Com’è fatto. L’elemento principale che costituisce un sistema fotovoltaico è la cella fotovoltaica, una piastrina (circolare o quadrata) le cui facce, superiore ed inferiore, costituiscono i poli (positivo e negativo) della cella a basso voltaggio (0.5 Volt e intensità di 3 Ampere), ma ad alta densità di corrente (eroga circa 1/1.5 W di potenza se investita da una radiazione di 1000 W/m2). Questo valore di tensione, minore di quello necessario per il funzionamento della maggior parte delle apparecchiature elettriche, può essere aumentato collegando tra loro più celle che, in questo modo, costituiscono un modulo. Un modulo è costituito da 36 celle, ha una superficie di circa mezzo metro quadrato ed eroga, in condizioni ottimali, tra i 40 e 50 W. Per far funzionare le apparecchiature domestiche è necessario collegare più moduli tra loro, formando così un campo fotovoltaico. La potenza massima ipoteticamente raggiungile non ha limiti ed è strettamente connessa al numero di moduli collegabili tra loro. Per trasferire la corrente continua prodotta all’utenza sono necessari una serie di dispositivi, elettrici ed elettronici, di trasformazione ed adattamento, nel loro complesso chiamati BOS (Balance Of System), diverso a seconda del tipo di applicazione del sistema fotovoltaico.

Applicazioni. La modularità di tali sistemi determina una loro particolare flessibilità di utilizzo. Infatti la loro applicazione può andare dall’alimentazione di piccoli orologi da polso (0.01 W) fino alle centrali di potenza (oltre 1 MW).
Tali sistemi possono essere:

I sistemi autonomi sono caratterizzati dalla necessità di fornire l’energia elettrica all’utenza anche in condizioni di bassa insolazione o buio. Si rende così la necessità di accumulare l’energia elettrica prodotta e non utilizzata al momento della produzione attraverso un opportuno sistema di batterie. Poiché la corrente generata dal sistema fotovoltaico è una corrente continua, se il carico richiede una corrente alternata è necessario disporre di un convertitore cc/ca (inverter).I sistemi connessi alla rete elettrica non necessitano del sistema di accumulazione, in quanto, nelle ore in cui il generatore fotovoltaico non produce energia sufficiente per soddisfare la domanda, è la rete a fornire l’energia richiesta. Viceversa se è il sistema fotovoltaico a produrre più energia di quanta viene richiesta, il surplus viene trasferito alla rete. In un impianto tipo due contatori contabilizzeranno gli scambi di energia fra l’utente e la rete. Anche in questo caso abbiamo un inverter che trasforma l’energia elettrica da continua ad alternata, controllando ed ottimizzando il passaggio di energia tra il modulo fotovoltaico ed il carico.
La capacità mondiale di produzione di celle fotovoltaiche nel 1997 è stato di circa 125 MW di potenza con una crescita del 43% rispetto all’anno precedente, con una previsione di raddoppio per il 2000.

Vantaggi. Se inizialmente l’applicazione dei moduli FV era circoscritte ad apposite centrali di grosse dimensioni o per applicazioni spaziali, oggigiorno tali moduli vengono utilizzati nelle telecomunicazioni, nella segnaletica terrestre e marittima ed in reti in isole minori. Uno dei problemi derivanti dall’utilizzo di moduli fotovoltaici negli edifici deriva dalla loro integrazione nella struttura esterna delle costruzioni, tali da poter generare un ottimo impatto visivo. I vantaggi dei sistemi integrati negli edifici sono: