Indice
In questa guida spieghiamo quali sono le caratteristiche dei pannelli solari fotovoltaici e vediamo quali risultano essere i prezzi dei vari prodotti.
Invenzione
La scoperta del principio fotovoltaico, come spesso è accaduto nella storia per le grandi scoperte scientifiche, è frutto del caso. Se volessimo collocare a una data precisa la nascita di questo principio, dovremmo andare indietro fino al 1839, anno in cui un giovanissimo francese di nome Edmond Becquerel, mentre “giocava al piccolo chimico”, facendo esperimenti su una cella elettrolitica, ebbe un sussulto nel vedere una strana reazione, apparentemente soprannaturale: l’effetto dei raggi solari sulla superficie in platino produceva una lieve scossa elettrica. Per fortuna questo strano evento capitò sotto l’occhio attento di un diciannovenne testone e curioso come Becquerel, che invece di soprassedere, si rifiutò di collegare il fatto a chissà quale magia misteriosa e provò a ripetere l’esperimento, rendendo l’episodio “res publica”.
Il fatto che non si sia tenuto per sé il “segreto”, in questo caso fu determinante. Infatti le conoscenze, nonchè i materiali disponibili di metà Ottocento, erano piuttosto limitati e, per forza di cose, limitanti per qualsivoglia tipo di approccio allo studio di un evento come quello che si manifestò sotto lo sguardo dello studioso francese. In seguito, poi, fu soprattutto per merito delle teorie di Einstein che si riuscirono a mettere in pratica le conoscenze in fatto di trasformazione dell’energia solare in energia elettrica.
Per parlare del caso specifico del pannello solare fotovoltaico, bisogna fare riferimento al 1953, anno in cui, un gruppo di fisici americani, dipendenti della “Bell”, nel corso di alcuni studi sul silicio, assemblarono la prima cella fotovoltaica, in grado di trasformare l’energia solare in una soddisfacente quantità di energia, abbastanza da alimentare un apparecchio elettrico come una ricetrasmittente. I tre americani ai quali dobbiamo questa importante scoperta si chiamavano Gerald Pearson, Calvin Fuller e Daryl Chapin ed ebbero il merito di metter su una cella del rendimento del 6% con i materiali degli anni ‘50, risultato stupefacente, considerando che la percentuale di rendimento delle celle moderne è del 40%.
A cosa servono
In modo molto semplice si potrebbe dire che sono dei pannelli che catturano la luce del sole e la trasformano, direttamente, in energia elettrica. Strutturalmente sono composti da dei “moduli” di cellule, dette appunto “fotovoltaiche”, che sono alla base del suo funzionamento. La prima di queste cellule fu creata intorno alla metà del XX secolo, composta di materiali come il silicio, dimostrò subito la sua capacità di produrre energia elettrica se sottoposta all’azione della luce solare.
Da questa scoperta al pannello solare la strada non fu molta perché bastò collegare in serie un numero vario di cellule “fotovoltaiche” per avere la quantità di energia desiderata. In genere i moduli dei pannelli sono composti da 36 cellule (anche se il numero ovviamente varia molto rispetto ai prodotti delle varie case produttrici) e consentono la produzione di circa 50 watt di energia ognuno (mentre una singola cellula produce 1,5 watt a 25°C di temperatura media). La corrente che esce da questi moduli verrà poi introdotta in un apposito meccanismo che servirà per trasformare l’energia prodotta in corrente alternata, utilizzabile così all’interno della nostra abitazione.
Il grande vantaggio dei pannelli solari fotovoltaici per abitatazione sta nel fatto che la produzione di elettricità avviene senza creare alcun rumore, senza consumare carburante e quindi nemmeno produrre dei gas di scarico, inoltre si potranno posizionare in molti modi diversi: sopra il tetto (tra le soluzioni più usate), ma anche nei cortili, nelle terrazze, insomma in qualunque luogo ci sia una discreta esposizione alla luce solare. Questo comporterà un vantaggio non solo per noi e per il nostro portafoglio ma anche, e forse soprattutto per l’ambiente, poiché grazie all’utilizzo del fotovoltaico si potranno ridurre sensibilmente le emissioni di anidride carbonica responsabili principali dell’effetto serra. Inoltre il fatto di poter installare tali moduli su postazioni già esistenti (tetti, terrazzi, cortili ecc…) porta ad un pressoché nullo impatto sul paesaggio.
Caratteristiche e rendimento dei moduli
Cerchiamo di analizzare in maniera più specifica le caratteristiche tecniche di questi moduli fotovoltaici. Quelli che più diffusamente si trovano nel mercato fanno parte di due grandi categorie: nella prima troviamo i cosiddetti “moduli cristallini”, mentre nell’altra i “moduli a film sottile”. La differenza sta nella struttura del materiale che formerà la cellula: cristallina per i primi mentre amorfa per gli altri.
