le normali utenze oppure essere immessa nella rete, con la quale lavora in regime di interscambio.

In quest’ultimo caso presso l’utente sono installati due contatori: uno che contabilizza l’energia elettrica fornita dall’impianto fotovoltaico alla rete ed uno che contabilizza l’energia elettrica che l’utente preleva dalla rete.
Nell’ipotesi in cui le due tariffe coincidano, l’utente paga all’ente erogatore dell’energia elettrica solo la differenza tra l’energia consumata, prelevata dalla rete, e quella fornita alla rete.

Un impianto fotovoltaico per immissione in rete é principalmente composto dai seguenti componenti:

Per comprendere meglio la logica con la quale funzionano gli impianti fotovoltaici per immissione in rete è utile fare riferimento al grafico che riporta il bilancio energetico di un impianto fotovoltaico per una tipica utenza residenziale.

Le barre verticali gialle rappresentano le quote di energia elettrica fornita dall’impianto fotovoltaico. Tale energia è proporzionale alla radiazione solare incidente e quindi segue un andamento con valori massimi nelle ore centrali della giornata.
Le barre rosse invece rappresentano le quote di energia elettrica richiesta dall’utenza presa come esempio. L’andamento dei consumi elettrici, pur essendo indicativo, evidenzia comunque una richiesta di energia elettrica concentrata nelle ore serali in cui l’impianto fotovoltaico non è in grado di erogare energia.
Quando l’energia elettrica richiesta è superiore a quella che l’impianto fotovoltaico è in grado di fornire, l’utenza preleva energia dalla rete.

D’altra parte quando l’energia elettrica richiesta è inferiore a quella disponibile, e quindi si verificano degli esuberi, l’energia elettrica prodotta dall’impianto fotovoltaico viene immessa in rete.

Il dimensionamento di un impianto FV
Il dimensionamento ed i calcoli di un impianto fotovoltaico richiedono molto impegno. Entrano in gioco molteplici fattori, per esempio: