Grandezze e unità di misura

Si consideri un conduttore di sezione S attraverso il quale vi sia un moto ordinato di cariche. Si definisce corrente elettrica (espressa in A, Ampere) la quantità di carica elettrica ΔQ che nell'intervallo di tempo Δt attraversa la superficie S.

Tensione (o la differenza di potenziale elettrico o tensione elettrica, misurata in V; Volts) è la differenza tra il potenziale elettrico di due punti dello spazio. Si tratta della differenza tra l'energia potenziale elettrica posseduta da una carica nei due punti a causa della presenza di un campo elettrico, divisa per il valore della carica stessa. In condizioni stazionarie è pari al lavoro compiuto per spostare una carica unitaria attraverso il campo da un punto all'altro, cambiato di segno.

Una caratteristica di ogni elemento fotovoltaico è la potenza. Questo valore, espresso in W (watt), esprime la quantità di energia in J (Joule) che viene consumata (o generata) ogni secondo. In termini elettrici, 1 Watt corrisponde alla potenza generata da 1 Ampere di corrente che scorre sotto l'influsso di un potenziale di 1 Volt (V).

1 W = 1 J/s = 1 A x 1 V

La potenza dei moduli fotovoltaici che viene misurata in condizioni standard (irraggiamento incidente 1000 W/m2, temperatura modulo 25°C, 1.5AM) è espressa in Wp (watt di picco). Tipicamente, un modulo mono- o multicristallino ha una potenza di picco superiore a 100 Wp/m2.
La quantità di energia elettrica che viene fornita (o comperata) dall'azienda di distribuzione viene invece misurata in kWh (kilowattora). Questa energia E=P*t è il prodotto di una potenza P (in kilowatt) e un tempo t (in ore), durante il quale la potenza viene erogata.

 1 kWh = 1 kW x 1 h = 1000 W x 1 h = 1000 J/s x 3600 s = 3.6 MJ

Il kWh viene usato per misurare l'energia attiva sia consumata che prodotta. Per dare un'idea di questa quantità di energia, si può dire che con 1 kWh si possono preparare 40 tazze di caffè con una macchina espresso automatica, lavare un bucato in lavatrice a 60ºC oppure guardare la televisione per 12 ore. In media, in Svizzera, ogni economia domestica consuma annualmente 3500 kWh-4000 kWh (senza la produzione di acqua calda).