Come funziona un sistema solare? | Blog di EcoFlow Svizzera
Come funziona un sistema solare? Cosa sono le celle solari?
In questo articolo del blog vorremmo spiegarvi dalle fondamenta come funziona effettivamente un sistema solare. Cosa sono le celle solari e che funzione hanno? Cosa fa esattamente un pannello solare? E come arriva l'elettricità da lì alla presa? Continua a leggere se sei interessato a questo argomento.
Struttura della cella solare
Struttura e funzione di una cella solare Probabilmente tutti hanno sentito il termine cella solare in relazione alla tecnologia fotovoltaica. Ma di cosa si tratta esattamente? Fondamentalmente si tratta di un dispositivo elettronico per la generazione di elettricità installato nei pannelli solari. Una cella solare è costituita da materiale semiconduttore o da diversi materiali che lavorano insieme. Il nucleo della cella è spesso silicio ionizzato, ricoperto di silicio mono o policristallino. Quando le particelle di luce, i cosiddetti fotoni, colpiscono la superficie della cella solare, trasferiscono la loro energia ai materiali semiconduttori. Questo crea le cosiddette coppie fotone-buco. Ciò rende mobili gli elettrodi del materiale semiconduttore. C'è uno strato drogato n verso il quale vengono attratti gli elettrodi e uno strato drogato p verso il quale si muovono i fori, quindi viene creato un campo di tensione elettrica. Il flusso degli elettrodi crea energia elettrica, che può poi essere utilizzata altrove, ad es. B. può essere utilizzato nei vostri elettrodomestici. Questa illustrazione è ovviamente abbreviata, ma fornisce una panoramica approssimativa di ciò che è coinvolto in una cella solare.
Come funzionano le celle solari in un pannello solare?
Naturalmente, un pannello solare non include solo una cella solare; invece, un pannello solare domestico standard ha circa 60-90 celle solari che lavorano insieme per produrre energia. Ma come lo fanno esattamente? Le celle solari sono collegate tra loro in serie o in parallelo. Le singole celle solari possono essere collegate a un sistema elettrico perché sono dotate di strati conduttivi sulla parte anteriore e posteriore. Anche i singoli pannelli solari di un impianto solare lavorano insieme; possono anche essere collegati in serie o singolarmente. La prima opzione ha il vantaggio che è necessario un solo inverter, mentre la seconda fa sì che i guasti su un pannello solare non si ripercuotano immediatamente sull'intero sistema.
Cosa significa tasso di conversione e cosa ha a che fare con la funzione delle celle solari?
Quando effettui ricerche sui pannelli solari e confronti diversi pannelli solari, ti imbatterai più e più volte nella parola tasso di conversione. Abbiamo già spiegato di cosa si tratta esattamente in un articolo separato del blog, ma a questo punto vorremmo darvi un breve riassunto. In parole povere, il tasso di conversione è la velocità dei raggi solari che vengono convertiti in corrente elettrica dai raggi che colpiscono il pannello. Un sinonimo dell’aliquota di conversione è la parola “efficienza”. Al giorno d'oggi, la maggior parte dei pannelli solari ha un tasso di conversione compreso tra il 18 e il 23%. Quanto è alto dipende da fattori molto diversi. Naturalmente anche la qualità dei pannelli solari e dei materiali utilizzati gioca un ruolo importante. Il silicio monocristallino, ad esempio, fornisce un tasso di conversione più elevato rispetto al policristallino. Sono importanti anche un buon rivestimento superficiale e una manutenzione regolare dei pannelli, poiché raggiungono prestazioni ottimali solo se l'elettronica funziona senza problemi. Anche i fattori esterni influiscono notevolmente sull’aliquota di conversione effettiva. Il produttore specifica la tariffa in condizioni ottimali, ma a casa tua potrebbe essere inferiore. L'orientamento ottimale dei pannelli solari, ad esempio, gioca un ruolo molto importante. Solo quando i raggi del sole raggiungono le celle solari con la giusta angolazione, queste possono raggiungere la massima prestazione. Anche la temperatura ambiente e il raffreddamento influiscono sul tasso di conversione. E, ultimo ma non meno importante, gioca un ruolo importante anche la pulizia regolare dei pannelli, perché anche polvere e sporco possono influire sulle prestazioni.
