I pannelli fotovoltaici sono tutti uguali? Quali sono le differenze tra i pannelli fotovoltaici monocristallini, policristallini o a film sottile? Certamente, non ci sono pannelli fotovoltaici migliori o peggiori, ma quelli più o meno adatti a particolari esigenze: il luogo in cui dovrai montarlo è soleggiato? È molto caldo? Forse è parzialmente in ombra? Si tratta di uno spazio molto ridotto?
I 3 principali tipi di pannelli oggi in commercio sono quelli in silicio
monocristallino (semplicemente, “monocristallini”), in silicio
policristallino (o semplicemente “policristallini”) e quelli in silicio
amorfo, detti anche “a film sottile”.
Quali scegliere? Quali sono le differenze tra i diversi tipi di pannelli
più utilizzati?
Quando si tratta di investire in un impianto fotovoltaico la scelta delle
componenti è fondamentale per garantire il ritorno economico previsto: tra le
componenti che più influenzano la produzione dell’impianto ci sono i pannelli
fotovoltaici che devono sfruttare al meglio l’irraggiamento solare.
Tutti i pannelli contengono silicio di grado solare, materiale
semiconduttore che consente l’effetto fotovoltaico. Ciò che cambia tra un
pannello e l’altro è il tipo di lavorazione del semiconduttore e la cella
fotovoltaica usata.
Quanti tipi di moduli esistono?
In commercio vengono vendute quattro tipologie di moduli:
– pannelli fotovoltaici monocristallini
– pannelli fotovoltaici policristallini
– pannelli fotovoltaici a film sottile
– pannelli fotovoltaici a
concentrazione (o meglio: impianti fotovoltaici a concentrazione)
Come scegliere il pannello fotovoltaico giusto?
La conformazione e il tipo di cella fotovoltaica determina il pannello
solare e in genere il rendimento ottenibile. Ciò significa
che alcuni tipi di pannelli fotovoltaici hanno rendimenti maggiori in
condizioni di sole diretto, altri in condizione di luce diffusa. Alcuni
lavorano meglio ad alte temperature, altri, invece, alle alte temperature hanno
sensibili cali di produzione.
Monocristallini, policristallini o a film
sottile?
I moduli in silicio amorfo o a film sottile, rispetto agli altri, non contengono cristalli in silicio
perfettamente strutturati. Ma qual è la differenza principale? Le principali
differenze tra i pannelli fotovoltaici sono legate all’efficienza. L’efficienza
non è, però, un indicatore di qualità dei pannelli
fotovoltaici, ma un semplice rapporto tra produzione
e superficie occupata. Un’efficienza minore non significa minore qualità dei
pannelli, ma una maggiore superficie necessaria per kWh prodotto.
In altre parole: ciò che differenzia un modulo a film sottile da uno in silicio monocristallino è la superficie
necessaria per produrre ogni kWh di elettricità a parità di irraggiamento. Ciò che cambia, dunque, non è la qualità della produzione, ma l’efficienza: notoriamente i pannelli fotovoltaici a film sottile hanno efficienza
minore (hanno, cioè, bisogno di maggiori superfici), ma hanno il vantaggio di
lavorare meglio in condizioni di alte temperature o luce diffusa.
I pannelli fotovoltaici monocristallini
Il modulo monocristallino è quello con
efficienza maggiore: si va dal 15 al 20% di efficienza e, per produrre
una potenza di 1 Kw di picco, ha bisogno di circa 6 metri quadrati.
Le celle sono saldate tra loro e ricoperte da un vetro protettivo e da una
cornice esterna di alluminio. Il modulo dura mediamente 25 anni con perdite di
rendimento dell’1% l’anno. Questi tipi di pannelli fotovoltaici sono sensibili
agli ombreggiamenti, anche parziali, ma lavorano molto bene se i raggi del sole
cadono in maniera perfettamente perpendicolare alla loro superficie.
