Pannelli solari fotovoltaici

A cosa servono

I pannelli solari fotovoltaici sono una delle componenti che fanno parte di un più ampio impianto, il quale serve a trasformare l’energia del sole in energia elettrica.

Questo impianto non è composto solo dai pannelli solari fotovoltaici, sebbene essi rappresentino la parte più visibile e più attiva, ma include anche un inverter, senza il quale non si potrebbe generare corrente alternata dalla corrente continua prodotta; dei cavi di collegamento e dei quadri elettrici.

Molto utili nelle zone isolate, prive di allaccio alla rete elettrica, nelle quali si può provvedere ad un’installazione stand-alone, i pannelli solari fotovoltaici con relativo impianto possono anche essere collegati alla rete elettrica, secondo la modalità grid-connected.

I pannelli solari possono essere distinti in:

• termici, usati principalmente per riscaldare l’acqua per scopi sanitari o per riscaldare le stanze di casa;
• fotovoltaici per ottenere propriamente energia elettrica.

Nonostante l’alto costo iniziale, i pannelli fotovoltaici presentano numerosi vantaggi. In primo luogo, grazie a queste installazioni, si produce energia ad impatto ambientale davvero molto basso, quasi nullo; inoltre, si tende a risparmiare, una volta che l’impianto stesso andrà a regime, sull’acquisto di combustibili fossili; senza contare che è perfino possibile guadagnare con l’elettricità prodotta, vendendo quella in eccesso attraverso i meccanismi previsti dal Conto Energia. Inoltre, la manutenzione degli impianti e l’eventuale successivo ampliamento sono molto semplici, essendo assolutamente modulabili.

Per scegliere i pannelli solari fotovoltaici più adatti alle proprie esigenze, occorrerà comunque il consiglio di un esperto, che possa valutare nel modo più attento il soleggiamento nella zona d’installazione, l’orientamento dei pannelli fotovoltaici, e le necessarie dotazioni tecniche dell’impianto tutto, a seconda dei propri bisogni.

Bisogna considerare, infine, che i pannelli solari fotovoltaici possono anche essere una fonte alternativa da integrare con ulteriori mezzi per la produzione energetica, soprattutto quando l’irraggiamento solare non si considera sufficiente per rispondere appieno al proprio fabbisogno energetico.

Caratteristiche

Nonostante i progressi che la tecnologia fotovoltaica ha compiuto nel corso del tempo non si è ancora riusciti ad ottenere un pannello fotovoltaico in grado di catturare la radiazione solare e trasformarla in energia elettrica senza dispersioni. Ad oggi, bisogna considerare che i pannelli solari fotovoltaici disperdono gran parte dell’energia accumulata, a differenza di quanto avviene con il solare termico, che presenta rendimenti superiori all’80%.

È per questo motivo che, molto spesso, si consiglia di iniziare con un impianto solare termico per la produzione di acqua calda e per il riscaldamento e solo successivamente passare, se lo si riterrà opportuno, ad un impianto solare fotovoltaico per la produzione di energia elettrica.

D’altro canto, non si possono sottovalutare neppure i costi, invero molto più elevati per il fotovoltaico che per il solare termico, per cui anche la motivazione economica potrebbe essere più che significativa. I costi per un impianto solare termico partono, infatti, dai 2 mila ai 3 mila euro circa, mentre per un impianto solare fotovoltaico non si potrà pensare di spendere meno di 10 mila in media.

Naturalmente, bisogna anche calcolare il tempo di ammortamento di questa cifra, che potrebbe essere particolarmente contenuto se la potenza dell’installazione consente di recuperare in breve tempo i costi delle bollette energetiche.

Dal punto di vista estetico, invece, i pannelli solari fotovoltaici e quelli termici non presentano delle grandi difformità: in entrambi i casi, l’installazione più probabile è sul tetto di casa, dal quale dovranno discostarsi opportunamente sia per evitare problemi di surriscaldamento sia per consentire la giusta inclinazione rispetto ai raggi del sole.

La corrente prodotta dai pannelli solari fotovoltaici è, come abbiamo visto, continua e a bassa tensione, ecco perché deve essere opportunamente trasformata per l’uso con i normali elettrodomestici.

