PANNELLI FOTOVOLTAICI

Il pannello fotovoltaico, chiamato anche modulo fotovoltaico è un particolare tipo di pannello solare che ha la capacità di generare corrente elettrica quando viene esposto alla luce del Sole.
Questa è anche la principale caratteristica che lo differenzia dal pannello solare termico che serve invece per produrre acqua calda a scopo sanitario ( igiene personale o lavaggio delle stoviglie ) o per il riscaldamento.
Purtroppo la tecnologia attuale ci permette di convertire in energia elettrica solo il 6 / 15 % dell'energia solare che colpisce il pannello fotovoltaico, mentre i pannelli solari termici riescono a convertire l'energia del Sole in acqua calda con rendimenti superiori all'80%.
L'altro difetto dei moduli fotovoltaici è il costo ancora molto elevato, probabilmente dovunto soprattutto all' ancora scarsa diffusione di questa tecnologia.

Queste doverose premesse sono state fatte per far capire fondamentalmente che per prima cosa è meglio installare un impianto solare per la produzione di acqua calda, e poi pensare anche all'eventuale impianto fotovoltaico per la produzione di energia elettrica, se non altro perchè per un impianto solare per acqua calda si spendono circa 1.500 - 3.000 Euro e si ricava energia dal sole pari a circa 1.500 - 3.500 Kwh all'anno di energia, mentre per un impianto a pannelli fotovoltaici si spendono 7.000 - 10.000 Euro e si ricavano 1.000 - 2.000 Kwh / anno.
Questi calcoli servono per dare un'idea generale dei costi, certo è che se si ha la possibilità di ricevere dei contributi Regionali o finanziamenti Statali per l'installazione di pannelli fotovoltaici, allora il discorso della produzione di corrente elettrica con i moduli fotovoltaici diventa fattibile ed interessante!

Un impianto di tipo fotovoltaico esteticamente si presenta in maniera molto simile rispetto a quello a pannelli solari termici a circolazione forzata, in quanto, anche in questo caso i moduli fotovoltaici vengono adagiati comodamente sul tetto e, visivamente, solo questo apparirà all'esterno della propria abitazione.
L'energia elettrica prodotta è normalmente a bassa tensione e a corrente continua, quindi per essere utilizzata nella nostra abitazione va trasformata in corrente alternata a 220 Volt: questo viene realizzato attraverso l'uso di uno strumento chiamato 'inverter'.
In estrema sintesi quindi un impianto a moduli fotovoltaici si compone di una serie di pannelli adagiati sul tetto, di un inverter e di un contatore fornito dall'ENEL che serve per immettere l'energia prodotta direttamente nella rete elettrica della nostra città. Questo contatore funziona però al contrario di quello normalmente installato nelle abitazioni: conta l'energia prodotta dai nostri moduli fotovoltaici e praticamente comunica all'Enel quanta energia abbiamo prodotto.
L'energia prodotta viene scalata da quella che consumiamo durante la notte o durante le giornate particolarmente nuvolose, quindi pagheremo all'Enel la sola differenza, o addirittura se produciamo più energia di quella che consumiamo potremmo teoricamente chiedere i soldi all'Enel, anche se questa possibilità è ancora in fase di definizione da parte dell'Enel e dello Stato Italiano ( occorre aggiornarsi comunque su questa possibilità )
Avremo quindi due contatori: uno che calcola i consumi, e uno che calcola l'energia prodotta dai moduli fotovoltaici, questa possibilità offerta dall'Enel ci permette di non dover investire in costose batterie, che altrimenti sarebbero necessarie per immagazzinare l'energia prodotta dai moduli fotovoltaici.

Di moduli fotovoltaici ne esistono principalmente di tre tipi, analizziamone le caratteristiche, i vantaggi e i difetti:

PANNELLI FOTOVOLTAICI IN SILICIO AMORFO:
Il modulo fotovoltaico più economico, ma anche quello con il minor rendimento e, purtroppo, anche soggetto ad un degrado del rendimento nel tempo.
Questo tipo di pannello fotovoltaico si presenta come una lastra di vetro grigio/bluastra di colore uniforme, lo spessore è di pochi millimetri e, solitamente è dotato di una cornice in alluminio per conferire maggiore robustezza o maneggiabilità al modulo stesso.
In pratica un vetro trasparente speciale viene rivestito su di un lato, con vari passaggi, di silicio allo stato amorfo e di vari altri prodotti, al fine di creare un ottimo livello di impermeabilità e di isolamento elettrico.
Il lato trasparente è quello che si esporrà al Sole, mentre sullo strato opaco sono fissati dei profili di alluminio per il fissaggio al tetto. Dallo stesso lato partono i due fili che portano la corrente generata dal pannello solare all'impianto di trasformazione.
La tensione prodotta da ogni singolo modulo fotovoltaico è di circa 24 - 40 Volt e, una volta collegati in parallelo tra di loro, le varie correnti si sommano e vengono convogliate all'inverter, che è un apparecchio elettronico che trasforma la corrente continua generata dai pannelli, in corrente alternata a 220 Volt utilizzabile nell'impianto di casa o per l'immissione nella rete Enel per la compensazione.
Il rendimento di questi pannelli fotovoltaici va dal 6 al 10 % circa, ma, nei primi due mesi di vita, il rendimento diminuisce di circa il 20 %, per poi rimanere stabile, con un degrado delle prestazioni che deve essere garantito, e non deve superare il 20 % nei primi 20 anni di funzionamento.
In ogni caso la potenza di questi moduli la si calcola proprio considerando immediatamente la perdita iniziale del 20 %, quindi, durante i primi mesi di vita, la resa di un pannello venduto con potenza di 40 Watt, in realtà è di 48 Watt, fino a stabilizzarsi effettivamente sui 40 W dopo i primi mesi di funzionamento.

