Pannelli solari : Cosa sono i pannelli solari?

Cosa sono i pannelli solari?

Le celle fotovoltaiche (PV), spesso note come celle solari, vengono utilizzate nei Pannelli solari per convertire la luce solare in elettricità.

Questa alimentazione può quindi essere collegata alla rete elettrica di casa tua.

La tecnologia solare è piuttosto antica; tuttavia, mentre i fondamenti rimangono gli stessi, l'efficienza dei Pannelli solari è notevolmente migliorata negli ultimi anni.

La stragrande maggioranza delle celle solari è realizzata in silicio, che ha migliorato l'efficienza e il costo man mano che i materiali sono passati dai tipi di silicio amorfo (non cristallino) ai tipi di silicio policristallino e cristallino (cristallo singolo).

A differenza delle celle a combustibile o delle batterie, le celle solari non utilizzano reazioni chimiche o necessitano di carburante per generare elettricità e non possiedono parti mobili, a differenza dei generatori elettrici.

Le celle solari possono essere raggruppate in array, che sono enormi gruppi di celle.

Questi array sono composti da migliaia di singole celle.

Possono funzionare come centrali elettriche centrali, convertendo la luce solare in elettricità e distribuendola a consumatori commerciali, industriali e residenziali.

I proprietari di case hanno installato sui tetti delle celle solari di dimensioni considerevolmente più piccole, note come pannelli a celle solari o semplicemente pannelli solari, per sostituire o integrare la loro normale fonte di energia.

I pannelli a celle solari sono anche impiegati per fornire elettricità in molte regioni terrestri lontane dove le normali fonti di energia elettrica non sono disponibili o sono eccessivamente costose da costruire.

Come funzionano i pannelli solari?

I Pannelli solari raccolgono e convertono pura energia rinnovabile alla luce del sole in elettricità, che può essere successivamente utilizzata per carichi di energia elettrica.

I Pannelli solari sono costituiti da diverse celle solari, ognuna delle quali comprende strati di silicio, fosforo (che fornisce la carica negativa) e boro (che fornisce la carica positiva).

I fotoni vengono assorbiti dai pannelli solari, che generano una corrente elettrica.

L'energia rilasciata quando i fotoni si scontrano con la superficie del Pannello solare fa sì che gli elettroni vengano spinti fuori dalle orbite atomiche e scaricati nel campo elettrico creato dalle celle solari, che successivamente attira questi elettroni liberi nella corrente direzionale.

L'Effetto Fotovoltaico si riferisce all'intero processo.

La famiglia media ha uno spazio sul tetto più che sufficiente per ospitare il numero richiesto di Pannelli solari per generare elettricità solare sufficiente a soddisfare il proprio fabbisogno energetico.

L'eventuale elettricità in eccesso generata viene immessa nella rete elettrica principale, che si ripaga da sola con un ridotto consumo di elettricità durante la notte.

Un Pannello solare crea energia durante il giorno che viene successivamente utilizzata in casa di notte in una configurazione ben bilanciata collegata alla rete.

I proprietari di generatori solari potrebbero ricevere un rimborso se il loro sistema genera più energia di quella necessaria in casa, grazie ai programmi di scambio sul posto.

Un controller di carica, un banco di batterie e, nella maggior parte dei casi, un inverter sono componenti necessari nei sistemi solari off-grid.

Il regolatore di carica trasmette elettricità in corrente continua dall'array solare al banco batterie.

La potenza viene quindi trasferita dal banco batterie a un inverter, trasformando la corrente CC in corrente alternata (CA), che gli apparecchi non CC possono utilizzare.

Gli array di Pannelli solari sono dimensionati per soddisfare i requisiti di carico elettrico più gravosi con l'aiuto di un inverter.

La corrente CA può alimentare carichi in case e aziende, veicoli ricreativi e barche, cabine remote, cottage o residenze e molto altro.

Quali sono i vari tipi di pannelli solari?

Quando si tratta di pannelli solari, normalmente si pensa al costo, all'estetica e all'efficienza energetica.

Sebbene queste siano tutte considerazioni significative, c'è un fattore nei Pannelli solari che avrà un impatto su tutti e tre: il tipo di Pannelli solari selezionati.

Le diverse varietà di Pannelli solari disponibili oggi sul mercato influiranno sui costi di installazione e produzione, nonché sull'aspetto dei pannelli sul tetto.

È tra i fattori più cruciali da considerare durante l'installazione dei pannelli solari.

Esistono tre varietà di pannelli solari, ognuna con una propria serie di vantaggi e svantaggi.

