Trasformare direttamente in energia elettrica l’energia associata alla radiazione solare. Sfruttare una fonte rinnovabile e non inquinante per alimentare sistemi di produzione industriale così come singole abitazioni. Queste le possibilità che ad oggi offre la tecnologia fotovoltaica.
I generatori fotovoltaici sfruttano una energia inesauribile e distribuita. Installati nel luogo stesso di utilizzazione, il che permette di ridurre drasticamente le perdite di trasmissione, senza inquinamenti, con minima manutenzione, assicurano elevata affidabilità e lunga durata.
Le applicazioni di tecnologia fotovoltaica si suddividono in impianti autonomi, i quali permettono di accumulare energia, e impianti connessi alla rete elettrica. L’elemento base di un generatore fotovoltaico è la cosiddetta “cella solare” in silicio, che possiede uno spessore inferiore al millimetro. Data la modesta potenza erogabile dalla singola cella (al massimo 3 W), l’unità fondamentale a livello commerciale è il modulo fotovoltaico (con potenze fino a 300 W), un insieme di celle solari racchiuse ermeticamente fra due pannelli piani, di cui quello anteriore, quasi sempre in vetro, è trasparente alla luce. Più moduli collegati in serie o in parallelo permettono di ottenere potenze che vanno dal kW fino a qualche MW (per avere un termine di paragone, pensiamo ai 3 kW erogati dall’Enel ad una singola abitazione).
Una delle principali sfide tecnologiche è quella di aumentare il rendimento di conversione dei generatori fotovoltaici: a seconda delle tecnologie utilizzate, questo oscilla tra il 7% e il 18%, quando ad esempio, un sistema idroelettrico converte oltre il 70% di energia idrica in energia elettrica. È da notare che il rendimento complessivo diminuisce per la necessità di convertire l’energia sotto forma di corrente continua in corrente alternata pur con rendimenti superiori al 90%.
Rispondendo alle nuove esigenze di rinnovabilità delle fonti e di compatibilità eco-ambientale, la tecnologia fotovoltaica vede il proprio utilizzo in costante espansione. Dal 1992, anno di installazione delle prime applicazioni, al 2005, la potenza installata relativa ai sistemi fotovoltaici a livello mondiale è cresciuta di 370 volte.
Tale crescita non accenna ad arrestarsi. Nel corso dell’anno 2005, la potenza installata di sistemi fotovoltaici nei 18 paesi più sviluppati ha registrato un incremento di oltre il 40%, arrivando a circa 3700 MW, incremento che per l’Italia si è attestato a poco meno del 35%.
Ciononostante, molto rimane da fare se si pensa che il contributo a livello mondiale dei sistemi fotovoltaici rappresenta circa il 10% del picco di fabbisogno italiano.
In un contesto in cui è sempre maggiore l’attenzione dei Governi e delle comunità nei confronti della compatibilità ambientale e della disponibilità delle fonti di energia, incentivare l’utilizzo di una tecnologia pulita e rinnovabile pare una priorità.
In Italia, le attività di incentivo all’utilizzo della tecnologia fotovoltaica, in precedenza affidate alle Regioni con gli incentivi in conto installazione, sono oggi materia nazionale gestita dal GSE (Gestore Servizi Elettrici). Tariffe incentivanti per l’utilizzo di impianti fotovoltaici sono state istituite nell’ambito del Decreto Ministeriale del 19 febbraio 2007.
I programmi di sviluppo prevedono analisi, collaudi, valutazioni di lungo termine delle performance e delle procedure di manutenzione in stretta collaborazione con l’ENEA (Ente per le Nuove Tecnologie, l’Energia e l’Ambiente) e il CESI (Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano), con l’obiettivo di valutare la tenuta dei sistemi fotovoltaici in condizioni climatiche particolari e con diverse configurazioni elettriche.
Come in ogni processo di modernizzazione tecnologica, un ruolo determinante è giocato dai programmi di Ricerca. Ad oggi, gli investimenti in ricerca a livello mondiale sul fotovoltaico e le sue applicazioni sfiorano i 750 milioni di Euro, cifra che doppia quella registrata solo dieci anni or sono.
L’Italia investe annualmente poco meno di 5 milioni di Euro in ricerca sulla tecnologia fotovoltaica, a fronte di 30 milioni di Euro impiegati in iniziative tese a stimolare il mercato. Tale proporzione si inverte ad esempio nel caso del Giappone, nel quale comunque i principali investimenti riguardano collaudi e test, i quali raccolgono quasi 80 milioni di Euro all’anno.
La tecnologia fotovoltaica è una frontiera di innovazione da presidiare con grande determinazione. La domanda di fonti di energia rinnovabili e non inquinanti va tuttavia accompagnata e sostenuta. In altre realtà come il Giappone, leader mondiale nella produzione di sistemi fotovoltaici o la Germania, che conta il mercato più sviluppato a livello di installazione di impianti fotovoltaici, i risultati ottenuti sono di grande rilievo. In questo senso, l’utilizzo della tecnologia fotovoltaica su più larga scala, visti anche i continui progressi ottenuti dalle attività di Ricerca, rappresenta un’opportunità da non lasciarsi scappare.

Filippo Spertino, Ricercatore in “Sistemi Elettrici per l’Energia” presso il Politecnico di Torino


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