Come già accennato il silicio rappresenta la scelta più utilizzata da tutte le case costruttrici, sia per ragioni di costo sia, soprattutto, per le ottime caratteristiche fisiche di questo materiale. Molto importante, per quanto riguarda le caratteristiche tecniche dei pannelli, sarà il rendimento di ciascun modulo (cioè la parte di energia captata per irraggiamento che è stata trasformata in elettricità): questo sarà influenzato da vari fattori come, ad esempio, i materiali utilizzati, l’irraggiamento delle cellule esposte, l’inclinazione di queste ecc… Un modulo di silicio monocristallino avrà un rendimento di circa il 14%, mentre uno in silicio amorfo di circa il 6%.
Questo fattore quindi spiega i costi diversi rispetto al tipo di modulo offerto: migliore il materiale utilizzato più la spesa sarà elevata per acquistarlo ma tutto questo viene compensato da una maggiore produzione di elettricità e quindi in definitiva da un notevole vantaggio in termini economici. Le dimensioni dei pannelli non saranno mai molto estese perché si rischiano maggiormente condizionamenti esterni (come l’obbreggiatura) o interni (come il malfunzionamento di una cellula), generalmente sono comprese tra i 0,5 e i 2,5 metri quadrati.
Materiali
Esistono essenzialmente due tipi principali di pannelli solari fotovoltaici: i modelli in silicio amorfo e quelli in mono o multi cristallino. Se avete intenzione di dotare la vostra abitazione di pannelli solari, conoscere le caratteristiche principali di questi modelli è essenziale per scegliere quelli più adatti a soddisfare le vostre esigenze energetiche. In questa guida ci occuperemo quindi di fornire una descrizione delle differenze principali che appartengono alle due tipologie.
Il primo tipo, rappresentato da pannelli solari in silicio amorfo, rappresenta il modello più economico, ma anche quello in grado di assicurare una resa inferiore rispetto ai modelli in mono e multi cristallino. I pannelli fotovoltaici in silicio amorfo hanno quindi la necessità di essere posizionati su superfici di maggiori dimensioni. Per quanto riguarda la struttura, questo tipo di pannello è costituito da una lastra di vetro di colore blu-grigio e dello spessore di pochi millimetri. La lastra viene inserita all’interno di una cornice realizzata in alluminio, che le conferisce stabilità. La parte trasparente verrà esposta al sole e consentirà di ottenere un rendimento del 6-10% dopo i primi mesi di assestamento. Durante i primi mesi il rendimento risulterà un po’ inferiore; tenderà poi a salire e a stabilizzarsi su questi valori.
Nelle aree poco soleggiate i pannelli in silicio amorfo sono quelli preferiti, dal momento che in queste zone riescono ad assicurare un rendimento perfino superiore rispetto a quelli in mono e multi cristallino. La realizzazione di questi pannelli è sicuramente meno dispendiosa dal punto di vista energetico se consideriamo la loro resa, pertanto sono anche i preferiti di chi crede nello sviluppo sostenibile.
In particolare, durante la sua vita il pannello solare in silicio amorfo restituirà un’energia pari a dodici volte quella utilizzata per produrlo.
Il secondo tipo principale di pannelli solari oltre ai pannelli in silicio amorfo, è rappresentato dai pannelli fotovoltaici in silicio mono e multi cristallino. Dal punto di vista estetico, le differenze non sono particolarmente evidenti. Anche i pannelli in mono o multi cristallino, infatti, sono costituiti da lastre di vetro inserite all’interno di una cornice di alluminio, che assicura una buona resistenza agli agenti atmosferici.
Tuttavia, il rendimento è notevolmente diverso: i modelli di pannelli solari fotovoltaici offrono una resa compresa tra il 12% e il 17% in più rispetto a quelli realizzati in silicio amorfo, a parità di spazio.
Tuttavia, il costo è sicuramente più elevato, e dunque anche il costo per singolo watt risulta superiore. I pannelli in mono cristallino vengono realizzati a partire dal silicio, che viene tagliato in modo da far allineare le particelle nella maniera migliore possibile, assicurando una conducibilità ottimale. Nel caso dei pannelli in multi cristallino non viene utilizzato il silicio puro ma i suoi scarti, che vengono mescolati con una soluzione cristallina.
Oltre al prezzo per il consumatore, un problema importante è rappresentato dall’energia necessaria alla produzione di questo tipo di pannelli. Da questo punto di vista, i modelli in mono e multi cristallino vengono ammortizzati molto più lentamente rispetto ai modelli in silicio amorfo.