I Pannelli solari policristallini, monocristallini e a film sottile sono i tre tipi di pannelli solari.

I migliori pannelli solari per te saranno determinati dal tuo scenario unico e da ciò che pensi che i pannelli solari realizzeranno.

Esamineremo i molti tipi di pannelli solari, i loro vantaggi e svantaggi e come scegliere quello giusto per te in questa guida.

Pannelli solari monocristallini

Come suggerisce il nome, i pannelli a cristallo singolo sono prodotti da un cristallo di silicio puro tagliato in molti wafer.

Si distinguono facilmente per il loro colore nero scuro, che indica che sono costruiti in puro silicio.

I pannelli monocristallini sono di gran lunga i più efficienti in termini di spazio e di lunga durata dei tre tipi di Pannelli solari grazie al loro utilizzo di silicio puro.

Tuttavia, questo ha un costo: una quantità significativa di silicio viene sprecata nella produzione di una singola cella monocristallina, a volte superiore al 50%.

Di conseguenza, il prezzo è piuttosto alto.

Pannelli solari policristallini

Questi, come suggerisce il termine, sono costituiti da molti cristalli di silicio anziché da uno solo.

Viene eseguita la fusione dei frammenti di silicio e il loro versamento in uno stampo quadrato.

Questo rende le celle policristalline più economiche poiché c'è poco spreco, dando loro la loro caratteristica forma quadrata.

Tuttavia, poiché la loro purezza e struttura del silicio sono inferiori rispetto ai pannelli monocristallini, sono meno efficaci nella generazione di energia e nello spazio.

Hanno anche una ridotta tolleranza al calore, che li rende meno efficaci in situazioni ad alta temperatura.

Pannelli solari a film sottile

I Pannelli solari a film sottile, a differenza dei Pannelli solari policristallini e monocristallini, sono costruiti con una gamma di materiali.

Il tellururo di cadmio (CdTe) è il materiale più comune per i Pannelli solari a film sottile.

I produttori inseriscono uno strato di CdTe tra gli strati conduttori trasparenti, che aiutano a catturare la luce solare nella creazione di questo tipo di pannello a film sottile.

Questo tipo di tecnica a film sottile ha anche uno strato protettivo di vetro sulla parte superiore.

Il silicio amorfo (a-Si), che è paragonabile alla struttura dei pannelli policristallini e monocristallini, può essere utilizzato anche per realizzare Pannelli solari a film sottile.

Anche se questi pannelli a film sottile includono silicio, non sono costituiti da sostanziali wafer di silicio.

Sono fatti di silicio non cristallino che è stato stratificato sopra plastica, vetro o metallo.

Infine, i pannelli CIGS (Copper Indium Gallium Selenide) sono una comune tecnologia a film sottile.

Tutte e quattro le parti dei pannelli CIGS sono racchiuse tra due strati conduttivi (plastica, alluminio, vetro o acciaio), con elettrodi sulla parte anteriore e posteriore del materiale che catturano le correnti elettriche.

Come sono i vari tipi di pannelli solari?

L'aspetto di ogni tipo di Pannello solare varia a causa delle differenze nei materiali e nella produzione:

Pannelli solari monocristallini

È molto probabilmente un pannello monocristallino se incontri un Pannello solare con celle nere.

A causa del modo in cui la luce interagisce con il cristallo di silicio puro, queste cellule sembrano nere.

Mentre le celle solari sono nere, i fogli posteriori e le cornici dei Pannelli solari monocristallini sono disponibili in vari colori.

Il pannello posteriore del Pannello solare è solitamente nero, argento o bianco e le strutture metalliche sono solitamente nere o argento.

Pannelli solari policristallini

A differenza delle celle solari monocristalline, le celle solari policristalline mostrano una tonalità bluastra a causa della luce che si riflette in modo diverso sui frammenti di silicio nella cella rispetto a quanto avviene sul wafer di silicio monocristallino puro.

I pannelli policristallini, come i pannelli monocristallini, presentano fogli posteriori e telai colorati distinti.

I telai dei pannelli policristallini sono solitamente argento, mentre i fogli posteriori sono argento o bianchi.

Pannelli solari a film sottile

Per quanto riguarda i Pannelli solari a film sottile, la sottigliezza della tecnologia e il basso profilo sono le caratteristiche estetiche più distintive.

I pannelli a film sottile sono generalmente più sottili di altri tipi di pannelli, come suggerisce il nome.

Questo è il caso perché le celle dei pannelli sono 350 volte più sottili dei wafer cristallini utilizzati nei Pannelli solari policristallini e monocristallini.

