Tipi di impianti fotovoltaici: guida completa

Il fotovoltaico rappresenta una delle tecnologie chiave per la produzione sostenibile di energia elettrica. L’impianto fotovoltaico, grazie all’energia solare catturata dai pannelli solari, consente di produrre elettricità in modo pulito e rinnovabile. Ma quanti tipi di impianti fotovoltaici esistono? Come funzionano e quali sono le diverse tipologie di impianti fotovoltaici? In questa guida, esploreremo tutte le soluzioni disponibili, i tipi di pannelli fotovoltaici, le tipologie installative, i sistemi grid connected e stand alone, e i criteri per scegliere un impianto fotovoltaico adatto alle proprie esigenze.

Impianti fotovoltaici: funzionamento e caratteristiche generali

Un impianto fotovoltaico converte la luce solare in energia elettrica grazie ai moduli fotovoltaici. L’energia prodotta dai pannelli solari viene utilizzata immediatamente oppure immessa nella rete elettrica nazionale (nei sistemi connessi alla rete) o immagazzinata in batterie per fotovoltaico (nei sistemi stand-alone o con accumulo).

Ogni tipo di impianto fotovoltaico è composto da un campo fotovoltaico, un inverter, un sistema di monitoraggio e, se previsto, un accumulatore. Le caratteristiche degli impianti variano in base alla tipologia di impianto, alla potenza installata, alla configurazione elettrica e alla destinazione d’uso (residenziale, industriale, agricolo, ecc.).

Le principali tipologie di impianti fotovoltaici

Impianti fotovoltaici grid connected

Gli impianti fotovoltaici connessi alla rete, o impianti grid connected, sono collegati direttamente alla rete elettrica nazionale. Sono i più diffusi sia in ambito residenziale che industriale.

• L’energia prodotta dal campo fotovoltaico viene utilizzata in tempo reale;
• L’eccesso viene immesso nella rete e valorizzato tramite scambio sul posto o ritiro dedicato;
• Non necessitano di batterie, ma possono essere dotati di accumulo per ottimizzare l’autoconsumo.

Impianti fotovoltaici stand alone (off-grid)

Gli impianti stand alone, detti anche fotovoltaici a isola o off-grid, non sono connessi alla rete e funzionano in totale autonomia.

• Sono utilizzati in zone remote o isolate;
• L’energia prodotta dai pannelli solari viene immagazzinata in batterie per fotovoltaico;
• Necessitano di un accurato dimensionamento per garantire energia continua anche quando i pannelli non producono energia (es. di notte o con cielo coperto).

Impianti fotovoltaici con accumulo

Si tratta di una variante dei precedenti: un impianto grid connected può essere dotato di accumulo per aumentare l’autonomia energetica.

• Riduce la dipendenza dalla rete;
• Aumenta l’autoconsumo;
• L’energia solare per produrre energia elettrica viene sfruttata al massimo anche nelle ore serali.

Micro impianti e fotovoltaico residenziale

I micro impianti sono tipicamente installati in abitazioni private e rientrano nel fotovoltaico residenziale. Hanno potenze contenute (1-6 kW) e sono progettati per coprire i consumi familiari.

• Spesso installati su tetti (es. impianto fotovoltaico sul tetto);
• Possono essere sia impianti fotovoltaici grid connected sia stand-alone;
• L’impianto fotovoltaico può essere integrato esteticamente nella struttura dell’edificio.

Tipologie di pannelli fotovoltaici

Pannelli fotovoltaici monocristallini

Realizzati in silicio monocristallino, questi tipi di pannelli fotovoltaici garantiscono un’alta efficienza energetica e prestazioni elevate anche in condizioni di luce diffusa o non ottimale. Grazie alla struttura cristallina uniforme, riescono a catturare una maggiore quantità di energia solare per produrre energia elettrica.

• Ideali per spazi ridotti grazie alla loro efficienza per metro quadro;
• Esteticamente uniformi, con un colore scuro omogeneo che si integra facilmente nei contesti architettonici;
• Più costosi rispetto ad altri tipi, ma con una resa energetica superiore e una maggiore durata nel tempo;
• Adatti a impianti residenziali e commerciali dove è importante massimizzare la produzione di energia con superfici limitate.

Pannelli fotovoltaici policristallini

Composti da silicio policristallino, rappresentano una soluzione economica con buona efficienza, grazie a un processo di produzione più semplice e meno costoso rispetto a quello dei pannelli monocristallini. Presentano una struttura formata da diversi cristalli, visibili a occhio nudo, che conferisce loro un aspetto meno uniforme ma comunque funzionale alla captazione della luce solare.

