Un moderno impianto fotovoltaico è composto da una serie di batterie, inverter, controller e altri componenti, ognuno dei quali svolge una funzione importante. Ma al centro di ogni impianto fotovoltaico ci sono le celle solari di un pannello solare. Questi elementi sono determinanti per l'accumulo e la conversione dell'energia solare in energia elettrica. Un pannello solare è un generatore fotoelettrico il cui funzionamento si basa su semiconduttori fisici. Gli elettroni vengono rilasciati dall'irradiazione della luce e chiudono il circuito elettrico. Per generare la tensione necessaria, i pannelli solari vengono installati in parallelo o in serie.

Evoluzione dei pannelli fotovoltaici

La storia vera e propria del fotovoltaico inizia nel 1839 con la scoperta dell'effetto fotoelettrico da parte di Alexander Edmond Bequerel. Da quel momento in poi, l'umanità iniziò a capire che l'elettricità poteva essere generata attraverso la luce. Solo quando Albert Einstein riuscì a descrivere fisicamente l'effetto fotoelettrico nel 1905, grazie alla scoperta dell'effetto quantico della luce, si iniziò a utilizzare l'energia solare per vari processi. Tuttavia, i primi pannelli solari vennero sviluppati solo nel 1954 con un'efficienza di appena il 4%. In seguito, gli scienziati sono riusciti ad aumentare l'efficienza fino a un 15% a livello industriale. I pannelli solari di oggi hanno di solito un'efficienza fino al 40%.

I primi pannelli solari sono stati utilizzati per alimentare i satelliti terrestri artificiali. In seguito, i pannelli fotovoltaici sono stati utilizzati principalmente nelle aree periferiche, nei piccoli villaggi e nelle città. Per decenni hanno alimentato le antenne radio e di trasmissione. Grazie al progressivo sviluppo tecnologico, sempre più modelli sono stati sviluppati anche per uso privato. Oggi anche i proprietari di case e immobili possono utilizzare i pannelli solari come fonte di energia.

Diversi pannelli fotovoltaici in uso

I diversi pannelli solari presenti sul mercato si differenziano in particolare per le seguenti caratteristiche:

·        Dimensioni

·        Substrato

·        Grado di efficienza

·        Potenza nominale e potenza massima

·        Comportamento termico

·        Longevità

I pannelli solari con celle solari realizzate con substrato in silicio sono i più utilizzati. A seconda del tipo di produzione, si fa distinzione tra pannelli policristallini e monocristallini.

Struttura di un modulo solare cristallino

Pannelli solari policristallini

Le celle solari policristalline sono prodotte tagliando i blocchi di silicio dopo la fusione. Non vengono successivamente lavorati ulteriormente e sono quindi più economici da produrre. L'efficienza dei pannelli fotovoltaici realizzati con celle solari policristalline è compresa tra il 12 e il 16%. Grazie al loro ottimo rapporto qualità-prezzo, i pannelli solari policristallini sono particolarmente adatti per impianti di grandi dimensioni.

Pannelli solari monocristallini

L'efficienza dei pannelli fotovoltaici monocristallini è superiore a quella dei pannelli fotovoltaici policristallini ed è compresa tra il 14 e il 18%. Ciò è dovuto principalmente a una lavorazione più approfondita delle singole celle solari, che però comporta anche grandi differenze di prezzo. L'energia solare prodotta con pannelli monocristallini è molto più costosa, per questo motivo questa tecnologia viene utilizzata solo nei progetti più complessi.

Pannelli a film sottile

I pannelli a film sottile o i pannelli solari amorfi sono particolarmente economici perché le loro celle solari sono prodotte a partire dal silicio o da semiconduttori composti con uno sforzo di produzione minimo. Tuttavia, l'efficienza di questi pannelli fotovoltaici è solo del 10-12%, in parte compensata dal fatto che i pannelli sono leggeri e flessibili. Negli ultimi anni, tuttavia, si sono registrati notevoli miglioramenti nelle prestazioni dei pannelli a film sottile. Grazie all'ottimizzazione dei metodi di produzione e al miglioramento della qualità dei materiali, oggi è possibile raggiungere un'efficienza del 25%.

Pannelli solari ibridi

Il futuro dell'energia solare risiede nei cosiddetti pannelli solari ibridi, realizzati con una combinazione di polimeri organici e materiali inorganici. Sono ideali per applicazioni universali grazie alla loro flessibilità, al peso ridotto e ai bassi costi di produzione. La loro produzione non è complessa come quella dei pannelli monocristallini, il che li rende significativamente più economici. L'efficienza di questi pannelli innovativi è ben del 40%.

Vantaggi e svantaggi dell'energia solare

I principali svantaggi degli attuali pannelli solari sono un'efficienza (ancora) relativamente bassa rispetto ad altre fonti di energia e un rapporto qualità-prezzo relativamente sfavorevole. A ciò si aggiungono elevati costi di manutenzione per tutti i componenti e una minore efficienza in caso di cattive condizioni atmosferiche. Tuttavia, bisogna tenere presente che l'investimento nell'energia solare è a lungo termine.

I vantaggi risiedono soprattutto nella longevità e nell'inesauribilità della fonte di energia. La produzione di energia in sé è molto efficiente dal punto di vista dei costi. Queste tecnologie sono inoltre particolarmente ecologiche e silenziose, motivo per cui il loro utilizzo è sostenuto dai programmi di incentivi dell'Unione Europea. Chi vuole investire in pannelli solari di qualità per il proprio impianto troverà un'ampia scelta di pannelli su SecondSol.