Future Energy - Impianti Fotovoltaici in Conto Energia

I pannelli fotovoltaici sono delle strutture contenenti le celle fotovolaiche di silicio; le celle possono essere di tipo monocristallino, policristallino o amorfo. I pannelli fotovoltaici, chiamati anche moduli fotovoltaici,  sono costituiti da singole celle solari. Ogni pannello fotovoltaico ha una dimensione variabile da 0,5 a 1 m² con potenze da 50Wp a 200Wp e un peso che varia tra i 9 e 18 kg.Un insieme di pannelli fotovoltaici collegati elettricamente costituisce una stringa; un insieme di stringhe collegate in parallelo tra di loro, formano il campo fotovoltaico che, insieme ad altri componenti, consente di realizzare i sistemi fotovoltaici utilizzabili per la produzione di energia elettrica utile. 

Dei molti materiali impiegabili per la costruzione dei moduli fotovoltaici, il silicio è in assoluto il più utilizzato. Se si limita l'analisi ai soli prodotti commerciali, le tecnologie di realizzazione più comuni sono:

• Silicio monocristallino, in cui ogni cella è realizzata a partire da un wafer la cui struttura cristallina è omogenea (monocristallo)
• Silicio policristallino, in cui il wafer di cui sopra non è strutturalmente omogeneo ma organizzato in grani localmente ordinati (policristallo);

Silicio microsferico montato su modulo flessibile

• Silicio amorfo, in cui gli atomi silicei vengono deposti chimicamente in forma amorfa, ovvero strutturalmente disorganizzata, sulla superficie di sostegno. Questa tecnologia impiega quantità molto esigue di silicio (spessori dell'ordine del micron). I moduli in silicio amorfo dimostrano in genere di una efficienza meno costante delle altre tecnologie rispetto ai valori nominali, pur avendo garanzie in linea con il mercato.

I moduli fotovoltaici in commercio vengono testati in base alla normativa IEC 61215, per determinare le caratteristiche sia elettriche che meccaniche. Tra i test più importanti si cita quello per determinarne la potenza in condizioni di insolazione standard, espressa in watt picco (Wp).

I prodotti in commercio

I moduli fotovoltaici in silicio cristallino più comuni hanno dimensioni variabili da 0,5 m² a 1,5 m², con punte di 2,5 m² in esemplari per grandi impianti. Non vi è comunque particolare interesse a costruire moduli di grandi dimensioni, a causa delle probabili perdite che l’ impianto potrebbe subire a causa dell’ ombreggiamento

La potenza più comune si aggira intorno ai 150 Wp a 24 V, raggiunti in genere impiegando 72 celle fotovoltaiche. La superficie occupata dai modelli commerciali si aggira in genere intorno ai 7,5 m²/kWp, ovvero sono necessari circa 7,5 metri quadrati di superficie per ospitare pannelli per un totale nominale di 1.000 Wp; un esempio: un modulo 50 Watt a 12Volt a mezzogiorno d'estate, produce 3,5 A (Ampere)

Innovazioni

Ci sono diverse innovazioni in arrivo per quanto riguarda le tecnologie utilizzate per la produzione e il funzionamento dei pannelli fotovoltaici.

L'università di Toronto, per esempio,  ha inventato un materiale plastico che sfruttando nano-tecnologie converte i raggi solari e infrarossi (quindi funziona anche con il tempo nuvoloso) in elettricità. Si prevede che costruendo i futuri pannelli fotovoltaici con questo materiale se ne aumenteranno le prestazioni di cinque volte. Può essere inoltre usato come generatore portatile e quindi essere spruzzato su superfici di altri materiali (ad esempio vestiti o su una batteria di auto a idrogeno).