Un impianto solare fotovoltaico converte la luce del sole in elettricità. Il funzionamento è lo stesso negli edifici e nelle abitazioni, e diventa semplice da spiegare una volta noti gli elementi che lo compongono.
I pannelli fotovoltaici. Sono l'elemento di base: le celle di silicio generano una corrente continua quando ricevono la radiazione solare. La potenza si esprime in kilowatt di picco, misurati in condizioni standard di laboratorio, non è quindi la potenza reale in un giorno qualsiasi.
L'inverter di rete. Questo dispositivo converte la corrente continua prodotta dai moduli in corrente alternata, l'unica utilizzabile dagli elettrodomestici e immettibile in rete. È il componente che si guasta più spesso: la sua vita utile è generalmente più breve di quella dei pannelli, e va messo in conto.
Le batterie. Servono ad accumulare l'energia prodotta e non consumata subito, per usarla la sera. Non sono obbligatorie: un impianto collegato alla rete funziona benissimo senza. Aumentano l'autoconsumo e il costo dell'investimento.
A questi si aggiungono le strutture di montaggio, i quadri di protezione in corrente continua e alternata, i cavi e il contatore bidirezionale.
La luce colpisce le celle, che producono corrente continua. L'inverter la trasforma in corrente alternata a 230 volt. Questa alimenta in via prioritaria i consumi della casa; l'eventuale eccedenza va in batteria, se presente, e poi in rete.
Quando la produzione non basta (di notte, in inverno, con il cielo coperto) la rete fornisce la differenza. Il contatore misura separatamente l'energia prelevata e quella immessa.
L'esposizione a sud dà la produzione annua massima. Est e ovest producono meno nel totale, ma distribuiscono l'energia sul mattino e sul pomeriggio: se si consuma soprattutto in quelle ore, l'autoconsumo può risultare superiore.
L'inclinazione ottimale si avvicina alla latitudine del luogo, in genere fra i 30 e i 35 gradi. Le ombre, però, contano più di qualsiasi ottimizzazione angolare: un camino, un albero o un edificio vicino possono ridurre la produzione di un'intera stringa. Gli ottimizzatori di potenza e i microinverter limitano questo effetto.
Si parte dai consumi reali, non dalla superficie disponibile. Il valore che determina la convenienza è il tasso di autoconsumo: la quota di produzione effettivamente usata in casa. L'energia immessa in rete viene remunerata molto meno di quanto costi acquistarla, quindi ogni kilowattora consumato sul posto vale molto di più di uno venduto.
Da qui una conseguenza pratica: spostare i consumi programmabili nelle ore centrali della giornata, lavatrice, lavastoviglie, scaldacqua, ricarica dell'auto, migliora il rendimento economico più di qualsiasi pannello in più.
I moduli hanno garanzie di produzione lunghe, tipicamente venticinque anni con una perdita di rendimento annua contenuta. La manutenzione ordinaria è minima: controllo visivo, verifica dei fissaggi, pulizia solo se necessaria, in molte zone la pioggia basta.
L'inverter va invece considerato un componente da sostituire almeno una volta nella vita dell'impianto. Le batterie hanno una vita legata al numero di cicli e vanno valutate con lo stesso criterio.
Il monitoraggio della produzione è il vero strumento di manutenzione: un calo anomalo segnala un guasto, un'ombra nuova o un modulo in avaria molto prima che se ne accorga chiunque guardi il tetto.