TIPI DI PANNELLI FOTOVOLTAICI

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Sul mercato esistono diversi tipi di pannelli solari per il fotovoltaico, ognuno dei quali possiede caratteristiche specifiche in termini di rendimento ed efficienza. Quando si decide di installare un impianto fotovoltaico è importante non scegliere i moduli esclusivamente in base al prezzo, il quale può essere contenuto grazie a contributi e incentivi per il fotovoltaico, ma tenendo conto anche delle prestazioni che si desiderano ottenere, della conformazione del tetto e della superficie a disposizione.

Per il fotovoltaico, tipi di pannelli diversi comportano rendimenti diversi, una maggiore predisposizione ad alcuni tipi di installazione (ad esempio in spazi ristretti) e a determinate condizioni ambientali (il livello di efficienza alle alte e basse temperature cambia tra i vari tipi di pannelli fotovoltaici). Lo stesso vale per il prezzo dei moduli, in quanto i diversi tipi di pannelli fotovoltaici presentano ovviamente costi differenti.

In attesa dello sviluppo di nuovi pannelli fotovoltaici di ultima generazione, come i pannelli solari organici o realizzati con le nanotecnologie, questa guida ha lo scopo di illustrare le caratteristiche principali delle tecnologie disponibili in commercio, fornendo informazioni utili per chi vuole investire in questa tecnologia green in modo consapevole. Vediamo tutti gli aspetti che contraddistinguono i vari tipi di pannelli solari per il fotovoltaico e le differenze tra ogni tipologia di modulo.

Quante tipologie di pannelli fotovoltaici esistono

La caratteristica principale dei moduli fotovoltaici è di essere capaci di trasformare la luce solare in energia elettrica. Questo processo avviene attraverso il “silicio di grado solare”, il principale materiale dei pannelli fotovoltaici. Non è presente in natura allo stato puro, ma si ottiene attraverso una complessa lavorazione che lo porta a un grado di purezza fino al 99,9%, quando diventa a tutti gli effetti un semiconduttore. Grazie all’impulso luminoso, infatti, gli elettroni si muovono all’interno della cella di silicio.

La maggior parte dei pannelli fotovoltaici si basa sul silicio cristallino, anche se con differenti gradi di purezza e quindi di efficienza. Spesso, il costo dei pannelli e delle celle dipende proprio dalla purezza del silicio, dal momento che i processi di lavorazione sono complessi e costosi. I tipi di pannelli fotovoltaici che oggi si possono installare per uso residenziale, al di là delle diverse soluzioni di design, sono essenzialmente due: i pannelli in silicio monocristallino e quelli in silicio policristallino, sebbene esistano anche i meno utilizzati pannelli in silicio amorfo.

Pannelli fotovoltaici monocristallini: caratteristiche e prestazioni

Le celle solari di silicio monocristallino sono generalmente di colore scuro uniforme e composte da wafer di silicio, ovvero “fette di materiale”, su cui vengono costruiti i circuiti integrati. Tra i vantaggi di questa tecnologia c’è l’efficienza, dal momento che generalmente sono i più performanti tra i pannelli che vengono installati per gli impianti fotovoltaici residenziali.

Le celle di silicio monocristallino possono infatti contare su un rendimento tra il 19 e il 21%, percentuale che rappresenta il rapporto tra l’energia solare assorbita e quella che viene effettivamente convertita in energia elettrica. Grazie anche a questa caratteristica, i pannelli monocristallini richiedono una ridotta quantità di spazio per ottenere la potenza desiderata rispetto a moduli con un livello di efficienza inferiore.

Un pannello monocristallino è generalmente composto da un numero variabile tra le 60 e le 72 celle, sebbene quest’ultima configurazione sia quella più comune, ed è in grado di produrre una potenza di picco compresa tra 120 e 300 watt. I pannelli in silicio monocristallino sono anche molto durevoli, infatti la vita utile di questi moduli si aggira attorno ai 25 anni.

Caratteristiche tecniche dei pannelli fotovoltaici policristallini

I pannelli fotovoltaici in silicio policristallino hanno iniziato ad essere installati negli anni '80. Il silicio che utilizzano viene ottenuto dalla fusione del materiale e dal suo versamento in stampi quadrati, i quali una volta tagliati saranno le basi per i wafer dei pannelli. È un procedimento più semplice e meno costoso rispetto al processo da cui si ottiene il silicio monocristallino, un aspetto che si riflette ovviamente sul prezzo dei pannelli.

