Il materiale dei pannelli fotovoltaici rappresenta indubbiamente un argomento fondamentale, quando si parla di efficienza dell’intero impianto.
Anche se l’argomento può sembrare molto tecnico, comprendere le differenze tra i diversi materiali impiegati per la realizzazione dei pannelli rappresenta un’informazione chiave per meglio comprendere verso quale direzione indirizzare la propria scelta d’acquisto.
La varietà di soluzioni disponibili permette oggi di creare impianti altamente personalizzabili, in base alle esigenze dei consumatori, sia che questi desiderino tenere contenuto l’investimento, sia che preferiscano una soluzione estremamente tecnologica, innovativa e performante.
Visto che dove c’è scelta possono originarsi confusione e dubbi, in questo articolo faremo chiarezza sui materiali dei pannelli fotovoltaici, fornendoti una pratica bussola per orientarti meglio tra le differenze esistenti tra una tecnologia e l’altra.
La composizione del pannello fotovoltaico
I pannelli fotovoltaici sono un insieme di celle fotovoltaiche collegate tra loro, solitamente disposte su un substrato di vetro e incapsulate in materiale protettivo resistente agli agenti atmosferici.
Quel dispositivo rettangolare, rinchiuso all’interno di in un telaio metallico è, in realtà, estremamente resistente agli agenti atmosferici e capace di catturare e convertire l’energia solare in una fonte pulita ed efficiente di elettricità.
Come sono fatti i pannelli fotovoltaici: le celle fotovoltaiche
Ma com’è fatto un pannello fotovoltaico?
Nello specifico, la funzione di catturare energia solare e trasformarla in elettricità è svolta dalle celle fotovoltaiche: piccole unità che compongono il pannello e che potremmo definire il cuore operativo dell’intero sistema.
Queste celle sono generalmente realizzate in silicio con strati sottili di silicio, di solito sotto forma di cristalli monocristallini, policristallini o amorfi.
Il silicio, che è un semiconduttore, è fondamentale nelle composizione del pannello fotovoltaico, perché rende possibile il cosiddetto “effetto fotovoltaico”, un fenomeno fisico che si manifesta quando la luce solare colpisce determinati materiali, generando una corrente elettrica all’interno di tali materiali.
La generazione di corrente elettrica è possibile proprio grazie allo sbilanciamento di cariche elettriche presente all’interno del materiale semiconduttore: in pratica, quando i fotoni della luce solare colpiscono il materiale semiconduttore della cella, provocano l’escursione degli elettroni all’interno del materiale stesso, creando una differenza di potenziale e generando una corrente elettrica.
Il materiale dei pannelli fotovoltaici fa la differenza: il silicio
In commercio trovi una certa varietà di pannelli fotovoltaici: se hai già dato un’occhiata, ti sarai reso conto che uno dei fattori più variabili di tutti è sicuramente il prezzo.
Ad influire sulle differenze di costo tra un pannello fotovoltaico e un altro è sicuramente la varietà di silicio impiegata nella composizione del pannello fotovoltaico.
Se è vero, infatti, che questo materiale è un ottimo semiconduttore, è importante fare una doversosa precisazione: non esiste un solo tipo di silicio.
I pannelli fotovoltaici tra cui scegliere, infatti, si dividono generalmente in tre categorie principali:
- pannelli monocristallini;
- pannelli policristallini;
- pannelli in silicio amorfo.
Note: a proposito di tipologie di pannelli fotovoltaici, hai mai sentito parlare di impianti stand alone? Si tratta di soluzioni che ti permettono di essere disconnesso dalla rete elettrica: ideali se devi alimentare una baita di montagna, il tuo camper e la tua imbarcazione. Ne parliamo meglio nel nostro articolo dedicato agli impianti fotovoltaici Off Grid.
Vediamo di seguito le caratteristiche per ciascuna tipologia.
Silicio monocristallino e policristallino: i migliori materiali per i pannelli fotovoltaici
Parlando della composizione del pannello fotovoltaico, la differenza tra silicio monocristallino e policristallino è da individuare nella maggiore purezza del primo rispetto al secondo.
Questa maggiore qualità del materiale ha due implicazioni fondamentali:
- dal punto di vista estetico, si presenta più scuro, con un colore che tende al nero, a differenza dei policristallini che tendono al blu cangiante. A proposito di estetica, ti segnaliamo anche questo articolo, in cui parliamo approfonditamente dello spessore del pannello fotovoltaico.
- una diversa potenza di conversione, ossia quanta potenza riescono a produrre a pari condizioni di orientamento del tetto, inclinazione dei raggi solari e temperatura ambientale.
Solitamente si tende ad associare la maggiore purezza del silicio monocristallino ad una maggiore potenza di conversione, che comporta la possibilità di offrire le stesse performance in termini di potenza, impiegando una superficie minore.
In realtà, l’efficienza del pannello dipende da diversi fattori e non soltanto dal materiale dei pannelli fotovoltaici.
In linea generale, il silicio monocristallino tende ad essere più performante quando è colpito da luce perpendicolare e in condizioni di temperatura ambientale più bassa, mentre il policristallino è più efficiente con inclinazione del sole più bassa e in condizioni di temperature ambientali più alte.
In altre parole, non esiste una soluzione che si può considerare migliore in termini assoluti, ma tutto dipende dalle condizioni ambientali e dall’orientamento del tetto e dalle esigenze energetiche dell’appartamento.
Il materiale dei pannelli fotovoltaici amorfi
Caratterizzati da uno strato sottile e flessibile di silicio, questi pannelli offrono flessibilità di design e facilità di integrazione in ambienti diversi. Sebbene abbiano una resa energetica inferiore rispetto ai pannelli monocristallini o policristallini, il silicio amorfo si adatta bene a soluzioni leggere e portatili: la loro versatilità, infatti, li rende ideali per applicazioni specializzate, come dispositivi indossabili o strutture con forme non convenzionali, aprendo nuove possibilità nella sfera dell’energia solare.
Oltre a questo, offrono il grandissimo vantaggio di costare fino al 30-40% in meno rispetto ai pannelli in silicio monocristallino.
La loro minore efficienza, però, rende più critica la questione dello spazio: visto che richiedono superfici più grandi per ottenere lo stesso rendimento dei pannelli tradizionali, sono poco convenienti quando non si dispone di un tetto molto ampio.
Che tipo di materiale viene usato per i pannelli fotovoltaici?
Il materiale principale utilizzato per la realizzazione dei pannelli fotovoltaici è il silicio, che è un semiconduttore fondamentale per l’effetto fotovoltaico, ovvero la capacità di convertire l’energia solare in elettricità. Il silicio può essere utilizzato in diverse forme, come monocristallino, policristallino o amorfo, ciascuna con caratteristiche e prestazioni specifiche.
Com’è fatto un pannello fotovoltaico?
Un pannello fotovoltaico è composto da celle fotovoltaiche collegate tra loro e solitamente disposte su un substrato di vetro. Queste celle, che sono il cuore operativo del pannello, sono realizzate principalmente in silicio, un semiconduttore che converte l’energia solare in elettricità. Il pannello è incapsulato in un materiale protettivo resistente agli agenti atmosferici e montato all’interno di un telaio metallico.
Che tipologie di pannelli fotovoltaici ci sono?
Esistono principalmente tre tipi di pannelli fotovoltaici: monocristallini, policristallini e amorfi (o sottili). Ogni tipo ha caratteristiche e vantaggi specifici che li rendono adatti a diverse applicazioni e condizioni ambientali.