Per quanto riguarda il cosiddetto “bilancio energetico”, ovvero il tempo
necessario al pannello per produrre il quantitativo di energia pari a quello
utilizzato per fabbricarlo, il modulo monocristallino ha bisogno da tre a sei
anni di funzionamento.
Si tratta della soluzione più costosa, ma è quella che prevede una minore superficie.
I pannelli fotovoltaici policristallini
Il modulo policristallino, o multicristallino, ha
efficienze leggermente minori, circa il 13%, e per produrre 1
Kw di potenza sono necessari circa 8 metri quadrati. Questi pannelli
fotovoltaici sono anch’essi tra i più diffusi perché hanno caratteristiche del
tutto assimilabili ai precedenti, tranne per ciò che attiene all'efficienza. Il
modulo policristallino rappresenta infatti un buon compromesso tra costi,
superficie occupata, rendimento produttivo ed efficienza.
Anche questo tipo di pannello, come il monocristallino, produce per almeno
25 anni con perdite fisiologiche di rendimento di circa l’1% l’anno.
Per far fronte ai problemi dell’ombreggiamento, anche temporaneo, vengono
utilizzati i microinverter o gli ottimizzatori. Entrambe queste soluzioni consentono di ovviare all'effetto delle ombre
su parte dell’impianto. Un’ombra che colpisce un pannello, infatti, compromette
il rendimento dell’intero impianto.
Pannelli fotovoltaici a film sottile
Il modulo a film sottile è quello con la
minore efficienza produttiva, circa il 6%.
Questa tipologia avrà bisogno di superfici mediamente maggiori per produrre
un KWp di potenza fotovoltaica: fino a circa 20 metri quadrati.
Nonostante la minore efficienza, questo tipo di pannello ha un'elevata
diffusione sul mercato. Questo perché ha una maggiore economicità e una maggiore versatilità di utilizzo. Il
pannello fotovoltaico a film sottile, infatti, è una lastra di pochi millimetri
di spessore, può essere flessibile e può essere in grado di adattarsi
perfettamente a una moltitudine di differenti strutture architettoniche.
Il thin film module può rivestire
intere facciate di edifici, può integrarsi a vetrate e ad altri elementi
architettonici irregolari. Si integra in maniera efficace anche sui grandi
tetti non ben esposti ai raggi del sole,
inclinati o orientati in maniera non ottimale.
Tra i vantaggi del film sottile vi è anche quello di lavorare bene con luce diffusa o alte
temperature. Può essere inoltre installato in posizione orizzontale o verticale
senza inficiare il rendimento.
I pannelli fotovoltaici per impianti a
concentrazione
Le differenze tra i pannelli fotovoltaici finora analizzati e i pannelli a
concentrazione risiedono nel costo e nell’efficienza.
Si tratta di pannelli non convenzionali, ma è decisamente la tipologia più
innovativa ed efficiente. Utilizzano celle a concentrazione che sono celle
solari in grado di trasformare in energia elettrica elevate quantità di
irraggiamento utilizzando piccole superfici di conversione. Questi pannelli
fotovoltaici convogliano i raggi solari su un’unica cella fotovoltaica,
attraverso apposite lenti o un sistema di specchi. Questa particolare cella
fotovoltaica è in grado di convertire da sola grandi quantità di energia solare
in energia elettrica.
Questi tipi di impianti fanno uso, spesso, anche di sistemi a inseguimento,
per orientare costantemente il pannello verso il sole. L’efficienza di
conversione di questi pannelli fotovoltaici arriva a valori superiori al 35-40% con superfici richieste per la
produzione di un Kwp di potenza di meno di 3 metri quadrati. Questa soluzione, ottimale per piccole centrali fotovoltaiche, è
decisamente la più costosa ma, per gli alti rendimenti, rientra più facilmente
dai costi d’investimento.
Ultime indicazioni
Se hai dubbi e/o un contesto particolare da affrontare
ritienici a disposizione per valutare insieme il da farsi. L’importante è
raggiungere il risultato che hai in mente.
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