Si tratta inoltre di celle che tollerano bene il calore e le alte temperature, con una durata media di circa 25 anni. In genere, sono poco apprezzati dal punto di vista estetico per via della colorazione blu a chiazze. I moduli in silicio policristallino hanno una potenza media di 150-180 watt, considerando un pannello standard di dimensioni 160 x 85 cm, con un rendimento compreso tra il 16 e il 18%.

I pannelli fotovoltaici a film sottile amorfo

I moduli fotovoltaici in silicio amorfo sono pannelli realizzati con un unico film sottile di silicio, depositato al di sopra di una superficie vetrata o plastica. Tra le caratteristiche tecniche dei pannelli solari fotovoltaici in silicio amorfo c’è uno spessore ridotto, inoltre possono essere prodotti sia sotto forma di rotolo flessibile sia nella versione classica a struttura rigida.

Questi pannelli sono molto leggeri e versatili, hanno un aspetto estetico gradevole grazie alla colorazione omogenea nera o blu scura, a fronte però di un rendimento intorno al 6-10% a causa della bassa densità energetica di questo materiale. I moduli in silicio amorfo sono caratterizzati da un basso costo di produzione e dunque di acquisto, con applicazioni soprattutto in ambito architettonico.

Differenza tra i tipi di pannelli fotovoltaici

Attraverso l’analisi delle caratteristiche dei pannelli fotovoltaici è possibile determinare il modello di modulo più adatto per ogni applicazione. Inoltre, valutando tutti i tipi di pannelli solari per fotovoltaico se ne possono distinguere le peculiarità e le differenze, per individuare pro e contro di ogni soluzione e stabilire il rapporto tra i costi e il rendimento dei vari pannelli solari fotovoltaici

Ecco alcune informazioni utili considerando i principali punti da valutare nell’analisi dei moduli per un impianto fotovoltaico:

  • Costo: sul mercato i pannelli più economici sono quelli in silicio amorfo, in grado di offrire un prezzo per watt installato fino al 30-40% inferiore rispetto agli altri modelli. I moduli più costosi sono quelli in silicio monocristallino, mentre i pannelli policristallini offrono una via di mezzo tra le due tipologie;
  • Rendimento: i pannelli monocristallini forniscono il rendimento migliore, soprattutto optando per i modelli di nuova generazione ad alta efficienza, in grado di superare anche il 21%. Seguono i moduli policristallini e infine i più economici pannelli in silicio amorfo;
  • Superficie occupata: ovviamente, per raggiungere la stessa potenza installata con i monocristallini servono meno moduli, grazie alla maggiore densità energetica e al rendimento più elevato, mentre con i moduli policristallini e in silicio amorfo è necessario considerare un numero superiore di pannelli e una superficie occupata più estesa;
  • Resa alle alte temperature: i moduli policristallini sono quelli che supportano meglio le alte temperature, quindi sono più adatti alle zone geografiche caratterizzate da un clima più caldo e temperature più elevate;
  • Resa alle basse temperature: in queste condizioni l’opzione migliore è rappresentata dai pannelli monocristallini, poiché forniscono un rendimento più elevato in presenza di basse temperature o quanto l’intensità solare è minore;
  • Riduzione delle prestazioni nel tempo: i tipi di pannelli solari per il fotovoltaico monocristallini e policristallini hanno un decadimento del rendimento analogo, infatti perdono circa l’1% di efficienza l’anno, perciò dopo 10 anni dall’installazione offrono una resa intorno al 90%. Il discorso è diverso con i moduli in silicio amorfo, i quali possono perdere improvvisamente fino al 20% dell’efficienza stabilizzandosi intorno all’80%, mentre dopo 25 anni raggiungono in genere un rendimento del 75% rispetto al livello iniziale.

Tutti questi aspetti vanno valutati con particolare attenzione nella progettazione di un impianto fotovoltaico residenziale o commerciale, tenendo conto del budget a disposizione, della zona geografica, dello spazio a disposizione e del proprio fabbisogno energetico. Si tratta di analisi complesse, che richiedono il supporto di professionisti esperti e specializzati nel campo del fotovoltaico e delle tecnologie legate alle energie rinnovabili.

Il presente testo è aggiornato al 22 Settembre 2022

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