Come funziona davvero un pannello solare? La scienza dietro l’energia dal sole
La cella solare: il cuore del pannello
Il segreto di un pannello solare sta nelle sue celle fotovoltaiche. La maggior parte di queste celle è realizzata in silicio, un materiale semiconduttore molto comune. Una singola cella è composta da due strati di silicio:
- Uno strato N (negativo), trattato con atomi che gli conferiscono un eccesso di elettroni.
- Uno strato P (positivo), trattato per avere un deficit di elettroni, creando delle “lacune”.
Quando questi due strati sono a contatto, si crea una sorta di “campo di battaglia” elettrico chiamato giunzione p-n. Questo campo ha un compito fondamentale: separare le cariche elettriche.
Quando il sole bacia il silicio
Tutto comincia con la luce del sole, composta da minuscole particelle di energia chiamate fotoni. Quando questi fotoni colpiscono la superficie del pannello, la loro energia è abbastanza potente da “smuovere” gli elettroni dallo strato negativo N.
Immagina i fotoni come delle palline da biliardo che colpiscono gli elettroni. L’urto li libera, e a questo punto il campo elettrico all’interno della giunzione p-n entra in azione. Questo campo spinge gli elettroni appena liberati verso lo strato negativo e le “lacune” che hanno lasciato verso lo strato positivo.
Questo movimento crea una differenza di potenziale elettrico. Gli elettroni, trovandosi in una zona di alta energia, cercano disperatamente di tornare alle loro “lacune”. Quando colleghi un circuito esterno al pannello, gli elettroni hanno finalmente un percorso da seguire. Questo flusso ordinato di elettroni non è altro che la corrente elettrica continua (DC).
L’inverter: il traduttore di energia
L’elettricità prodotta dal pannello è, come abbiamo detto, in corrente continua. Tuttavia, gli elettrodomestici che usiamo in casa (frigorifero, TV, lavatrice, ecc.) funzionano a corrente alternata (AC), che è quella distribuita dalla rete elettrica.
È qui che entra in gioco un dispositivo essenziale chiamato inverter. Il suo ruolo è convertire la corrente continua dei pannelli in corrente alternata, rendendola compatibile con le nostre utenze. L’energia può essere usata subito in casa, accumulata in batterie, oppure immessa nella rete nazionale per essere venduta.
In sintesi, un pannello solare non fa altro che sfruttare l’ingegnosa chimica del silicio per catturare l’energia dei fotoni, creare un flusso di elettroni e, grazie a un inverter, trasformarla in elettricità utile per un futuro più sostenibile.