Mentre le celle a film sottile possono essere molto più sottili rispetto alle normali celle solari, lo spessore complessivo di un pannello a film sottile può essere simile a quello di un Pannello solare policristallino o monocristallino se comprende un telaio spesso.

Esistono ancora Pannelli solari adesivi a film sottile che aderiscono il più possibile alla superficie del tetto, ma ci sono anche altri Pannelli solari a film sottile che sono più resistenti con telai spessi fino a cinquanta millimetri.

I pannelli solari a film sottile sono disponibili in vari colori, tra cui blu e nero, a seconda del materiale di cui sono composti.

Efficienza del pannello solare e potenza nominale

La quantità di energia che ogni tipo di Pannello solare può generare varia.

Pannelli solari policristallini e monocristallini

I pannelli monocristallini hanno la migliore efficienza e capacità di potenza di qualsiasi tipo di pannello.

I Pannelli solari monocristallini possono raggiungere efficienze superiori al 20%, mentre i Pannelli solari policristallini spesso raggiungono efficienze dal 15 al 17%.

I Pannelli solari monocristallini producono più energia rispetto ad altri tipi di pannelli grazie alla loro efficienza e perché sono disponibili in moduli di potenza maggiore.

La maggior parte dei Pannelli solari monocristallini ha una potenza di oltre 300 watt (W), con alcuni che recentemente superano i 400 W.

I wattaggi dei pannelli solari policristallini sono inferiori.

Questo non vuol dire che i pannelli solari policristallini e monocristallini non siano fisicamente comparabili; infatti, entrambi i tipi di pannelli solari hanno tipicamente 60 celle di silicio, con 72 o 96 varietà di celle disponibili (di solito per installazioni su larga scala).

I pannelli monocristallini possono produrre più elettricità con lo stesso numero di celle.

Pannelli solari a film sottile

I Pannelli solari a film sottile sono meno efficienti e hanno una capacità di potenza inferiore rispetto ai pannelli policristallini o monocristallini.

Le efficienze variano a seconda del tipo di materiale utilizzato nelle celle, ma normalmente sono circa l'11%.

A differenza dei Pannelli solari policristallini e monocristallini, disponibili nelle dimensioni standard di 60, 72 e 96 celle, la tecnologia a film sottile no.

Di conseguenza, la capacità di potenza di un pannello a film sottile sarà sostanzialmente determinata dalla sua dimensione fisica.

I Pannelli solari policristallini e monocristallini avranno, in media, una capacità di potenza per mq (piede quadrato) maggiore rispetto ai pannelli a film sottile.

I Pannelli solari sono disponibili in una varietà di fasce di prezzo

Poiché le tecniche di produzione per i pannelli policristallini, monocristallini e a film sottile sono diverse, ogni tipo di pannello ha un prezzo diverso.

La scelta più costosa sono i pannelli solari monocristallini.

Si prevede che i pannelli solari monocristallini siano i più costosi di tutti i tipi di pannelli solari.

Ciò è dovuto principalmente al processo di produzione: poiché le celle solari sono costituite da un singolo cristallo di silicio, i produttori devono sostenere i costi di produzione di questi cristalli.

Questa tecnica, denominata processo Czochralski, consuma molta energia e spreca silicio (che può essere successivamente utilizzato per fabbricare le celle solari policristalline).

I pannelli solari policristallini sono un buon compromesso.

I pannelli solari realizzati con cristalli policristallini sono spesso meno costosi dei pannelli solari monocristallini.

Poiché le celle sono costituite da frammenti di silicio anziché da un singolo cristallo di silicio puro, questo è il caso.

Ciò consente un processo di produzione delle celle notevolmente più semplice, che consente di risparmiare denaro sia per i produttori che per gli utenti finali.

Il costo dei pannelli solari a film sottile è principalmente determinato dal tipo di Pannello solare a film sottile; I pannelli solari CdTe sono generalmente i meno costosi da realizzare, mentre i pannelli solari CIGS sono sostanzialmente più costosi da produrre rispetto al CdTe o al silicio amorfo.

A causa del lavoro aggiuntivo richiesto, il costo complessivo dell'installazione di un sistema di pannelli solari a film sottile potrebbe essere inferiore rispetto all'installazione di un sistema di pannelli solari policristallini e monocristallini, indipendentemente dal prezzo dei pannelli stessi.

I pannelli solari a film sottile richiedono meno manodopera da installare poiché sono più leggeri e facili da manovrare, rendendo molto più facile per gli installatori sollevare i pannelli sui tetti e salvaguardarli in posizione.

Ciò si traduce in minori spese di manodopera, che possono contribuire a un'installazione solare più economica nel complesso.

