Le più recenti disposizioni a livello europeo in materia di energia sono prevalentemente inserite nella ricerca di una completa transizione energetica non più rimandabile, considerato il livello allarmante a cui è arrivata l’emergenza climatica. La riduzione di emissioni e la produzione di energia tramite nuove fonti porta ad aggiornarsi verso sistemi virtuosi: è così che la tendenza più seguita nei complessi residenziali è l’installazione di pannelli solari.
I principali tipi di pannelli fotovoltaici attualmente disponibili sul mercato sono: monocristallini, policristallini e amorfi (a film sottile). Una quarta categoria di tipi di pannelli solari è rappresentata dagli impianti basati su BiPV Technology, un trend in rapida ascesa negli ultimissimi anni. Queste tipologie di pannelli fotovoltaici differiscono per prestazioni, rendimenti e costi.
Per essere più consapevoli su quale impianto fotovoltaico installare per procurarsi energia per la propria abitazione, è utile avere una panoramica chiara sulle caratteristiche tecniche di ciascuna delle tipologie offerte dal mercato del fotovoltaico.
Cos’è un pannello fotovoltaico?
Si parla di pannello fotovoltaico (più comunemente chiamati pannelli solari) quando ci si riferisce a un impianto elettrico preposto per la produzione di energia elettrica a partire da una fonte rinnovabile, forse l’unica inesauribile, che è il sole. L’operazione di conversione dell’energia solare avviene grazie alle celle collegate tra loro per formare i moduli fotovoltaici (ce ne sono circa 30 su un pannello) che, catturando la luce solare, producono energia elettrica.
La prima classificazione sui tipi di pannello fotovoltaico è più generale e divide i pannelli solari in due famiglie:
- impianti connessi alla rete: integrati con la rete elettrica;
- impianti stand alone: realizzati con un sistema di accumulo composto da batterie che garantiscono l’erogazione di energia elettrica ad ogni ora del giorno.
Questa prima distinzione è basata sulla costruzione e il funzionamento dell’intero sistema fotovoltaico, solitamente prestabilito con la compilazione di uno schema di impianto FV.
Le tipologie di pannelli fotovoltaici più diffuse
Il mercato del fotovoltaico ha avuto un’impennata circa 15 anni fa ed è stata una delle prime forme di produzione energetica rinnovabile sponsorizzate per la riqualificazione energetica degli immobili.
I tre tipi di pannelli fotovoltaici presenti sul mercato in modo stabile sono:
- pannelli fotovoltaici monocristallini: i più costosi tra le opzioni tradizionali ma offrono rendimenti molto alti se i raggi sono perfettamente perpendicolari alla superficie. Si identificano per una colorazione vicina al blu scuro;
- pannelli fotovoltaici policristallini: procedimento più semplice e meno costoso di quelli monocristallini, sopportano le alte temperature. Colorazione tendente al blu cangiante;
- pannelli a film sottile: la soluzione più economica e con rendimento energetico minore sul mercato, realizzati con silicio amorfo applicato su strati di vetro o plastica su un film di spessore sottilissimo. Si distinguono per la versatilità di impiego.
Tra i nuovi tipi di pannelli fotovoltaici, le due soluzioni con più prospettiva di crescita a fronte di costi sostenibili sono il termofotovoltaico e il fotovoltaico integrato nell’edilizia. Sono ancora fermi a uno sviluppo prototipico i pannelli fotovoltaici galleggianti, il fotovoltaico in perovskite e le celle solari a eterogiunzione.
Pannelli fotovoltaici: differenze tra monocristallini e policristallini
La differenza principale tra pannelli fotovoltaici monocristallini e pannelli fotovoltaici policristallini sta nel rendimento (o efficienza) offerto dalle due tipologie di impianti, che consiste nel rapporto tra energia prodotta ed estensione della superficie dei pannelli. Si possono riscontrare alcune differenze tra le due tipologie di pannelli fotovoltaici:
- livello di efficienza: il rendimento dei pannelli monocristallini si attesta su valori fino al 20% e richiede estensione minore, mentre i sistemi a silicio policristallino necessitano di superfici maggiori e hanno un livello tra il 16 e il 18%;
- temperatura: i pannelli fotovoltaici policristallini lavorano meglio a temperature più alte, quelli monocristallini sono più efficienti in presenza di intensità solare più contenuta;
- prezzo: il silicio è trattato in purezza nei pannelli monocristallini e ciò ne determina un prezzo maggiore.
Oltre a questi dettagli tecnici, la loro distinzione è ben chiara visivamente grazie alla struttura costruttiva e ai colori dei moduli fotovoltaici, più scuri nei pannelli monocristallini.
Tipologie di pannelli solari termici: cosa cambia da quelli standard?
Tra i tipi di pannelli fotovoltaici più recenti, uno degli ultimi sistemi più promossi è il termofotovoltaico: questa soluzione è tra le più convenienti per la riconversione dell’energia solare in riscaldamento e acqua calda. L’efficienza di questi pannelli fotovoltaici sta nella capacità di passare da energia solare a energia termica e, per svolgere questo passaggio, è fondamentale avere impianti che ottengano la massima incidenza dei raggi solari sui moduli fotovoltaici che assorbono la luce.
Le tre tipologie di pannelli solari termici sul mercato sono le seguenti:
- pannelli solari a piano vetrato e non vetrato;
- sistema a tubi sottovuoto;
- pannelli solari a concentrazione.
La soluzione del termovoltaico non è sempre la migliore: come al solito, per capire quando conviene scegliere il miglior impianto fotovoltaico bisogna considerare l’area geografica di appartenenza, la destinazione d’uso dell’impianto e il livello di incidenza dei raggi e la percentuale di ombreggiatura delle celle.
Tipi di pannelli solari: la nuova tecnologia BiPV
Gli esperimenti più recenti nell’ambito del fotovoltaico sono tutti realizzati nell’ottica di creare sistemi capaci di raggiungere il fabbisogno zero di energia richiesta, fino a ottenere un livello di produzione energetica tale da creare un surplus (es. gli edifici “energy plus”).
La tecnologia più in fase di sviluppo e miglioramento inclusa in questi tipi di pannelli solari è la Building Integrated Photovoltaics (BiPV), che consiste nella realizzazione di sistemi e nell’impiego di materiali fotovoltaici integrati nella costruzione di vetri, facciate e tetti delle opere edilizie, utili per ridurre i costi di manodopera e di acquisto dei materiali solitamente impiegati per realizzare edifici.
Inoltre, la tecnologia BiPV si è concentrata sull’aspetto estetico sviluppando lastre trasparenti e più leggere che portano miglioramenti a livello visivo e alla funzionalità stessa dell’impianto fotovoltaico.
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Le persone che mostrano interesse per i diversi tipi di pannelli fotovoltaici sono alla ricerca di risposte a una serie di domande aggiuntive:
Quali sono i pannelli solari più efficienti?
Il parametro dell’efficienza di un pannello fotovoltaico è dato dalla misura di conversione di luce solare in energia elettrica a fronte dell’estensione dei moduli fotovoltaici e dalla capacità di produzione di elettricità all’aumentare delle temperature.
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