I riflessi solari: la variegata gamma di pannelli fotovoltaici

In questo scenario, i pannelli fotovoltaici svolgono un ruolo fondamentale, convertendo la luce solare in elettricità pulita e sostenibile. Non tutti i pannelli fotovoltaici però, sono uguali: esistono diverse tecnologie, ognuna con le sue peculiarità e caratteristiche uniche.

Nel corso degli anni, l’innovazione ha portato a un’ampia varietà di pannelli fotovoltaici, ognuno progettato per adattarsi a esigenze specifiche e sfruttare al meglio l’energia solare. Dalle tradizionali celle fotovoltaiche in silicio cristallino alle più moderne e flessibili celle sottili, la scelta del tipo di pannello fotovoltaico può influenzare l’efficienza, la durata e il rendimento complessivo del sistema.

Ma cos’è l’energia fotovoltaica? In che modo la luce del sole viene catturata e trasformata in energia elettrica? E quali sono le innovazioni che stanno rivoluzionando l’industria dei pannelli fotovoltaici? Partiamo dal principio.

I pannelli solari sono il cuore pulsante di ogni campo fotovoltaico, dove l’energia solare prende vita. Rivestiti con materiali semiconduttori sensibili alla luce, come il silicio, i pannelli solari generano energia elettrica quando la radiazione solare li colpisce, grazie al cosiddetto effetto fotovoltaico.

In un campo fotovoltaico, ogni pannello solare è collegato a un componente essenziale: l’inverter. Questo dispositivo è in grado di convertire la corrente continua prodotta dai moduli solari in corrente alternata, che può essere facilmente trasportata e utilizzata nelle nostre case. Un sistema di controllo monitora il funzionamento dell’impianto e lo connette alla rete elettrica, mettendo a disposizione l’energia prodotta.

Ma l’energia solare può essere sfruttata anche attraverso impianti diversi, chiamati impianti termodinamici o a concentrazione. In questi sistemi, l’energia solare viene convertita in energia elettrica utilizzando un ciclo simile a quello degli impianti termoelettrici tradizionali.

A differenza dei pannelli fotovoltaici, questi impianti termodinamici sono composti da specchi che concentrano i raggi solari verso un punto chiamato ricevitore. Il ricevitore contiene un fluido termovettore in grado di immagazzinare e trasportare il calore. L’intensa radiazione solare riscalda il fluido nel ricevitore, trasformandolo in vapore, che viene quindi convogliato attraverso condotti per azionare una turbina. La turbina converte l’energia meccanica generata in energia elettrica, che viene successivamente trasformata dall’alternatore in una forma pronta per la distribuzione.Sia attraverso i pannelli solari fotovoltaici che tramite gli impianti termodinamici, l’energia solare si rivela una fonte inesauribile e sostenibile di elettricità, contribuendo a ridurre la nostra dipendenza da fonti di energia tradizionali e ad abbattere le emissioni di gas serra.

Un pannello fotovoltaico è formato da diverse celle fotovoltaiche connesse tra loro in serie o in parallelo e posizionate su una struttura di supporto comune. I diversi tipi di impianti fotovoltaici si distinguono per la loro modularità, offrendo un’ampia gamma di applicazioni. Ogni elemento è composto da componenti più piccoli:

• Le celle fotovoltaiche sono i componenti fondamentali che convertono la radiazione solare in energia elettrica;
• Le celle solari vengono collegate tra loro per formare i pannelli fotovoltaici;
• Più pannelli collegati in serie creano una stringa;
• L’insieme di diverse stringhe collegate in parallelo per ottenere la potenza desiderata costituisce il generatore fotovoltaico.

Questa struttura gerarchica consente di adattare gli impianti fotovoltaici alle diverse esigenze e dimensioni, consentendo una maggiore flessibilità nell’installazione e nell’utilizzo dell’energia solare. 

A loro volta, i pannelli fotovoltaici si differenziano per caratteristiche e prestazioni in base al tipo di cella fotovoltaica che li costituiscono e le principali in commercio sono tre:

1. Pannelli in silicio monocristallino, caratterizzati da celle solari di colore scuro e uniforme. Presentano un’alta efficienza e sono particolarmente adatti all’uso residenziale. Occupano meno spazio per ottenere la potenza desiderata e hanno una durata media di circa 25 anni.
2. Pannelli in silicio policristallino, ottenuti tramite un processo di fusione del silicio che è meno costoso rispetto al metodo utilizzato per i pannelli monocristallini. Sono più economici e tollerano meglio il calore rispetto ai pannelli monocristallini.
3. Pannelli in silicio amorfo, caratterizzati da una colorazione scura e omogenea e la loro flessibilità. Tuttavia, hanno un’efficienza inferiore del 30% a causa del processo di produzione. Sono costituiti da uno strato di silicio applicato su un substrato di vetro o plastica.

In aggiunta, possono essere considerati anche i pannelli BiPV (Building integrated Photovoltaic) Technology; questa tecnologia rappresenta una nuova frontiera nel settore fotovoltaico, in quanto i pannelli possono essere integrati direttamente nell’involucro edilizio e applicati su finestre e pensiline in vetro, consentendo agli edifici di ottenere una resa energetica più elevata e un migliore aspetto estetico.

In passato, una tecnologia utilizzata per i pannelli solari era quella del thin-film, ovvero dei moduli a film sottile, che presentava diversi vantaggi:

• Prezzi più bassi: generalmente più economici rispetto ad altre tipologie di pannelli solari.
• Maggiore reazione alle alte temperature con migliore capacità di gestire temperature elevate, rendendoli adatti per l’utilizzo in climi caldi o durante l’estate.
• Maggiore capacità di catturare la luce diffusa, consentendo loro di generare energia anche durante giornate nuvolose o con poca illuminazione solare diretta.

Tuttavia, i pannelli thin-film presentavano uno svantaggio significativo: occupavano una maggiore superficie per generare la stessa quantità di energia rispetto ad altri tipi di pannelli solari. Sebbene i costi dei moduli fossero inferiori, si rendeva necessaria una maggiore area di installazione, aumentando così i costi complessivi dell’installazione. Di conseguenza, nel corso degli anni, la tecnologia thin-film ha progressivamente perso terreno rispetto ad altre soluzioni fotovoltaiche più efficienti e compatte, come i pannelli in silicio monocristallino o policristallino.

L’ampia varietà di pannelli solari e la loro versatilità li rendono una delle soluzioni migliori quando si tratta di adottare l’energia pulita. Oltre a offrire numerosi vantaggi, i pannelli fotovoltaici hanno un impatto ambientale estremamente ridotto.

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