Il sistema fotovoltaico è un insieme di componenti meccanici, elettrici ed elettronici in grado di captare e convertire l’energia solare disponibile in energia elettrica. Ciò avviene sfruttando un fenomeno fisico, noto come effetto fotovoltaico: la capacità che hanno alcuni materiali semiconduttori opportunamente trattati di generare elettricità se esposti alla radiazione luminosa.
Quando i fotoni (particelle di energia del sole) colpiscono una cella fotovoltaica, una parte di energia è assorbita dal materiale ed alcuni elettroni, scalzati dalla posizione che occupano nella struttura atomica, scorrono attraverso il materiale semiconduttore opportunamente trattato, producendo una corrente continua che può essere raccolta sulle superfici della cella.
Per formare un modulo, che rappresenta il componete base di ogni impianto fotovoltaico, è necessario che più celle siano collegate tra loro in serie o in parallelo ed impachettate. Il collegamento di più moduli consentirà infine di realizzare impianti di produzione di energia elettrica della potenza desiderata.
I sistemi fotovoltaici possono essere suddivisi in due categorie principali:
Grid–connected
Sistemi connessi alla rete elettrica in cui la corrente generata viene inviata ad un convertitore (inverter) dal quale ne esce sotto forma di corrente alternata per poi essere trasformata in corrente a media tensione dal trasformatore, prima di essere immessa nella linea di distribuzione. Tali sistemi non sono provvisti di sistemi di accumulo in quanto l’energia prodotta durante le ore di insolazione viene immessa nella rete elettrica; viceversa, durante le ore di insolazione scarsa o nulla il carico locale viene alimentato dalla rete.
Stand-alone
Sistemi isolati in grado di alimentare carichi sia in corrente continua (senza la presenza di un inverter) che in corrente alternata, ma sono in genere dotati di accumulo. In questi tipi di sistemi è necessario immagazzinare l’energia elettrica attraverso accumulatori elettrochimici (batterie) per garantire la continuità dell’erogazione anche nei momenti in cui non viene prodotta.