Cos'è e come funziona
Risale al 1877 la scoperta da parte Werner Von SIEMENS della capacità di certi semiconduttori di generare energia elettrica, se colpiti dalla luce. Su questo principio fisico è andata sviluppandosi la tecnologia del "fotovoltaico". Una delle prime applicazioni è stato l´esposimetro nelle macchine fotografiche, nelle quali l´intensità del segnale elettrico emesso da un pezzo di materiale fotosensibile è proporzionale alla quantità di luce che entra nell´obiettivo.
Di recente sono nati i "pannelli fotovoltaici" per la generazione di energia elettrica in luoghi e situazioni non serviti dalla normale rete di distribuzione: rifugi di montagna e case isolate, imbarcazioni, camper, lampioni stradali, ponti radio, stazioni di pompaggio ma anche satelliti e astronavi. Questo tipo di impiego viene chiamato "in isola" e necessita di batterie per l´accumulo dell´energia nelle ore diurne, allo scopo di poterne disporre anche di notte.
Il progredire dell´elettronica consente ora di collegare un generatore fotovoltaico "in parallelo" alla rete elettrica, come una delle tante centrali grandi e piccole che alimentano la rete elettrica nazionale. Nella pratica il collegamento non avviene direttamente alla rete, ma all´impianto dell´utente, il quale a sua volta è collegato alla rete tramite i contatori. In tal modo l´utente consuma direttamente l´energia generata dai pannelli, assorbendo dalla rete le eventuali deficienze e cedendo alla rete stessa l´energia eventualmente in esubero. Per questo è necessario un secondo contatore che misuri l´energia immessa in rete, che verrà poi detratta da quella assorbita.
Il primo disegno in alto a destra sintetizza lo schema dell´ impianto fotovoltaico connesso alla rete (grid-connected): i pannelli sono collegati ad un inverter, che trasforma la corrente continua in alternata, pronta per essere utilizzata dalle utenze domestiche a 230V (elettrodomestici, lampadine, etc.). Da notare la brevità del ciclo: tra il sole e gli utilizzatori dell´energia elettrica ci sono solo i pannelli, qualche apparecchiatura elettronica e alcuni metri di cavo. Il processo di estrazione, raffinazione, combustione, trasformazione e trasporto dell´energia termoelettrica è invece lunghissimo e comporta una serie di "perdite" e di inevitabili inquinamenti (si veda ancora il disegno).
Nessun altro ciclo completo per la generazione di energia elettrica è così breve come nel caso del sistema fotovoltaico; l´efficienza, intesa come rendimento del fotovoltaico, è ancora relativamente bassa, attorno al 15%, ma in continua crescita grazie alla ricerca. Ma l´efficienza complessiva del tradizionale da fonti fossili non è certamente superiore al fotovoltaico. Forse è addirittura inferiore.
L´ impatto ambientale di un impianto fotovoltaico è praticamente nullo:non sviluppa fumi nè gas, è silenzioso, oltre a non necessitare di linee aeree di trasporto; non si verifica alcun aumento della quantità globale di calore immesso nell´ambiente, rispetto a quello emesso naturalmente dai raggi del sole. I combustibili fossili - petrolio, gas, carbone -, invece, impiegati nella produzione di energia secondo i metodi "tradizionali", cedono all´ambiente tutto il loro potere calorifico, contribuendo così all´aumento globale della temperatura in modo diretto, ma anche indiretto, a causa dell´effetto serra, dovuto ai gas che la loro combustione produce.