Grazie al meccanismo del Conto Energia, inoltre, qualora sia possibile connettersi alla rete, non si dovrà disporre di batterie per accumulare l’energia elettrica prodotta, dato che in caso di giornate nuvolose, si potrà ricevere la corrente necessaria dal Gestore.

Pannelli in silicio amorfo

Le tipologie di pannelli solari fotovoltaici sono principalmente due. Sul mercato, infatti, troviamo quelli realizzati in silicio amorfo e quelli realizzati in silicio mono o multi cristallino. Cerchiamo di spiegare le differenze fra questi due tipi, in modo da avere più chiare le modalità di uso e scegliere consapevolmente quello adatto alle nostre esigenze.

I pannelli solari fotovoltaici in silicio amorfo sono più economici ma presentano anche un rendimento minore rispetto a quelli in silicio cristallino. Per questo motivo devono essere applicati su superfici più ampie.

I pannelli solari fotovoltaici in silicio amorfo sono composti da una lastra di vetro del caratteristico colore blu-grigio, non più spessa di pochi millimetri, inserita in una cornice di alluminio che serve per conferire maggiore robustezza all’insieme. La parte trasparente sarà, invece, orientata al sole, ottenendo dei rendimenti compresi tra il 6% e il 10% per i mesi successivi ai primi, durante i quali il rendimento risulta essere inferiore per poi stabilizzarsi.

Naturalmente, insieme ad ogni pannello vi è anche il necessario per ciò che riguarda fili elettrici e di collegamento, ma non sono molto visibili da terra. Se usato in zone nuvolose o con poco soleggiamento, il silicio amorfo è comunque in grado di produrre energia elettrica, addirittura in misura maggiore al mono e poli cristallino, ragion per cui lo si preferisce in determinate aree caratterizzate da ombreggiature maggiori.

Questi pannelli hanno un costo, dal punto di vista della resa energetica rispetto a quella impiegata per la sua costruzione, decisamente più bassa di quanto accade per gli altri pannelli, quindi sono preferiti anche da chi ha una particolare attenzione per l’ambiente.

Durante tutta la sua durata di vita, il pannello solare fotovoltaico in silicio amorfo è capace di restituire all’ambiente l’energia impiegata durante la produzione, e anche generarne fino a dodici volte in più.

Pannelli mono e multi cristallino

I pannelli solari fotovoltaici in silicio mono e multi cristallino non differiscono particolarmente da quelli realizzati in silicio amorfo, almeno per quanto riguarda il lato estetico. Anch’essi sono del tutto simili a delle lastre di vetro inserite su di un supporto quadrato o rettangolare in alluminio, per consentire una maggiore resistenza agli agenti atmosferici.

Ciò che cambia notevolmente è la resa dei pannelli solari fotovoltaici che, in mono o in multi cristallino, permettono di raggiungere tra il 12% e il 17% in più di quelli in silicio amorfo. Tuttavia, se è vero che a parità di spazio i pannelli in mono o multi cristallino hanno rendimenti maggiori, è altrettanto vero che il costo per ciascun Watt prodotto è superiore, dato il costo di partenza più elevato.

Questo genere di pannelli solari viene realizzato partendo dal silicio puro, opportunamente tagliato, riuscendo così a garantire il migliore allineamento possibile degli atomi, ottenendo quindi una conducibilità molto alta. Nel multi cristallino, invece, il silicio viene mescolato con una soluzione cristallina ma non si usa il silicio puro quanto gli scarti di questo materiale.

Purtroppo, un altro punto debole dei pannelli solari in mono o in multi cristallino, al di là del prezzo, è rappresentato dall’energia che è necessaria per la produzione. Rispetto ai prodotti in silicio amorfo, lo spreco energetico è maggiore e il rientro, in termini energetici, un po’ più lento, ragion per cui molti dichiarano di preferire comunque il silicio amorfo.

Inoltre, i pannelli in mono e in multi cristallino sono adatti esclusivamente alle zone in pieno sole, che non devono fare i conti con ombre o cieli particolarmente nuvolosi, non avendo dei rendimenti ottimali in tali circostanze atmosferiche.

I pannelli solari fotovoltaici in multi e in mono cristallino sono l’ideale dal punto di vista del rapporto tra energia prodotta e superficie occupata, così come anche da quello del rendimento nel tempo, visto che questi dati appaiono stabilizzarsi per tutta la durata di vita del prodotto, in media di circa 25 anni.