Da un punto di vista di 'costo energetico per la natura' il pannello fotovoltaico in silicio amorfo è il prodotto che si difende meglio, in quanto, necessitando di un quantitativo abbastanza basso di energia per essere prodotto, riesce a restituire in pochi anni l'energia che è stata usata per produrlo, e riesce a generarne fino a 10-12 volte di più, nell'arco della sua vita. Questo è un dato molto importante da un punto di vista prettamente 'ecologico', in quanto spesso si rischia di produrre e utilizzare dei prodotti che hanno consumato più energia per venire prodotti, di quanta ne riescano a restituire, e questo alla natura può anche non fare piacere....

Il rovescio della medaglia è che purtroppo, avendo un basso rendimento rispetto agli altri modelli di pannelli fotovoltaici, occorre installarne un numero abbastanza alto ( questo ovviamente NON pregiudica il discorso di costo energetico appena fatto ), ma comunque, disponendo di un tetto abbastanza ampio, il problema è risolto, e comunque si risparmia anche economicamente, visto che in pratica il costo per ogni Watt producibile con questa tecnologia è del 25-40 % inferiore rispetto alle altre tecnologie fotovoltaiche.
Un altro vantaggio molto importante dei moduli a silicio amorfo è legato al fatto che, durante le giornate nuvolose, ombreggiate, o nelle ore serali e mattutine, si ottengono dei rendimenti superiori anche dell'8-15% rispetto alle tecnologie mono e poli-cristalline, in quanto questa tecnologia riesce a sfruttare anche questi momenti particolari.
Se ne deduce quindi che i pannelli solari a silicio amorfo sono particolarmente indicati per le zone dove spesso c'è la presenza di nuvole o ostacoli fisici che generano ombre.

I pannelli fotovoltaici in silicio amorfo da noi commercializzati sono essenzialmente di due tipi, differiscono solo per le tensioni in uscita: una più adatta per generare corrente elettrica da reimmettere nella rete Enel, e l'altra invece più adatta per costruire un impianto laddove l'Enel invece non arriva ( o non lo si vuole più utilizzare ), ad esempio per case di campagnia o ad uso saltuario.
In pratica i pannelli fotovoltaici per interscambio con l'Enel hanno tensioni in uscita elevate ( circa 42 Volt ), questo per diminuire le perdite di energia, in quanto tale perdita è inversamente proporzionale alla tensione, mentre è proporzionale alla corrente, quindi più alta è la tensione e più la corrente è bassa, per cui diminuisce anche la perdita energetica.
Mentre i pannelli fotovoltaici per impianti stand-alone ( utenze isolate o non connesse all'Enel ) lavorano a tensioni più basse ( circa 12 Volt ) perchè le batterie normalmente lavorano su tali tensioni.
Questi accorgimenti tecnici aumentano la resa generale di un impianto solare a moduli fotovoltaici in silicio amorfo, rispetto agli impianti solari a pannelli fotovoltaici monocristallini o multicristallini, ma occorre tenere presente che normalmente il rendimento del pannello fotovoltaico in silicio amorfo diminuisce di circa l'1 % ogni anno, mentre il rendimento del pannello fotovoltaico in silicio monocristallino o multicristallino rimane costante anche per 25 anni.

I pannelli fotovoltaici in silicio amorfo possono essere forniti anche senza cornice di alluminio, opzione utile nel caso in cui si voglia fare una cornice esterna unica che inglobi tutti i pannelli, o semplicemente per risparmiare, visto che la presenza della cornice non pregiudica affatto sul rendimento o sull'isolamento elettrico del modulo stesso.
L'attacco dei vari moduli al tetto avviene grazie a dei profili in alluminio presenti in ogni caso sul retro dei moduli: difatto la cornice in alluminio è utile quasi solo per estetica e per migliorare la maneggevolezza dei vari moduli.

