Il campo fotovoltaico

Il campo fotovoltaico è un insieme di moduli fotovoltaici opportunamente collegati in serie e in parallelo in modo da realizzare le condizioni operative desiderate. Più moduli assemblati meccanicamente tra loro formano il pannello, mentre moduli o pannelli collegati elettricamente in serie, per ottenere la tensione nominale di generazione, formano la stringa. Infine il collegamento elettrico in parallelo di più stringhe costituisce il campo.

Nella fase di progettazione di un campo fotovoltaico devono essere effettuate alcune scelte che ne condizionano il funzionamento.

Una scelta fondamentale è, sicuramente, quella della configurazione serie-parallelo dei moduli che compongono il campo fotovoltaico. Infatti tale scelta determina le caratteristiche elettriche dei campo fotovoltaico. Tali caratteristiche non sono quelle dovute alla somma serie-parallelo delle caratteristiche dei singoli moduli in quanto fra i moduli interviene un effetto di non perfetto accoppiamento (mismatch), dovuto alla disomogeneità delle loro caratteristiche elettriche. Infatti in una sede di moduli la corrente è limitata dal modulo che eroga la corrente più bassa, mentre in un parallelo è la tensione a essere limitata dal modulo che ha la tensione di lavoro più bassa. Tale fenomeno provoca perdite di potenza che sono in genere dell'ordine dei 5 - 10 % della potenza nominale e che possono essere limitate con una opportuna configurazione serie-parallelo del campo fotovoltaico. Un'opportuna configurazione serie-parallelo può, inoltre, aumentare l'affidabilità del campo fotovoltaico, limitando gli effetti causati da guasti dei singoli moduli.

Un punto importante della progettazione è costituito dalla scelta della tensione nominale di esercizio. Infatti una tensione bassa comporta correnti elevate che implicano una maggiore sezione dei cavi e organi di manovra più costosi, viceversa elevate tensioni necessitano di accurate e costose protezioni.

Un'altra scelta della fase di progettazione riguarda il tipo di struttura di sostegno dei moduli. Per sostenere i moduli sono necessarie strutture di sostegno che devono rispondere a due esigenze tipicamente in contrasto fra di loro: basso costo ed alta affidabilità.

Appena la taglia dei campo fotovoltaico supera alcuni kilowatt di picco, le dimensioni e il peso complessivo dei moduli diventano tali da richiedere la suddivisione del campo in pannelli. I pannelli a loro volta possono essere disposti in file parallele con l'inclinazione desiderata. In questo caso, la distanza minima fra le file di pannelli non può essere casuale ma deve essere tale da evitare che l'ombra della fila anteriore copra quelli della fila posteriore.