Come funzionano i pannelli solari?

· Notizia sull'industria fotovoltaica

L'energia solare è l'energia termica del sole (vedi i tre modi in cui viaggia l'energia termica: l'irraggiamento), principalmente sotto forma di quelli che spesso vengono chiamati raggi solari. In generale, l'energia solare è la fonte di molte delle fonti energetiche della Terra, come l'energia eolica, l'energia chimica, l'energia potenziale dell'acqua, ecc.

Come funzionano i pannelli solari: l'effetto fotovoltaico

I pannelli solari funzionano secondo il principio che l'elettricità viene generata quando le particelle della luce solare o i fotoni liberano gli elettroni dagli atomi e li mettono in movimento. Questo flusso di elettroni è elettricità e i pannelli solari sono progettati per catturare questo flusso di elettroni e convertirlo in corrente elettrica utilizzabile. Questo processo è chiamato effetto fotovoltaico ed è il processo chimico e fisico alla base della maggior parte delle tecnologie solari.

Fasi di funzionamento dell'effetto fotovoltaico:

1. La maggior parte dei pannelli fotovoltaici che utilizziamo oggi utilizza celle fotovoltaiche a base di silicio. Il silicio è il materiale semiconduttore più utilizzato sul pianeta. Se il silicio puro viene drogato con un atomo che ha cinque elettroni esterni, come ad esempio un atomo di fosforo, solo quattro di questi elettroni formano un legame covalente con gli elettroni circostanti, quindi c'è un elettrone libero in più, che chiamiamo semiconduttore di tipo N. Se il silicio puro viene mescolato con un atomo che ha solo 3 elettroni esterni, come ad esempio un atomo di boro, in modo che gli atomi di silicio circostanti abbiano un elettrone che non può formare un legame covalente con l'atomo di boro, si crea un posto vacante, che chiamiamo buco, e un semiconduttore di questo tipo è un semiconduttore di tipo P.

2. Quando un semiconduttore di tipo N viene combinato con un semiconduttore di tipo P, gli elettroni liberi del semiconduttore di tipo N e le buche del semiconduttore di tipo P si diffondono e si legano tra loro fino a raggiungere un equilibrio dinamico, uno stato stabile chiamato giunzione PN. Nel campo elettrico incorporato, il movimento degli elettroni si dirige dal semiconduttore di tipo N al semiconduttore di tipo P.

3. Quando la luce solare colpisce una cella fotovoltaica, l'energia dei fotoni della luce viene parzialmente assorbita dagli elettroni. Quando l'energia assorbita dall'elettrone è sufficientemente grande, può staccarsi dal legame covalente e diventare un elettrone libero. L'elettrone e la buca si sposteranno rispettivamente nelle regioni N e P sotto la forza del campo elettrico incorporato. La direzione di movimento degli elettroni è dalla regione P alla regione N. A questo punto, se il circuito esterno viene acceso, gli elettroni accumulati nella regione N torneranno alla regione P attraverso il circuito, generando così una corrente.

Come possono i pannelli solari generare elettricità per la tua casa?

Le celle fotovoltaiche sono inserite tra strati di materiali semiconduttori come il silicio. Ogni strato ha proprietà elettroniche diverse che generano energia quando vengono colpite dai fotoni del sole, generando un campo elettrico. 
La generazione di corrente elettrica è il primo passo del lavoro di un pannello solare; ecco come un pannello solare può creare un sistema elettrico utilizzabile per la tuaa casa.

1. Le celle fotovoltaiche assorbono l'energia del sole e la convertono in corrente continua.
Come già detto, le celle solari che compongono ogni pannello solare svolgono gran parte del lavoro di generazione di elettricità. In una cella fotovoltaica vengono utilizzati due strati di silicio, ciascuno dei quali viene appositamente trattato o "drogato" per creare un campo elettrico alla giunzione tra gli strati. Questo campo elettrico costringe gli elettroni liberi a fluire attraverso la cella solare e a uscire dalla giunzione di silicio, creando così una corrente elettrica. Attraverso l'effetto fotovoltaico, il pannello solare produce corrente elettrica.

2. L'inverter solare converte la corrente continua proveniente dal modulo solare in corrente alternata, utilizzata dalla maggior parte degli elettrodomestici. Quando la corrente continua passa attraverso l'inverter solare, viene convertita in corrente alternata. L'inverter può anche essere dotato di un trasformatore che regola la tensione delle correnti CC e CA.

3. L'elettricità scorre in casa per alimentare i dispositivi elettronici.
L'inverter solare trasmette la corrente alternata convertita al pannello di distribuzione dell'abitazione. Da qui, l'elettricità si diffonde in tutta la casa fino a tutte le prese, in modo che, quando i dispositivi devono essere collegati, ci sia corrente disponibile.

4. L'elettricità in eccesso generata dai pannelli solari viene immessa nella rete.
Se avete un impianto solare collegato alla rete, l'elettricità può fluire sia in entrata che in uscita dalla rete, e l'energia in eccesso prodotta dai vostri pannelli può effettivamente farvi guadagnare. Grazie a una politica nota come "net metering", si ottiene un credito dalla rete quando si rimanda l'elettricità alla rete, rendendo più conveniente la bolletta elettrica complessiva.

Se state cercando di risparmiare sulla bolletta elettrica o di investire nelle energie rinnovabili, Maysun Solar è un produttore di pannelli fotovoltaici specializzato con l'esperienza necessaria per fornirvi i pannelli fotovoltaici giusti. Se ne avete bisogno, contattateci per un preventivo.

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