PANNELLI FOTOVOLTAICI IN SILICIO MULTICRISTALLINO O MONOCRISTALLINO:
Queste due tipologie di moduli fotovoltaici appaiono esteticamente come tante celle quadrate, o rettangolari, affiancate sotto una lastra di vetro in una cornice di alluminio.
In pratica il modulo fotovoltaico è composto da circa 30-70 celle fotovoltaiche singole affiancate, elettricamente unite e fissate attraverso particolari materiali ad una o più lastre di vetro in una cornice normalmente in alluminio, al fine di dare al tutto una certa robustezza, maneggiabilità, ed ovviamente isolamento dagli agenti atmosferici.

Il rendimento globale di un pannello solare in silicio monocristallino è di circa il 13-17 %, mentre quello di un pannello solare in silicio multicristallino è di circa il 12-14 %.
Quindi, a parità di spazio, rispetto al modulo solare in silicio amorfo, si hanno dei rendimenti doppi, o quasi tripli, ma comunque il costo per ogni Watt producibile del mono-multicristallino rimane comunque superiore.
Oltre al fatto che, per produrre questi tipi di moduli fotovoltaici mono-multicristallini, viene spesa molta energia, e quindi ogni modulo impiega anche 3-6 anni ( contro i circa 2-3 anni del prodotto in silicio amorfo ) per restituire la sola energia che è stata impiegata per essere prodotto, mentre nell'arco della sua vita ne produrrà 4-8 volte di più, in particolare questo problema è il difetto maggiore del modulo monocristallino.

Un altro difetto abbastanza fastidioso di questa ultima tecnologia fotovoltaica, è legata ad un sostanziale diminuzione, od anche abbattimento del rendimento, in caso di ombre particolari che coprono anche una piccola porzione del modulo, o nel caso di nuvole, o ancora durante le ore serale o della mattina presto.

Fatto è che comunque questi due tipi di pannelli fotovoltaici rimangono ottimi prodotti di qualità e stabilità del rendimento, che appunto rimane costante e garantito nel tempo, anche per 25 anni e, producendo più energia a parità di spazio occupato ottimizzano lo spazio, magari non eccessivo della parte di tetto sfruttabile che è posta a Sud.

CONSIGLI PER GLI ACQUISTI:
Nella speranza di aver fatto chiarezza sulle differenze delle diverse teconologie fotovoltaiche, ci permettiamo di dare i seguenti consigli:

consigliamo l'acquisto di moduli fotovoltaici multicristallino o monocristallino nel caso si disponga di Contributi Regionali o Statali per la realizzazione dei tetti fotovoltaici ( programma 10.000 tetti fotovoltaici, o simili ) , anche perchè normalmente vengono proprio richiesti determinati parametri di stabilità del rendimento per un periodo di 20-25 anni, e questo è garantibile praticamente solo dai moduli monocristallini o multicristallini.
Questo consiglio è valido anche nel caso si disponga di un tetto non eccessivamente ampio, oppure si voglia limitare al minimo l'impatto visivo nei confronti dell'impianto solare all'esterno dell'abitazione, o ci si voglia affidare ad una tecnologia di ottima qualità e durevole nel tempo.

consigliamo l'acquisto di moduli fotovoltaici in silicio amorfo nel caso invece vogliamo creare il minore impatto ambientale nei confronti della Natura, quindi cercando di sprecare meno energia possibile anche per la produzione dei moduli fotovoltaici. A tal proposito ricordiamo che sono necessari anni di funzionamento affinchè un modulo fotovoltaico generi corrente sufficiente a compensare quella che è stata impiegata per venire prodotto.
Questa scelta è anche indicata se si abita in zone dove spesso sono presenti nubi, foschie, o sono presenti alberi o edifici che creano ombre durante la giornata: in questo caso la resa globale è sicuramente migliore con questo tipo di impianto solare.
La scelta del pannello fotovoltaico in silicio amorfo secondo noi è valida anche se si vuole ragionare sotto quest'ottica: costruendo un impianto solare con moduli di silicio amorfo otteniamo ottimi risultati per i primi 20 anni d'esercizio: abbiamo quindi un buon servizio con minori costi rispetto alla scelta del pannello fotovoltaico mono-mutlicristallino. Tra 20 anni la tecnologia del solare fotovoltaico sarà molto avanzata, matura e soprattutto molto più economica ( ci impegneremo per renderla tale ! ) e quindi consideriamo che nel momento in cui l'impianto diminuirà il suo rendimento avremo delle alternative economiche che lo sostituiranno con rendimenti molto maggiori.
In ultimo citiamo comunque un'osservazione importantissima secondo noi, e cioè che comunque la teconologia degli elettrodomestici porta a prodotti per la casa con consumi sempre più oculati, e quindi anche se il nostro impianto renderà il 20 % in meno tra 20 anni, sarà anche vero che i nostri elettrodomestici consumeranno anch'essi molto meno di ora, e quindi riusciremo a coprire il nostro fabbisgno elettrico comunque con il nostro impianto solare.