Come scegliere

Come abbiamo potuto vedere, sono diverse le tecnologie usate per il fotovoltaico e dunque potrebbe non essere molto agevole riuscire a decidere quale utilizzare.

I pannelli solari fotovoltaici realizzati in monocristallino o in multicristallino sono particolarmente adatti nel caso in cui si possa usufruire di specifici contributi regionali o statali. Infatti, molto spesso, per poter usufruire degli sgravi fiscali messi a disposizione bisogna prevedere dei tempi molto lunghi e una durata dell’investimento non inferiore ai 20 anni. I pannelli solari di questo genere sono gli unici che possono fungere allo scopo e che, quindi, è preferibile installare in questo specifico caso.

I pannelli solari in silicio amorfo, invece, sono particolarmente adatti nelle aree non particolarmente soleggiate ma caratterizzate dalla presenza di foschie o di nubi o, addirittura, di ombra durante la giornata.

Bisogna comunque sottolineare che il silicio amorfo ha delle prestazioni generalmente superiori al monocristallino a parità di superficie coperta, almeno nei primi 20 anni d’esercizio, ragion per cui potrebbe essere una valida alternativa in svariate circostanze, a meno che non si debba limitare di molto l’impatto architettonico dei pannelli, nel qual caso sarà meglio orientarsi sul monocristallino. In effetti, questi ultimi sono particolarmente adatti se si dispone di spazi piccoli, dove la copertura non può estendersi a soddisfazione.

Non va dimenticato che per i pannelli solari fotovoltaici, a differenza di quanto accade con i pannelli solari termici, non si potrà tenere conto in modo esclusivo della grandezza dell’immobile e del numero di persone che vi risiedono, ma solo del consumo medio prevedibile su base annua.

Ecco perché, per scegliere adeguatamente non si potrà non tenere conto del consumo elettrico annuale corrente, e solo dopo aver effettuato questo calcolo, si potrà conoscere la dimensione reale dei pannelli fotovoltaici da installare, consentendo un raffronto tra le diverse tipologie.

Conto Energia

Il Conto Energia, ovvero il sistema incentivante proposto dallo Stato per chi desidera passare all’energia fotovoltaica, ha subito numerosi cambiamenti e ritocchi nel corso del tempo. Quello per il prossimo biennio, il 2011-2013, è stato presentato dal Ministro dello Sviluppo Economico regolando nuovamente le tariffe incentivanti che vengono riconosciute a chi produce energia fotovoltaica.

Secondo le indicazioni di legge (anche se ampio si sta facendo il dibattito intorno alle energie rinnovabili, anche per la spinta del settore industriale) saranno considerati all’interno del nuovo meccanismo anche gli impianti costruiti entro il 31 dicembre 2010 ma entrati in funzione entro il 30 giugno 2011.

Gli impianti fotovoltaici vengono divisi in categorie, quattro per l’esattezza:

• impianti solari fotovoltaici;
• impianti fotovoltaici integrati con caratteristiche innovative;
• impianti fotovoltaici con innovazione tecnologica;
• impianti a concentrazione.

Ciascuna di queste categorie è incentivabile in base alla potenza massima prevista dal decreto. Ad esempio, un impianto solare fotovoltaico ha come limite incentivabile i 3 mila MW per una durata massima di 20 anni. Gli impianti fotovoltaici integrati sono incentivabili fino a 300 MW per 20 anni; gli impianti a concentrazione possono essere incentivati per 200 MW e sempre 20 anni.

L’accesso al nuovo Conto Energia ha modificato la tempistica e la modalità d’invio della documentazione richiesta: i tempi previsti non possono superare i 90 giorni dall’entrata in esercizio dell’impianto, mentre i documenti devono essere presentati esclusivamente con modalità telematica.

Un ulteriore premio è previsto per gli impianti che scambiano energia sul posto e per quelli integrati ma con caratteristiche innovative. Dei valori specifici saranno applicati ai premi maggiorati anche nel caso, ad esempio, in cui gli impianti andranno a sostituire l’eternit o l’amianto di copertura.

Il nuovo decreto energia, infine, prevede delle speciali agevolazioni per gli enti pubblici che vogliano passare ad impianti fotovoltaici, partecipando all’apposito programma di incentivazione ad hoc.