Tipologie di pannello fotovoltaico
Il pannello fotovoltaico, detto anche modulo fotovoltaico, è uno dei componenti fondamentali che costituiscono l’impianto fotovoltaico.lo scopo dei pannelli fotovoltaici?
La sua funzione è facilmente intuibile anche per chi non si destreggia con agilità in questo settore, ovvero “catturare” il massimo irraggiamento solare possibile, grazie agli specifici materiali di cui sono composti. Esistono in commercio differenti tipologie, i pannelli non sono tutti uguali: la sperimentazione ha fatto progressi notevoli, ricercando soprattutto la massima efficienza possibile, che chiaramente è la componente più importante.Esistono vari criteri con cui classificare le diverse varietà di pannelli fotovoltaici:
Uno dei più intuitivi ed utilizzati è indubbiamente il materiale con cui sono prodotti. Sulla base del materiale è possibile distinguere due tipologie principali, che a loro volta raggruppano ulteriori sotto categorie.
I pannelli fotovoltaici cristallini:
Sono moduli prodotti in silicio policristallino, dalla parola stessa si capisce che è una tipologia di silicio chimicamente strutturato da vari cristalli non allineati. Il risultato che si ottiene in fase di produzione è un pannello rigido, fissato ad una struttura di alluminio, materiale che in determinate applicazioni vede proprio nel silicio policristallino un valido sostituto. Data la particolare struttura chimica del silicio policristallino, le celle fotovoltaiche dei pannelli cristallini non hanno una struttura regolare. Per quanto riguarda la resa, altro parametro importante nella valutazione della qualità di un pannello, i moduli policristallini sono particolarmente efficienti con la radiazione indiretta, mentre cedono il primato ai pannelli monocristallini con la radiazione diretta: in virtù di queste caratteristiche si presentano come la scelta ideale in situazione e ambienti di forte aleatorietà dell’irraggiamento solare o forte presenza di inquinamento dell’aria per fumi industriali, quindi soprattutto nelle regioni del Nord.
Pannelli in silicio monocristallino
Anche i pannelli in silicio monocristallino sono pannelli rigidi, che sono fissati a complessi in alluminio. La differenza con i pannelli in silicio policristallino si gioca sul piano della cella fotovoltaica, costruita utilizzando silicio dalla struttura chimica uniforme. Il silicio monocristallino implica una resa molto alta con l’irraggiamento solare diretta, mentre diminuiscono le proprie prestazioni in situazioni dii radiazione indirette. Prendendo come riferimento una condizione ambientale standard (ad esempio STC), nel complesso si può affermare che sono più produttivi dei pannelli in silicio policristallino.
Pannelli fotovoltaici thin film:
Sono pannelli di tipo flessibile, molto versatili, che presentano numerose possibilità per quanto riguarda il materiale di costruzione. GaAs, ovvero Arseniuro di Gallio: le celle fotovoltaiche in GaAs hanno una produttività altissima, che può raggiungere percentuali oltre il 20%. Lo svantaggio è la produzione complessa, che implica costi particolarmente elevati e ne riduce l’utilizzo a settori dalla tecnologia altamente specializzata come l’aerospaziale (non a caso proprio il settore che iniziò le prime sperimentazioni con il fotovoltaico).
GaInP, ovvero Fosfuro di Indio-Gallio: costituiscono una variante chimica dei pannelli con le celle in GaAs, progettata per percepire una gamma di lunghezze d’onda particolarmente vasta. Tecnicamente si ottengono sovrapponendo più superfici.
Pannelli fotovoltaici in silicio amorfo
Silicio Amorfo: Sono moduli con un basso grado di produttività; tuttavia garantiscono una buona resa in situazioni ambientali di temperature molto elevate o di irraggiamento solare diffuso. Proprio per questo sono utilizzati soprattutto per installazioni industriali a tetto, date le superfici particolarmente estese degli edifici. Dal punto di vista dei costi sono assimilabili ai pannelli rigidi in silicio monocristallino e in silicio policristallino.
Pannelli fotovoltaici in Cadmio e Solfuro di Cadmio:
CdTe – CdS, ovvero Telluro di Cadmio e Solfuro di Cadmio: sono materiali di ultima generazione per quanto riguarda la produzione di celle thin film. La produttività dei pannelli in telluro di cadmio e solfuro di cadmio è molto buona, con caratteristiche di resistenza a temperature particolarmente alte. Il mercato dei produttori di questa tipologia di pannelli è un vero e proprio oligopolio, con poche imprese di grandi dimensioni che vendono ad installazioni fotovoltaiche particolarmente grandi, includendo garanzie sul rendimento e altre clausole che rendono l’investimento industriale molto conveniente. Potrebbero sorgere alcuni dubbi in merito all’utilizzo del cadmio, materiale non particolarmente rinomato in termini di sicurezza, ma sono stati condotti numerosi studi che in qualche modo hanno confutato le tesi dei più accaniti detrattori delle celle in Cdte-CdS.
Celle organiche per i pannelli fotovoltiaci:
Celle organiche: è una possibilità ancora relegata all’ambito sperimentale. Il progetto, ambizioso ma al contempo molto realistico, è la produzione di moduli fotovoltaici a base organica, con costi estremamente bassi dato che i materiali di produzione sarebbero per l’appunto totalmente naturali. Non si è ancora in grado di stimare l’arrivo dei risultati di laboratorio nella produzione industriale, ma sicuramente le celle organiche rappresentano la frontiera più avveniristica dei pannelli fotovoltaici, con un occhio di riguardo anche all’ecologia.
Come quale materiale utilizzare per i pannelli fotovoltaici?
In Italia esiste una specifica normativa per quanto riguarda l’utilizzo del pannello fotovoltaico: a prescindere dalla tipologia di celle, il modulo deve essere corredato da una scheda tecnica e da una certificazione che garantisca la conformità allo standard EIC61215. In particolare, sulla scheda tecnica di un pannello fotovoltaico industriale, sono specificati i valori attinenti all’efficienza del pannello stesso, rilevati alle condizioni standard STC. Le condizioni STC nello specifico fanno riferimento ad una temperatura di 25°C e un irraggiamento di AM1.5, 1.000W/m2 e ovviamente sono ipotizzate, data la difficoltà di ricreare o ottenere un ambiente ideale: per questo non sono particolarmente idonee a rappresentare la qualità di un pannello fotovoltaico.
Considerazione finale sulla scelta dei pannelli più adatti ad un utilizzo specifico
Ogni materiale presenta peculiarità specifiche, la cui conoscenza permette di effettuare una scelta consapevole in base all’ambiente e all’utilizzo a cui l’installazione fotovoltaica è destinata. Anche il materiale tuttavia non è un parametro affidabile per valutare la qualità dei moduli fotovoltaici: per questo è necessario analizzare con attenzione i grafici che rappresentano sulla base di due variabili il rendimento dei pannelli.