Si tratta di pannelli da utilizzare solo in zone che siano esposte al sole per gran parte dell’anno, poiché non offrono un buon rendimento in caso di cielo nuvoloso. Si tratta di una buona scelta per chi desidera il miglior rapporto possibile tra energia prodotta e superficie impegnata. I pannelli in mono e multi cristallino, inoltre, offrono un rendimento stabile nel tempo e hanno una durata di circa 25 anni.
Vantaggi
Ora che abbiamo capito cosa sono, la domanda che viene spontanea è: ma convengono? Lasciando per un momento da parte i contributi che ci possono arrivare da parte degli enti pubblici che vanno a incidere in maniera rilevante sulla questione economica, cerchiamo di analizzare gli altri fattori che possono avvantaggiare o meno i fotovoltaici. Tra questi, importanza primaria, lo ha la posizione geografica della nostra abitazione: cambiando latitudine infatti varia l’irraggiamento solare e quindi l’energia elettrica prodotta.
Il Ministero dell’Ambiente ha stilato una tabella comparativa tra nord, centro e sud: ne viene che, nel primo caso, l’irraggiamento sarà di circa 1.372.4 kWh/m² anno (la città di riferimento è Milano), al centro invece di circa 1.737 kWh/m² (Roma) mentre al Sud (Trapani) sarà di 1.963 kWh/m². Cosa possiamo capire da questi dati? Semplicemente che un impianto fotovoltaico situato a Trapani sarà maggiormente produttivo rispetto quello posto a Milano, portando quindi ad un risparmio in termini economici maggiori. Detto questo già l’irraggiamento solare del nord basta per ottenere dei sensibili guadagni rispetto alla normale rete elettrica.
Per esempio con un sistema fotovoltaico da 8 metri quadrati a Milano si produrranno già circa 1.167 kWh ogni anno che rappresentano già, quindi, un chiaro risparmio energetico. Altro fattore da considerare per ottenere maggiori vantaggi rispetto alla rete elettrica tradizionale sarà quello della posizione in cui questi pannelli andranno installati. Anche qui naturalmente il responsabile di tutto ciò è il Sole: in posizioni alte come il tetto questo incontrerà meno ostacoli e quindi ci sarà una minor perdita di energia che si traduce in una maggiore quantità di elettricità prodotta.
Come scegliere
La prima cosa che intendo sottolineare è che il consumatore che decide si avvicinarsi a questo prodotto fa una scelta sicuramente ammirevole. Magari senza volerlo, pensando soprattutto a quanto il portafoglio ne sarà felice, ma pur sempre degna di stima. Quando si parla di una possibile sostituzione dell’energia elettrica con l’energia solare, non possiamo che essere tutti d’accordo.
Tuttavia, per dovere di cronaca, bisogna sottolineare alcune falle nel sistema fotovoltaico. Senza entrare troppo nei particolari, c’è da considerare che l’uso del silicio a lungo termine porterà alla scarsa disponibilità dello stesso, tanto da far preoccupare studiosi e promotori di questa tecnologia, che stanno appunto indirizzando la ricerca verso nuovi materiali in grado di sostituire questo semiconduttore. Nel presente, questo piccolo neo non tocca comunque più di tanto la sensibilità del consumatore che si vuole avvicinare a questa nuova tecnologia.
Il problema più grosso per il potenziale consumatore ricade sullo spazio. I moduli solari, per loro natura, esigono ampi spazi perchè più sono estese l’area e il numero di moduli, più l’energia prodotta sarà abbondante, o almeno sufficiente a soddisfare la richiesta di energia del consumatore stesso. Quindi la raccomandazione principale è: prima di illudervi su quanto potreste risparmiare, pensate a dove potreste sistemare i moduli fotovoltaici e se lo spazio è sufficiente!
Come avevo accennato in precedenza, un altro fattore da non sottovalutare, oltre lo spazio, è l’ambiente intorno alla vostra abitazione. E’ importantissimo che l’impianto fotovoltaico si trovi in un posto non ombreggiato, non a rischio pioggia continua, non circondato da ostacoli naturali o comunque alti edifici che possano pregiudicare l’impatto dell’energia solare con i moduli. Insomma, per farvi un esempio, se per assurdo possedeste una casa molto piccola, nel centro di Londra, circondata da alberi alti, ecco in questo caso non è consigliabile pensare di poter acquistare i pannelli fotovoltaici. Al contrario, spazi ampi, luoghi soleggiati e assenza di ostacoli per il funzionamento, costituiscono un punto di partenza per l’iniziativa di acquistare questo prodotto.
Pannelli Solari Fotovoltaici più Venduti
Nella tabella che segue è possibile trovare informazioni sui prezzi dei pannelli solari fotovoltaici in vendita online.
Cliccando sui vari prodotti è possibile visualizzare maggiori informazioni, come la descrizione delle caratteristiche e le opinioni e recensioni.
