In tutto il Wisconsin vengono costruiti parchi solari. Come alimentano le case?

È sempre più difficile non notare il cambiamento nel panorama rurale del Wisconsin.

Intervallati dal mare apparentemente infinito di raccolti e fienili rossi dello stato, ci sono file e file di pannelli lucenti che producono energia per alimentare migliaia di case del Wisconsin.

Cinque enormi parchi solari sono entrati in funzione dal 2020, quando il primo sistema solare su larga scala del Wisconsin è entrato in funzione nella contea di Manitowoc. Insieme, l’elettricità prodotta può alimentare circa 130.000 case. Quel numero sarà più che triplicato entro la fine del prossimo anno, quando ne verranno commissionati altri 13 attualmente in costruzione.

Includendo i pannelli solari proposti o già approvati dalla Commissione per il servizio pubblico statale, l’energia solare su scala industriale sarà in un futuro relativamente prossimo in grado di alimentare quasi un terzo dei 2,8 milioni di unità abitative stimate dall’US Census Bureau. Wisconsin. E questo non include l’esplosione di installazioni più piccole, dai tetti residenziali ai parchi solari comunitari.

Anche se i parchi solari stanno diventando sempre più comuni, può essere difficile capire come convertono l’energia solare in elettricità per la casa. Ecco uno sguardo passo passo su come funziona:

Bruciando a 27 milioni di gradi, il sole emette immense quantità di energia. Possiamo sentirlo sulla nostra pelle o su una strada asfaltata in una calda giornata estiva.

Quell'energia che arriva sotto forma di luce è composta da fotoni, minuscoli pacchetti di energia che di per sé non hanno carica elettrica. Ma alcune sostanze vengono colpite dalla luce e subiscono una reazione che libera elettroni, chiamata fotovoltaica.

In un pannello solare, quella sostanza è una serie interconnessa di wafer a base di silicone che hanno un lato positivo e un lato negativo. Ciò consente agli elettroni di fluire, creando una corrente elettrica.

Il numero di celle presenti in ciascun pannello può variare in base alle sue dimensioni e alla presenza di celle su entrambi i lati. I pannelli bifacciali o bifacciali possono catturare l'energia luminosa riflessa dal suolo.

L'elettricità prodotta da un pannello solare è elettricità a corrente continua, lo stesso tipo di elettricità che si ottiene da una batteria. Ma non è questo che alimenta le nostre case, le nostre scuole e i nostri luoghi di lavoro. Ciò significa che la corrente deve passare attraverso diverse trasformazioni prima di diventare la corrente alternata, o corrente alternata, che viene fornita alle nostre case.

File di pannelli solari sono collegate da cavi di stringa, fili che corrono per tutta la lunghezza di una fila di pannelli solari e poi alimentano una scatola combinatrice, dove l'energia viene raccolta e quindi inviata alla fase successiva, un inverter.

Steve Greidanus, responsabile dell'ingegneria di generazione presso Alliant Energy, utilizza un paragone con un albero. Ogni pannello, ha detto, è come una foglia che raccoglie l'energia del sole. I cavi delle stringhe legano insieme l'energia creata da ciascun pannello, in modo simile a come i rami raccolgono energia per un albero.

Benvenuti nell'inverter, un dispositivo che il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti definisce "uno degli elementi più importanti in un sistema di energia solare".

È qui che l’elettricità ora combinata viene convertita in corrente alternata, il tipo di elettricità che utilizziamo nelle nostre case.

I grandi parchi solari utilizzano più inverter per raccogliere energia dai cavi delle stringhe, convertirla in corrente CA a bassa tensione e quindi inviarla lungo la linea tramite cavi sotterranei fino al passaggio successivo, dove tutta quella potenza viene combinata.

La combinazione delle fonti di energia avviene nelle sottostazioni, l'ultimo passaggio in loco prima che venga immessa nella rete elettrica.

È anche il luogo in cui la potenza CA che fluisce dagli inverter viene aumentata dai trasformatori a una tensione più elevata per corrispondere a quella della vicina linea di trasmissione che collega il parco solare alla rete elettrica.

Questo è un ulteriore passo avanti rispetto a quanto accade con i pannelli solari sui tetti, dove un inverter converte la potenza della batteria in una corrente CA che corrisponde alla potenza che attraversa il contatore elettrico.

Alcuni progetti solari possono essere collegati a una sottostazione esistente, ma i grandi sviluppi in genere richiedono la costruzione di una nuova sottostazione, ha affermato Eric Udelhofen, vicepresidente dello sviluppo presso OneEnergy Renewables a Madison.