Evoluzione delle celle solari nel tempo
Sebbene non sia rilevante per la tua decisione di acquisto, potrebbe essere interessante sapere da quanto tempo esistono effettivamente le celle solari e come si sono sviluppate nel tempo. È difficile da credere, ma è vero: l'effetto fotoelettrico, ovvero il fatto che alcuni materiali generano tensione elettrica alla luce del sole, è stato scoperto nel 1839! Tuttavia, ciò non portò ad alcuna invenzione importante nel 19° secolo; anche se la prima cellula fotoelettrica fu prodotta nel 1976, la produzione di massa era ancora lontana. All’inizio del XX secolo Albert Einstein studiò l’argomento e ottenne nuove importanti conoscenze che costituirono la base per ulteriori ricerche. Fu solo negli anni '50 che le celle solari iniziarono a essere realizzate in silicio. Questi furono utilizzati per la prima volta nelle prime missioni nello spazio, dove nessun altro tipo di generazione di elettricità era possibile. La ricerca della NASA è stata determinante nel rapido sviluppo della tecnologia. Fu solo negli anni ’70 che le celle solari divennero interessanti per l’uso domestico e industriale. Soprattutto la crescente consapevolezza della tutela del clima ha fatto sì che sempre più persone tra noi sviluppassero un interesse per questa tecnologia. Negli ultimi anni ha conosciuto un'altra ripresa grazie a diverse sovvenzioni e al costante aumento dei prezzi dell'elettricità di rete. Inoltre, la produzione di energia solare sta diventando tecnicamente migliore e più semplice: semplici soluzioni plug-and-play consentono ora anche ai non addetti ai lavori di progettare e realizzare in breve tempo una centrale elettrica da balcone.
Quali alternative ci sono alle celle solari?
Che funzione hanno queste alternative? Il modo usuale per generare energia solare è utilizzare le celle solari sopra descritte. Tuttavia, ci sono anche delle alternative. Uno di questi sono i cosiddetti moduli solari a film sottile, realizzati con materiali semiconduttori estremamente sottili. Poiché sono molto meno larghe, queste celle solari pesano molto meno e possono essere installate anche su pannelli solari flessibili. Sono ideali per l'uso su superfici di montaggio curve o sui tetti dei veicoli. Sono anche un'opzione popolare per le centrali elettriche da balcone. Esistono anche vari tipi di celle solari che utilizzano materiali diversi dal silicio e vengono spesso utilizzate nella ricerca. Esistono anche i cosiddetti sistemi CPS che funzionano con luce concentrata e specchi. Un’altra opzione sono gli impianti solari termici, in cui l’acqua viene riscaldata dalla luce solare. Il vapore viene quindi utilizzato per azionare le turbine, che a loro volta generano elettricità. Resta però da notare una cosa: i moduli fotovoltaici convenzionali con celle solari sono più adatti per l'uso nelle case private. Come arriva l'elettricità dal pannello solare alla presa? Si è già detto sopra: le celle solari inizialmente producono energia elettrica. Tuttavia, non è possibile alimentarli direttamente negli elettrodomestici o nella rete elettrica, poiché la maggior parte delle applicazioni elettriche funziona con corrente alternata. Un inverter che converta l'energia generata nella corrente alternata necessaria è quindi essenziale per il vostro impianto solare. Non appena ciò avviene, l'elettricità generata può essere utilizzata, immessa e immagazzinata.
Quali prodotti tecnici aggiuntivi comprende un sistema solare completo?
