Il funzionamento dei pannelli fotovoltaici si basa sull’azione di moduli che hanno lo scopo di assorbire l’energia dei raggi del sole allo scopo di convertirla in elettricità che possa poi essere sfruttata per le varie necessità della casa. L’esempio più comune di fotovoltaico è quello di un impianto che è connesso direttamente con la rete elettrica, grazie al quale durante il giorno viene fornita energia solare che, poi, può essere utilizzata anche di notte, o comunque in tutte le circostanze in cui il fabbisogno non viene coperto dalla produzione dell’impianto.
Entrando più nel dettaglio e analizzando da vicino la dinamica di funzionamento dei pannelli fotovoltaici, si scopre che i moduli fotovoltaici, che possono essere installati sul tetto, ma anche su un terreno nelle vicinanze, dopo avere assorbito i fotoni dei raggi del sole li trasformano in elettricità: praticamente subito dopo il contatto comincia la conversione in energia. L’energia in corrente continua, cioè l’elettricità prodotta dai moduli, viene convertita dall’inverter in corrente alternata, così che possa essere impiegata per un utilizzo domestico. Si può adoperare l’energia in corrente alternata, quindi, per far funzionare gli apparecchi elettrici e per alimentare l’illuminazione.
Per quel che riguarda le caratteristiche tecniche, un impianto fotovoltaico occupa una superficie che di solito è di poco superiore rispetto alla superficie che occupano i singoli moduli: questi ultimi, se esposti a sud, hanno bisogno di circa otto metri quadri per chilowatt, tanto per la tecnologia a silicio monocristallino quanto per la tecnologia a silicio policristallino, anche se è opportuno tenere conto che una parte delle superfici può essere disturbata e annullata dai coni d’ombra dovuti a ostacoli di varia natura, che si tratti di un albero, di un’antenna tv, di un palo della luce, di un camino, e così via. Ciò è valido, però, unicamente in caso di montaggio complanare rispetto alla superficie; viceversa, in caso di montaggio non complanare non si può fare a meno di prendere in considerazione l’ombra prodotta dai pannelli stessi, il che porta la superficie necessaria a circa venti metri quadri per chilowatt.
Sia per gli impianti fotovoltaici connessi alla rete che per gli impianti fotovoltaici a isola, il solo componente all’esterno è il campo fotovoltaico, visto che la batteria, l’inverter e il regolatore in genere sono posizionati in locali specifici. Chiaramente, la quantità di energia che viene prodotta dipende dall’esposizione rispetto all’irraggiamento solare: proprio per questo motivo si cerca di rendere massima la captazione dell’irraggiamento stesso con i cosiddetti moduli fotovoltaici a inseguimento solare: si tratta, in pratica, di moduli la cui inclinazione è adattata all’inclinazione dei raggi del sole, sia a seconda della stagione che a seconda dell’ora della giornata. Vale la pena di ricordare, infine, che per le potenze nominali inferiori ai 20 kW si parla di piccoli impianti, per quelle superiori ai 50 di grandi impianti.