I pannelli fotovoltaici: sono tutti uguali?
La risposta a questa domanda è NO!
I tipi di pannelli fotovoltaici si classificano in base alle celle fotovoltaiche che costituiscono i moduli che le compongono e variano a loro volta in base al cristallo che le caratterizza; queste celle possono essere:
- celle monocristalline;
- celle policristalline;
- celle amorfe.
Da queste vengono realizzati 3 tipi principali di pannelli solari:
- pannelli monocristallini;
- pannelli policristallini;
- pannelli a film sottile.
Approfondiamo meglio.
Pannelli fotovoltaici monocristallini
Un pannello fotovoltaico monocristallino è un sottile foglio di celle fotovoltaiche tipicamente assemblate, saldate insieme e coperte da un vetro protettivo e da un telaio esterno in alluminio. Le celle che le compongono sono omogenee e sono ottenute tagliando a fettine sottili lingotti di silicio con il sistema Czochralski. Questo è il processo mediante il quale un seme di cristallo viene immerso in una fusione di silicio e da esso cresce un unico grande cristallo che forma un lingotto di silicio. Sono caratterizzati da un colore blu scuro, quasi nero. I pannelli monocristallini sono molto sensibili all’ombra, anche parziale, ma funzionano egregiamente se i raggi del sole sono perfettamente perpendicolari alla loro superficie. Sono i più costosi tra i pannelli convenzionali ed essendo costituiti da celle monocristalline orientate nella stessa direzione, sono in grado di sfruttare a pieno l’energia solare e hanno rese più elevate a parità di superficie.
Pannelli policristallini
Anche i pannelli fotovoltaici policristallini sono molto comuni in quanto hanno proprietà esattamente simili ma non identiche ai pannelli monocristallini. Sono costituiti da rifiuti tagliati da lingotti di silicio monocristallino e da celle di silicio policristallino, che consistono in diversi cristalli orientati in modo casuale con una struttura caotica. Questa struttura più disordinata degrada leggermente le prestazioni, soprattutto se illuminata verticalmente dai raggi del sole. Questa imperfezione rappresenta però anche la loro particolarità: la loro capacità di sfruttare al meglio la luce solare durante il giorno. Inoltre, come il pannello precedente, anche questo tipo di pannello è particolarmente sensibile alle ombre, anche parziali, che possono causare un calo improvviso o temporaneo delle prestazioni dell’intero sistema. Il loro colore tipico è il blu iridescente.
Pannelli a film sottile
I pannelli fotovoltaici a film sottile sono realizzati in silicio amorfo o tellururo di cadmio, che non hanno una struttura cristallina. Sono formati da una superficie di vetro o plastica rivestita uniformemente da un sottile strato di silicio. Visivamente non appaiono come celle quadrate della superficie del disegno, ma come lastre uniformemente scure.
Una delle loro caratteristiche distintive è la loro versatilità: vengono utilizzate in vari contesti per integrazione architettonica, arredo urbano o elementi strutturali di edifici. Tra i vantaggi dei film sottili c’è il vantaggio di lavorare bene con luce diffusa o alte temperature. Inoltre, i pannelli a film sottile sono i più economici sul mercato, anche se sono meno efficienti dal punto di vista energetico.
Rendimento
La principale differenza tra i tipi di pannelli fotovoltaici è l’efficienza o rendimento del pannello solare, che è il rapporto tra l’energia prodotta e la superficie occupata. In particolare, i pannelli fotovoltaici più efficienti richiedono una superficie inferiore per produrre la stessa quantità di energia a parità di irraggiamento, temperatura e altre condizioni operative del dispositivo esterno. Considerando le efficienze alle varie condizioni di temperatura, ne consegue che:
- I pannelli monocristallini hanno prestazioni migliori a basse temperature e sono più efficienti dei moduli policristallini a intensità solari inferiori.
- I pannelli policristallini producono di più alle alte temperature perché sopportano meglio il calore.
- I pannelli fotovoltaici a film sottile sono meno efficienti, ma hanno il vantaggio di lavorare meglio in condizioni di alta temperatura o luce diffusa.
Altri confronti e considerazioni dei pannelli fotovoltaici
Un’altra grande differenza tra i tipi di pannelli fotovoltaici riguarda il prezzo dei pannelli:
- I pannelli solari in silicio monocristallino costano di più;
- Il costo dei pannelli fotovoltaici in silicio policristallino è inferiore a quello dei pannelli in silicio monocristallino;
- I pannelli a membrana sono i più economici sul mercato.
Pro e contro
Infine, va considerato che i pannelli solari possono essere confrontati tra loro anche in base ad alcune caratteristiche elettriche del tipo: picco di potenza, tensione massima di alimentazione, corrente di potenza massima e/o di corto circuito, tensione del circuito.