Finora abbiamo imparato: per il vostro impianto solare avete bisogno di pannelli solari e del relativo inverter. Il numero di pannelli necessari dipende in gran parte dalla quantità di elettricità che il tuo sistema dovrebbe generare. Per una centrale elettrica da balcone di solito ne bastano 1-3, per un classico impianto solare sul tetto ce ne sono molti di più. In linea di principio, questi dispositivi - ovviamente con il cablaggio appropriato e un contatore elettrico - sono sufficienti per un impianto solare con il quale si immette in rete o di cui si desidera utilizzare direttamente l'elettricità. Tuttavia, ti consigliamo vivamente di investire in spazio di archiviazione aggiuntivo. Una batteria solare offre grandi vantaggi. Ciò significa che potete utilizzare l'energia elettrica del vostro impianto anche quando non è in produzione - e poiché alle nostre latitudini il maltempo e il buio sono molto comuni, spesso ne vale la pena. Il tuo accumulatore di energia elettrica può anche fungere da generatore di emergenza. Ciò significa che diventerete molto più indipendenti dal vostro operatore di rete e non dovrete più temere potenziali blackout. Aumentando il proprio consumo di energia solare, è necessario acquistare meno elettricità e quindi risparmiare sulla bolletta elettrica. Questi risparmi diventano evidenti molto rapidamente, soprattutto se si considerano gli attuali prezzi dell’elettricità in costante aumento.
Quali novità tecniche ci sono sul mercato?
Al giorno d'oggi spesso non vengono più installati contatori elettrici analogici, ma piuttosto i cosiddetti contatori intelligenti, cioè contatori digitali. Questi ci offrono numerosi vantaggi. Questo può essere utilizzato per memorizzare i dati del tuo sistema solare, ad es. B. può essere trasmesso automaticamente agli operatori di rete e ai sistemi di gestione dell'energia, il che può aiutarti molto con la burocrazia e il monitoraggio della produzione di energia elettrica. Da tempo sono inoltre presenti sul mercato numerosi prodotti che semplificano l'ottimizzazione del consumo energetico. Questi includono prese intelligenti e sistemi di gestione intelligente dell'energia, idealmente quelli che regolano automaticamente la distribuzione della potenza e trovano così in ogni momento la soluzione di consumo più economica per te. Oggi esistono anche numerosi prodotti per la casa e il giardino alimentati direttamente dall'energia solare. Questi includono, tra le altre cose, tosaerba, impianti di climatizzazione e frigoriferi. Troverai anche molti di questi innovativi dispositivi intelligenti nella gamma EcoFlow.
Progetta un sistema solare con EcoFlow
Infine, vorremmo presentarvi alcune opzioni su come progettare il vostro sistema solare utilizzando i prodotti EcoFlow. Dovresti sempre tenere presente che lavoriamo solo con materiali di alta qualità e in gran parte riciclabili e attribuiamo grande importanza ad un eccellente tasso di conversione e ad una lunga durata. Inoltre, tutti i prodotti EcoFlow sono compatibili tra loro, il che consente di creare soluzioni su misura e facilmente scalabili. Scopri con noi passo dopo passo la soluzione migliore per il tuo impianto solare!
Pannelli solari
I pannelli solari sono il cuore del tuo investimento solare. Dovreste quindi assicurarvi che le loro prestazioni e il loro concetto si adattino perfettamente alle vostre esigenze solari. Se volete affidarvi ad un classico impianto solare sul tetto, vi consigliamo i nostri pannelli solari rigidi, disponibili con potenze comprese tra 100 e 400 Watt. Questi hanno un eccellente tasso di conversione del 23% e sono particolarmente durevoli, così potrete fare affidamento a lungo sul vostro impianto solare. Abbiamo progettato i nostri pannelli solari portatili per tutti coloro che vogliono essere particolarmente flessibili o amano stare in giro in giardino o in camper. Anche questi sono progettati in diversi spessori, hanno un alto tasso di conversione e sono realizzati principalmente con materiali riciclabili. La cosa migliore è la loro struttura particolarmente leggera e compatta, che li rende particolarmente adatti al trasporto. I pannelli sono autoportanti e progettati con un supporto integrato: puoi montarli e smontarli in pochi secondi. Questi pannelli sono particolarmente adatti per uso esterno e non sono necessariamente destinati ad installazioni permanenti. Abbiamo anche un modello di pannello solare flessibile, già menzionato sopra. Questo è perfetto per le pareti delle tende, i tetti dei veicoli e vari tipi di centrali elettriche da balcone. Il suo peso ridotto lo rende particolarmente facile da trasportare.