Qual è il miglior tipo di pannello solare per la tua installazione?

Gran parte della tua decisione in merito al tipo di Pannello solare che desideri per il tuo sistema si baserà sui dettagli della situazione e della proprietà.

I pannelli policristallini, monocristallini e a film sottile presentano ciascuno la propria serie di vantaggi e svantaggi e l'opzione migliore per te dipende dalla proprietà e dagli obiettivi del tuo progetto solare.

L'installazione di pannelli policristallini a basso costo e a bassa efficienza può far risparmiare denaro in anticipo per i proprietari di immobili con molta area per i pannelli solari.

L'installazione di Pannelli solari monocristallini ad alta efficienza è una buona opzione se hai poco spazio e vuoi risparmiare sulla bolletta elettrica.

Quando si tratta di Pannelli solari a film sottile, sono più comunemente usati quando installati su un enorme tetto commerciale che non può sostenere il peso aggiuntivo delle tipiche apparecchiature solari.

Poiché hanno più spazio per posizionare i pannelli a film sottile, questi tipi di tetti possono anche permettersi una minore efficienza.

I pannelli a film sottile possono anche avvantaggiare i sistemi solari portatili, come quelli visti su camper o barche.

Domande frequenti (FAQ)

Ecco alcune domande frequenti che riceviamo sui pannelli solari.

Come funzionano i pannelli solari e le batterie?

I Pannelli solari consentono di consumare l'elettricità non appena viene creata.

Le batterie solari, d'altra parte, sono ora disponibili per immagazzinare l'energia generata dai tuoi pannelli durante il giorno in modo da poterli utilizzare in seguito.

Le batterie solari sono disponibili in varie forme e dimensioni, ognuna con il proprio insieme di caratteristiche e capacità.

Alcuni hanno le dimensioni della batteria di un veicolo, mentre altri hanno le dimensioni di un generatore o di una lavatrice.

La maggior parte delle persone che installano Pannelli solari lo fanno senza batteria perché vogliono utilizzare l'energia dalla rete elettrica quando i pannelli non producono elettricità.

Le batterie solari sono in genere utilizzate da persone che si impegnano a vivere "fuori rete".

Come funzionano i pannelli solari off-grid?

Con il termine "fuori rete" si intende un luogo non connesso alla rete nazionale.

Di conseguenza, i Pannelli solari off-grid richiedono l'accumulo di batterie per funzionare.

Un sistema off-grid deve essere in grado di:

• Produci energia a sufficienza tutto l'anno

• Avere una capacità della batteria sufficiente per soddisfare le esigenze della famiglia

Poiché batterie, inverter e generatori di backup sono costosi da mantenere, questi sistemi si trovano spesso solo in luoghi isolati dove il collegamento alla rete energetica non è pratico.

I pannelli solari sono efficaci?

I Pannelli solari non sono mai efficienti al 100% perché le condizioni non sono mai ideali.

La maggior parte dei pannelli domestici ha un'efficienza del 20%, che può sembrare bassa ma è sufficiente per coprire la maggior parte (se non la totalità) del consumo energetico di una famiglia.

Con l'avanzare del settore della tecnologia solare, possiamo aspettarci che i sistemi solari domestici diventino più efficienti in futuro.

È possibile installare pannelli solari su un tetto piano?

I Pannelli solari possono funzionare altrettanto efficacemente sui tetti piani quanto sui tetti inclinati perché impiegano telai di montaggio specifici che consentono loro di essere inclinati alla migliore angolazione possibile.

I tetti piani presentano ulteriori vantaggi in quanto sono più facili da raggiungere, facilitando notevolmente l'installazione e la manutenzione dei pannelli; non richiedono la rimozione delle piastrelle, rendendo i pannelli meno visibili dalla strada.

I pannelli solari funzionano al buio o di notte?

No, i Pannelli solari non sono molto efficaci di notte.

Tuttavia, immagazzinare l'energia prodotta dai Pannelli solari durante il giorno è ora più facile che mai.

La tecnica più comune è quella di utilizzare le batterie, che stanno diventando sempre più disponibili ed economiche poiché i loro prezzi continuano a diminuire anno dopo anno.

È possibile utilizzare i pannelli solari nelle giornate nuvolose?

Si lo fanno.

La normale luce diurna sarà sufficiente per il corretto funzionamento dei pannelli.

Sebbene siano più prolifici nelle giornate limpide e soleggiate e durante l'estate quando ci sono ore diurne più lunghe, non richiedono una luce solare intensa e brillante.

Hanno anche prestazioni migliori in aree con meno copertura nuvolosa.