I principali tipi di pannelli fotovoltaici


Pannelli fotovoltaici

Un pannello fotovoltaico - detto anche, comunemente, "pannello solare" perché utilizza la luce del Sole - è l'elemento base di ogni impianto fotovoltaico. Esso consiste di un insieme di celle fotovoltaiche opportunamente collegate fra loro. A seconda del tipo di cella utilizzata, si possono distinguere quattro principali tipi di pannelli fotovoltaici: pannelli monocristallini, pannelli policristallini, pannelli a film sottile, pannelli a concentrazione. L'efficienza dei pannelli fotovoltaici varia molto a seconda della tecnologia della cella, e per i tipi "normali" (cioè monocristallini, policristallini, film sottile) dipende dalla temperatura ambiente: più quest'ultima è alta e più l'efficienza si riduce. Mentre, per gli innovativi pannelli a concentrazione basati sulle moderne celle multigiunzione, l'efficienza aumenta al crescere del livello di concentrazione della luce. Si tenga presente, infine, che per svariate ragioni l''efficienza effettiva di un pannello è sempre inferiore a quella delle celle fotovoltaiche che lo compongono.


 Pannelli monocristallini

I pannelli fotovoltaici monocristallini sono moduli rigidi con numerose celle solari affiancate - in genere da 30 a 70 - ricoperte da una lastra di vetro protettiva dagli agenti atmosferici e sono circondati da una cornice normalmente di alluminio per dare robustezza. L'efficienza di conversione della luce in energia elettrica da parte dei pannelli monocristallini è di circa il 13-17%, e rimane quasi costante anche per 25 anni o più, ma si abbatte molto in caso di ombre anche parziali. Come superficie occupata dai pannelli, su tetti in condizioni ideali (cioè esposti verso Sud e inclinati di circa 30°), possiamo considerare circa 6 mq /kWp. Richiedono molta energia per essere prodotti, tanto che occorrono ben 3-6 anni di utilizzo per restituirla, perciò sono i pannelli comuni più costosi. Poiché occupano meno spazio (e sono leggermente più efficienti) dei pannelli policristallini ma costano di più, vengono generalmente impiegati soprattutto quando la superficie disponibile risulta un fattore determinante.


Pannelli monocristallini 

I pannelli fotovoltaici policristallini - detti anche pannelli in silicio multicristallino - insieme ai pannelli monocristallini rappresentano prodotti di ottima qualità e costituiscono una fetta molto importante del mercato attuale. L'efficienza di conversione della luce in energia elettrica da parte dei pannelli monocristallini è di circa il 12-14%, e come per i monocristallini rimane quasi costante anche per 25 anni o più, ma si abbatte molto in caso di ombre che ricoprano anche solo una piccola porzione del pannello. Come superficie occupata dai pannelli, se utilizzati su tetti in condizioni ideali (esposti verso Sud e inclinati di circa 30°), possiamo considerare circa 8 mq /kWp. Poiché presentano un buon compromesso tra rendimento, costo e superficie occupata - rispetto ai moduli in film sottile realizzati con silicio amorfo hanno un rendimento quasi doppio, per cui occupano quasi metà spazio a parità di energia prodotta - sono pannelli molto utilizzati sia negli impianti residenziali che nei grandi parchi fotovoltaici.


Pannelli a film sottile 

I pannelli fotovoltaici in film sottile sono moduli dello spessore di pochi millimetri esteticamente abbastanza simili a quelli mono e policristallini, rispetto ai quali però, oltre ad essere più economici (del 25-40% circa), hanno anche un minore rendimento e un più rapido degrado nel tempo. Ma il film sottile è una tecnologia che permette di ottenere anche vere e proprie "strisce" di materiale fotovoltaico flessibile (dunque ideale per tetti curvi), leggero e facile da integrare nella struttura a cui è destinato. L'efficienza di

conversione della luce in energia elettrica da parte dei pannelli in film sottile realizzati con il silicio amorfo va dal 6 al 10% circa. In caso di ombre, rendono di più dei pannelli mono- e policristallini, e il degrado delle prestazioni non deve superare - in base alla garanzia - il 20% nei primi 20 anni di funzionamento. Come superficie occupata dai pannelli in silicio amorfo, su tetti in condizioni ideali (esposti verso Sud e inclinati di circa 30°), si consideri con i meno efficienti fino a 20 mq /kWp.


Pannelli a concentrazione

I pannelli fotovoltaici a concentrazione - comunemente noti anche come "concentratori solari" - sono innovativi pannelli solari piani che utilizzano concentratori ottici quali, ad es., lenti di Fresnel o riflettori parabolici (tipicamente realizzati in plastica) per concentrare la radiazione solare su una superficie piuttosto piccola, dove viene trasformata in energia elettrica da una cella fotovoltaica multigiunzione, caratterizzata da un'efficienza più che doppia rispetto ai pannelli fotovoltaici al silicio tradizionali. Dunque, è possibile ottenere la stessa quantità di energia di un pannello normale con uno a concentrazione di superficie più piccola. Inoltre, nei pannelli a concentrazione ciascuna cella fotovoltaica continua a funzionare a piena potenza anche se le altre celle del modulo sono ombreggiate o addirittura coperte con un oggetto. I sistemi di raffreddamento più usati sono passivi, ed utilizzano la semplice convezione dell'aria. I pannelli sono montati su un sistema di inseguimento biassiale ad alta precisione.