Accumulo solare
EcoFlow ti consente di immagazzinare elettricità nella tua casa. La soluzione di accumulo EcoFlow PowerOcean DC Fit, ad esempio, può essere integrata in un impianto solare esistente e viene semplicemente collegata tra l'impianto solare e l'inverter esistente. Risparmia la tua energia in modo conveniente. Con tutte le soluzioni di accumulo di energia EcoFlow puoi fare affidamento su una lunga durata e una ricarica rapida, con altre opzioni di ricarica disponibili (rete o generatore) oltre alla ricarica tramite i pannelli solari. Le centrali elettriche immagazzinano l'elettricità in modo sicuro e silenzioso e, grazie al loro design moderno e minimalista, si adattano perfettamente a qualsiasi ambiente. Sono progettati per essere particolarmente leggeri e quindi facili da trasportare. Da noi potete acquistare centrali elettriche di diverse dimensioni e anche aggiungere batterie in modo flessibile. Quindi non è un problema creare esattamente lo spazio di archiviazione di cui hai bisogno per la tua casa. Anche un ampliamento successivo è possibile con estrema facilità. Se non sei sicuro di quale sia la centrale elettrica più adatta a te o di quanto spazio di accumulo ti serve, i nostri esperti solari EcoFlow saranno felici di aiutarti!
Gestione intelligente dell'energia
Noi di EcoFlow sviluppiamo costantemente la nostra gamma di prodotti e recentemente abbiamo aggiunto altri due prodotti con i quali potrete sperimentare il futuro della produzione e dell'utilizzo dell'energia adesso. Il nostro EcoFlow PowerOcean e il nostro EcoFlow PowerStream sono le soluzioni complete perfette per la tua casa alimentata a energia solare. Questi prodotti regolano da soli il consumo di corrente del vostro impianto solare o della centrale elettrica da balcone e trovano sempre la soluzione più conveniente per voi. Che si tratti di utilizzo diretto, immissione o stoccaggio, il perfetto equilibrio è garantito. Un grande vantaggio è il pratico controllo tramite app. Non solo puoi gestire il tuo consumo energetico da qualsiasi luogo, anche quando sei in viaggio, ma puoi anche vedere a colpo d'occhio tutti i potenziali di ottimizzazione. L'app è progettata per essere intuitivamente comprensibile anche per i non addetti ai lavori nel campo dell'energia solare.
Conclusione
Possiamo dire: senza celle solari, la produzione di energia solare è impossibile! Qui la luce solare viene convertita in energia elettrica mediante l'effetto fotoelettrico o diversi materiali semiconduttori. In un pannello solare, diverse celle lavorano insieme per ottenere una produzione di energia ragionevolmente elevata. Quanto è alto il tasso di conversione dipende in gran parte dalla qualità del tuo prodotto solare. Ma possono giocare un ruolo anche diversi fattori esterni come l’ombra, la temperatura e lo sporco. È importante notare che i produttori dichiarano sempre le prestazioni dei pannelli in condizioni ottimali. Quindi non potete dare per scontato che i vostri pannelli forniranno queste prestazioni da soli - ma dovreste sforzarvi di creare le migliori condizioni possibili. Le alternative attualmente esistenti a questo tipo di produzione di energia solare sono piuttosto inadatte alle abitazioni private. Un'eccezione sono i cosiddetti moduli solari a film sottile - nel caso in cui sia necessario un pannello solare particolarmente leggero o flessibile. Oltre al pannello solare, il vostro impianto solare necessita di altri componenti, come un inverter, un contatore elettrico, un cablaggio e, se necessario, un dispositivo di accumulo dell'energia. Vi consigliamo di optare per una potente soluzione a tutto tondo, come PowerOcean di EcoFlow. Ciò ti consente di portare la tua gestione energetica a un livello completamente nuovo, ottenere enormi risparmi e ottenere il massimo dal tuo sistema solare. Ciò riduce notevolmente il periodo di ammortamento del tuo investimento. Inoltre hai il controllo sulla tua fornitura di energia anche quando non sei a casa: basta guardare l'app!
Qui abbiamo messo insieme i link direttamente ai nostri prodotti:
Centrali elettriche di EcoFlow
PowerStream e centrale elettrica da balcone
Soluzioni di storage domestico PowerOcean di EcoFlow
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