• Produzione leggermente inferiore rispetto ai monocristallini;
• Ottimo rapporto qualità-prezzo, ideale per chi vuole installare un impianto fotovoltaico senza sostenere costi elevati;
• Diffusi in ambito residenziale, soprattutto nei casi in cui si disponga di una buona superficie di installazione;
• Tollerano meglio temperature elevate, rendendoli adatti a climi caldi;
• Rappresentano una delle tipologie di pannelli fotovoltaici più comuni sul mercato, anche per impianti di medie dimensioni.

Pannelli fotovoltaici a film sottile

Questa tipologia di pannelli si distingue per la flessibilità e la leggerezza, derivanti dall’impiego di materiali come il tellururo di cadmio (CdTe), il diseleniuro di rame indio gallio (CIGS) o il silicio amorfo (a-Si). Queste tecnologie non richiedono strutture cristalline rigide, permettendo la realizzazione di moduli ultrasottili e adattabili.

• Adatti a superfici ampie e non perfettamente orientate, come tetti industriali, pensiline, facciate e persino veicoli;
• Resa inferiore rispetto ai pannelli in silicio cristallino, ma maggiore versatilità installativa e ottime prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione;
• Ottimi per applicazioni particolari (es. coperture curve, installazioni mobili, strutture leggere);
• Sono ideali dove il peso e la forma del supporto rappresentano un vincolo, e per chi desidera un impianto fotovoltaico visivamente discreto;
• La loro produzione richiede meno energia rispetto ai moduli cristallini, rendendoli interessanti anche dal punto di vista ambientale.

Tipologie installative: dove e come installare un impianto fotovoltaico

Impianti su tetto

L’installazione di pannelli su tetti inclinati o piani è la più comune.

• Si ottimizza l’orientamento dei pannelli e l’inclinazione;
• È importante evitare ombreggiamenti;
• Rientrano spesso negli interventi incentivabili.

Impianti a terra

Utilizzati per impianti di medie e grandi dimensioni, come quelli agricoli o industriali.

• Richiedono autorizzazioni specifiche;
• Possono essere fissi o a inseguimento solare;
• Utilizzati nei sistemi fotovoltaici connessi su scala ampia.

Impianti integrati e semi-integrati

Queste tipologie di impianti si fondono architettonicamente con l’edificio.

• Possono sostituire elementi edilizi (tegole, coperture);
• Richiedono una progettazione accurata;
• Migliorano l’estetica e possono accedere a bonus edilizi.

Confronto tra le diverse tipologie di impianto fotovoltaico

FAQ: tipologie di impianti fotovoltaici

Quali sono le principali tipologie di impianto fotovoltaico?
Le più diffuse sono: grid connected, stand-alone, impianti con accumulo, impianti integrati, micro impianti per uso domestico. A queste si aggiungono gli impianti a terra e i sistemi agrivoltaici, che combinano produzione energetica e attività agricole. Ogni tipologia si adatta a contesti diversi e risponde a esigenze specifiche in termini di spazio, autonomia e budget.

Che differenza c’è tra impianto fotovoltaico e impianto solare?
L’impianto fotovoltaico trasforma la luce solare in energia elettrica, mentre l’impianto solare termico sfrutta il calore del sole per produrre acqua calda sanitaria o supportare il riscaldamento domestico. I pannelli solari termici utilizzano collettori, mentre i fotovoltaici impiegano moduli fotovoltaici basati su celle in silicio.

Qual è la differenza tra pannelli monocristallini e policristallini?
I pannelli monocristallini sono composti da un singolo cristallo di silicio, con efficienza più elevata e dimensioni più compatte. Sono ideali in caso di spazio limitato. I policristallini, invece, derivano da una fusione multipla di cristalli e risultano più economici, con prestazioni leggermente inferiori. Sono adatti per superfici più estese e budget contenuti.

Quanti tipi di impianti fotovoltaici esistono?
Esistono diverse tipologie di impianti fotovoltaici: grid connected, off-grid (stand-alone), impianti con accumulo, impianti integrati, micro impianti, a terra, semi-integrati, agrivoltaici e impianti ibridi. Ogni tipo si differenzia per modalità di funzionamento, autonomia, destinazione d’uso e livello di integrazione con l’ambiente circostante.

Cosa significa grid connected?
Un impianto grid connected è un sistema fotovoltaico connesso alla rete elettrica nazionale. L’energia prodotta dai pannelli solari viene prima utilizzata per coprire i consumi dell’abitazione o edificio, mentre l’energia in eccesso viene immessa nella rete elettrica nazionale. In questo modo è possibile beneficiare di incentivi come lo scambio sul posto o il ritiro dedicato, riducendo le bollette e migliorando l’efficienza complessiva del sistema.

Conclusione

Nel mondo del fotovoltaico, esistono vari tipi di impianti e tecnologie. Scegliere un impianto fotovoltaico adatto alle proprie esigenze significa considerare tipologia di impianto, tipo di pannello, dimensionamento, modalità di utilizzo e obiettivi energetici. Ogni impianto fotovoltaico rappresenta un investimento verso un futuro più sostenibile e autonomo.