Pannelli fotovoltaici: sono meglio i monocristallini, i policristallini o quelli a film sottile? Quali scegliere?
Molte volte, magari, sentiamo parlare di queste tipologie di moduli, ma non altrettante volte ci viene spiegato cosa sono e quali sono i più adatti alle nostre esigenze.
I moduli fotovoltaici che oggi si possono installare possono essere di differenti tipologie in base al tipo di cella fotovoltaica utilizzata. Ma le principali sono quattro.

Le quattro tecnologie più utilizzate sono:

– pannelli fotovoltaici monocristallini
– pannelli fotovoltaici policristallini
– pannelli fotovoltaici a film sottile
– pannelli fotovoltaici a concentrazione (o meglio: impianti fotovoltaici a concentrazione)

Questi sono i principali tipi di moduli presenti e commercializzati oggi sul mercato. La conformazione ed il tipo di cella fotovoltaica utilizzata determina il tipo di pannello solare ed in genere il “tipo” di rendimento ottenibile da ciascuna tipologia. Cioè: rendimenti maggiori in condizioni di sole diretto, di luce diffusa, di alte temperature, ecc.. Ogni tipo di pannello, inoltre, ha un utilizzo specifico in architettura ed impiantistica: i pannelli a film sottile, per esempio, sono particolarmente adatti per installazioni che non ricevono un irraggiamento perfettamente perpendicolare, tipo pareti, tetti “a cupola”, superfici irregolari.

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Quali le differenze tra i pannelli fotovoltaici monocristallini policristallini e a film sottile?

I moduli mono e policristallini sono pannelli in silicio cristallino, e sono “alternativi” a quelli in silicio amorfo o a film sottile, che non contengono cristalli in silicio perfettamente strutturati.

Qual è la differenza principale? La differenza principale tra questi tipi di moduli è l’efficienza. L’efficienza non è, però, un indicatore di qualità dei pannelli fotovoltaici, ma un semplice rapporto tra produzione e superficie occupata. Un’efficienza minore non significa minore qualità dei pannelli, ma una minore superficie occupata per kwh prodotto.
In altre parole: ciò che differenzia un modulo a film sottile da uno in silicio monocristallino è la superficie occupata per produrre ogni kwh di elettricità a parità di irraggiamento, temperatura ad altre condizioni esterne di funzionamento impianto.

Ciò che cambia, dunque, non è la qualità della produzione, ma l’efficienza della produzione: notoriamente i pannelli fotovoltaici a film sottile hanno efficienze minori (cioè: hanno ‘bisogno’ di maggiori superfici), ma hanno il vantaggio di lavorare meglio in condizioni di alte temperature o luce diffusa.

 

I pannelli fotovoltaici monocristallini

Il modulo monocristallino è quello con efficienza maggiore: si va dal 15 al 20% di efficienza e, per produrre una potenza di 1 Kw “di picco”, ha bisogno di circa 6 metri quadrati. Il pannello è una lastra rigida costituita in genere da 30-70 celle fotovoltaiche assemblate, saldate tra loro e ricoperte da un vetro protettivo e da una cornice esterna di alluminio. Il modulo dura mediamente 25 anni con perdite di rendimento di meno dell’1% l’anno. Questi tipi di pannelli fotovoltaici sono abbastanza sensibili agli ombreggiamenti, anche parziali, ma lavorano molto bene se i raggi del sole cadono in maniera perfettamente perpendicolare alla loro superficie.

Per quanto riguarda il cosiddetto “bilancio energetico”, ovvero il tempo necessario al pannello per produrre il quantitativo di energia pari a quello utilizzato per fabbricarlo, il modulo monocristallino ha bisogno da tre a sei anni di funzionamento.

Come tipo di soluzione risulta decisamente quella più costosa, tra quelle tradizionali, e viene impiegata quando ci sono condizioni ottimali di irraggiamento e si vuole sfruttare al massimo la superficie disponibile, per via della sua maggiore efficienza in relazione allo spazio occupato.

 

I pannelli fotovoltaici policristallini

Il modulo policristallino, o multicristallino,  ha efficienze leggermente minori, circa il 13%,  ad ha bisogno di una superficie leggermente maggiore, rispetto ai precedenti, per produrre 1 Kwp di potenza: sono necessari circa 8 metri quadrati.

Questi pannelli fotovoltaici sono anch’essi tra i più diffusi e “tradizionali”, perchè hanno caratteristiche del tutto assimilabili ai precedenti, tranne, come detto, per un’efficienza leggermente minore. Il modulo policristallino rappresenta infatti un buon compromesso tra: costi, superficie occupata, rendimento produttivo ed efficienza. Un buon compromesso tra moduli monocristallini, da un lato, e pannelli a ‘film sottile’, dall’altro.

Anche questo tipo di pannello, come il monocristallino, produce per almeno 25 anni con perdite fisiologiche di rendimento di circa l’1% l’anno. Anche questo tipo di pannello, come il precedente, è particolarmente sensibile agli ombreggiamenti, anche parziali, che possono causare improvvisi  o temporanei cali di rendimento sull’intero impianto.

 

Pannelli fotovoltaici a film sottile

Il modulo a film sottile è infine quello con la minore efficienza produttiva: siamo a circa il 6%.
Questa tipologia avrà bisogno di superfici decisamente maggiori per produrre un Kwp di potenza fotovoltaica: fino a circa 20 metri quadrati (nel caso dell’utilizzo di silicio amorfo). Nonostante la minore efficienza che, ricordiamolo, non è indice di qualità, questo tipo di pannello sta avendo una elevata diffusione sul mercato perchè ha il duplice vantaggio di una maggiore economicità, costa meno produrlo, e di una maggiore versatilità di utilizzo: il pannello a film sottile è di fatto una lastra di pochi millimetri di spessore, flessibile, in grado di ricoprire ed adattarsi perfettamente ad una moltitudine didifferenti strutture architettoniche: da rivestimenti di facciate a vetrate ad altri elementi architettonici irregolari o non ben esposti ai raggi del sole. I pannelli fotovoltaici a film sottile possono costituire una pellicola flessibile di rivestimento, il requisito ottimale per favorire un’ampia possibilità di applicazione in edilizia.

Tra i vantaggi del film sottile vi è quello di lavorare bene con luce diffusa o con alte temperature. Può essere inoltre installato in posizione orizzontale o verticale senza risentire sensibilmente sul rendimento.

 

I pannelli fotovoltaici utilizzati per impianti a concentrazione

Si tratta di pannelli particolari, “non convenzionali”, ma è decisamente la tipologia più innovativa ed efficiente: i pannelli, in questo caso, sono costruiti per ottenere i massimi livelli di efficienza. Utilizzano celle a concentrazione che sono celle solari ad alta tecnologia in grado di trasformare in energia elettrica elevate quantità di irraggiamento utilizzando piccole superfici di conversione. Questi pannelli fotovoltaici convogliano i raggi solari su un’unica cella fotovoltaica, attraverso apposite lenti (o specchi), che converte da sola grandi quantità di energia. Questi tipi di impianti fanno uso, spesso, anche di sistemi ad inseguimento, per orientare costantemente il pannello verso il sole.

L’efficienza di conversione di questi pannelli fotovoltaici arriva a valori superiori al 35-40% con superfici richieste per la produzione di un Kwp di potenza di meno di 3 metri quadrati. Sono le soluzioni adatte alle centrali fotovoltaiche, soluzioni decisamente più costose, ma che attraverso gli alti rendimenti, in alcune condizioni rientrano bene dai costi d’investimento.

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