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PANNELLI FOTOVOLTAICI, COSA SONO E COME FUNZIONANO

Negli ultimi 10 anni la richiesta di Energia Rinnovabile è notevolmente aumentata, sono sempre più le persone che scelgono di installare nelle proprie abitazioni così come nei luoghi di lavoro, degli impianti a pannelli fotovoltaici.

Cos’è un pannello fotovoltaico e come funziona?

Un pannello fotovoltaico è uno speciale modulo che sfrutta l’energia solare per produrre energia elettrica. Si tratta di un pannello rettangolare composto da diversi moduli assemblati in serie o parallelo in base all’esigenza.

Nelle celle fotovoltaiche, quando un fotone con un determinato livello di energia viene assorbito all’interno di un materiale semiconduttore (di cui è composta la cella fotovoltaica), si crea una coppia di cariche elettriche di segno opposto: un elettrone (negativo) e una lacuna (positiva). Queste cariche di segno opposto possono quindi condurre elettricità. Però, per produrre una corrente elettrica, serve una differenza di potenziale. E questa differenza viene generata grazie alla presenza di piccole impurità (i “droganti”) nel materiale di cui sono composte le celle. Queste modificano le proprietà elettriche del materiale semiconduttore (es. silicio). Si creano quindi due strati: uno, a carica negativa, viene chiamato strato “n”, mentre l’altro, a carica positiva, “p”. La zona di contatto tra questi due tipi di strati si chiama “giunzione p-n”. In questa zona di separazione si ha la formazione di un forte campo elettrico. Le cariche positive e negative generate dal bombardamento dei fotoni costituenti la luce solare vengono separate dal campo elettrico. Queste cariche producono una circolazione di corrente quando il dispositivo viene connesso ad un carico. Ma non tutti i fotoni della luce solare sono uguali. Quelli utili per la produzione di energia elettrica tramite le celle fotovoltaiche sono quelli che possiedono una determinata quantità di energia (HV). Valore che dipende dal tipo di cella fotovoltaica utilizzata.

Esistono 3 tipologie di pannelli fotovoltaici:

Monocristallini: sono i pannelli fotovoltaici più diffusi in quanto risultano essere quelli con maggiore efficienza: il loro rendimento si aggira intorno al 15% - 22%. Ciò in quanto le celle di questi pannelli sono costituite da singoli cristalli di silicio orientati tutti nella stessa direzione, garantendo una maggiore produzione di energia in presenza di luce perpendicolare. Le celle solari di silicio monocristallino sono generalmente di colore scuro uniforme e sono composte da wafer di silicio sui quali vengono costruiti circuiti integrati;

Policristallini: sono i pannelli fotovoltaici che occupano la seconda quota di mercato in quanto sono leggermente meno efficienti dei monocristallini: il loro rendimento si aggira tra il 13% - 16%. Ciò in quanto le celle di questi pannelli sono costituite da cristalli di silicio orientati in modo casuale, il che li rende meno efficienti se colpiti perpendicolarmente dai raggi del sole. Questa pecca rappresenta però la loro peculiarità: riescono a sfruttare meglio la luce solare durante l’arco della giornata. Le celle di silicio policristallino sono generalmente di colore blu intenso;

Amorfi: sono i pannelli fotovoltaici con i più bassi rendimenti rispetto ai moduli in silicio cristallino: la loro efficienza si aggira fra 6% - 12%, rispetto ai precedenti, a parità di potenza, richiedono una maggiore estensione del campo fotovoltaico. Nonostante ciò, anche questi pannelli sono molto diffusi sul mercato grazie alla loro economicità (i costi di produzione sono inferiori ai precedenti) e una maggiore versatilità. I moduli in silicio amorfo non sono infatti composti da celle fotovoltaiche: sono formati da uno strato in vetro o materiale plastico su cui è applicato uniformemente uno strato di silicio dal piccolissimo spessore. Si presentano con colorazione scura e omogenea e sono presenti sul mercato sia nella tradizionale struttura sia in rotoli flessibili.

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