Pannelli fotovoltaici

Caratteristiche e performance dei più diffusi pannelli fotovoltaici.

I pannelli fotovoltaici attualmente sul mercato si possono suddividere innanzitutto in base alla loro funzione di produzione:

 

• Pannelli monofacciali, sono quei moduli che producono solo dal lato frontale (dotato di vetro trasparente) , ed hanno il dietro cieco in materiale polimerico (per evitare l’ingresso di  umidità e conseguente ossidazione dei contatti elettrici);

• Pannelli bifacciali, sono quei moduli che avendo vetro anteriore e vetro posteriore, permettono alle celle di nuova generazione, produttive su entrambe le loro facce, di produrre sia con l’irraggiamento sulla superficie anteriore che di produrre dalla luminosità diffusa raccolta sul lato posteriore.

 

Essi poi si possono ulteriormente suddividere in base alla tecnologia utilizzata per realizzare la cella ed ovvero in:

 

• monocristallini
• policristallini
• amorfi / film sottile
• tandem di tecnologie (etero-giunzione HJT)

 

Hanno ovviamente diverso rendimento (performance), inteso come la quantità di radiazione solare che convertono in energia elettrica. Prima di parlare delle tecnologie delle celle conviene però definire alcuni termini che occorre conoscere per capire le differenze.

 

Il wafer, ossia lo strato di materiale semiconduttore (silicio ed altri) su cui vengono stratificati altri materiali per dare al semiconduttore le caratteristiche di conversione solare ed efficienza desiderati

 

Il drogaggio, ossia il tipo di processo di fissaggio sul wafer di diversi elementi chimici, necessari per creare l’effetto fotoelettrico di trasformazione della luce in energia elettrica.

 

La serigrafia della superficie della cella, ovvero la deposizione di una serie di geometrie e percorsi metallici necessari per poter poi saldare le celle fra di loro e raccogliere così le correnti elettriche da loro generate.

 

Ogni cella fotovoltaica è quindi innanzitutto caratterizzata dal tipo di semiconduttore utilizzato dove il più comune è il silicio e poi dal drogaggio scelto per caratterizzarne le performance.

 

Lo spessore di un wafer è di circa 0,15 mm ed il suo diametro può variare dai 200 ai 300 mm.

Pannelli Monocristallini

Nei pannelli monocristallini, il wafer della cella fotovoltaica è costituito da un unico cristallo di silicio. Le celle sono quadrate o recentemente rettangolari (“half cut”) ed il loro rendimento è del 19-22%.

Grazie alla purezza del silicio utilizzato ed al perfetto allineamento dei suoi atomi, garantisce una conversione ottimale dei fotoni captati (energia luminosa) ed una ottima conducibilità elettrica. Esternamente i pannelli monocristallini si riconoscono perché hanno celle di colore blu o nero ma uniformi. La specificità dei pannelli monocristallini è che hanno l’efficienza massima con una esposizione ai raggi solari corrispondente all’orientamento dei loro atomi di silicio, ovvero sono più efficienti sulla radiazione diretta rispetto che sulla radiazione diffusa.

Pannelli Policristallini

Nei pannelli policristallini, a differenza di quelli monocristallini, la base del wafer è costituita da diversi cristalli di silicio, risultanti da un processo di solidificazione del silicio fuso più accelerato rispetto al processo necessario per la produzione del wafer monocristallo. Anche in questo caso, le rese sono interessanti e possono arrivare ad un valore indicativo del 18-21%. Le celle sono quadrate o recentemente rettangolari (“half cut”) e la pigmentazione di solito è blu (dovuta al materiale antiriflettente sopra depositatovi).Lla peculiarità  dei pannelli policristallini, a differenza di quelli monocristallini è, per quanto riguarda la loro efficienza di conversione, la loro minore sensibilità all’inclinazione dei raggi solari, ovvero una loro maggiore capacità a convertire la radiazione diffusa.

Pannelli fotovoltaici in film sottile amorfo

Un pannello in film sottile amorfo è composto da un supporto rigido, tipicamente vetro, su cui vengono depositati strati di silicio nello stato fisico detto “amorfo” ovvero nella forma atomica in cui i singoli atomi non sono ordinati dal punto di vista cristallografico. Lo spessore dello strato di semiconduttore depositato è sino a 50 volte inferiore allo spessore di una cella . La loro diversa fabbricazione porta ad una minore performance che costringe, a parità di radiazione solare, ad avere superfici più ampie da dedicare ai pannelli. I pannelli in film sottile amorfo hanno una resa che va dal 9 al 14%.

Il vero punto positivo della tecnologia a film sottile amorfo è però la maggiore capacità di intercettare la componente diffusa dell’irraggiamento solare.

Sostanzialmente possono essere installati con qualsiasi inclinazione anche non necessariamente perpendicolare ai raggi del sole andando a raccogliere la radiazione diffusa presente.

La deposizione industriale di tale tecnologia su superfici flessibili permette ai pannelli così fabbricati una certa flessibilità e curvabilità alle superfici anche complesse esistenti.

Pannelli in tandem di tecnologie (etero-giunzione)

In tale caso si utilizzano due forme di silicio, sia il wafer monocristallino sia la deposizione su di esso di tecnologia al silicio amorfo conferendo alla cella così creata delle caratteristiche tecnologiche di entrambe le tecnologie di partenza.

Le celle sono quadrate o rettangolari (“half cut/shingled”) ed il loro rendimento è del 21-24%.

In essi si uniscono così entrambe le peculiarità delle tecnologie di partenza, ovvero sia la valida capacità di conversione della radiazione diretta, tipica delle celle monocristalline sia la migliore capacita di conversione per la radiazione diffusa, tipica dell’amorfo.

Hanno poi maggiori caratteristiche di bifaccialità.

I pannelli fotovoltaici consigliati da GTI per l’autoconsumo in agricoltura sono i moduli monocristallini attualmente nel drogaggio P-Perc.

I pannelli fotovoltaici consigliati da GTI per gli impianti agro-fotovoltaici di grandi dimensioni sono i moduli bifacciali a tecnologia HJT stanti le migliori conversioni a terra in posa verticale.

CONTATTI

SCOPRI IL NOSTRO SERVIZIO ALL IN

CONTATTACI

Lascia Un Commento

Name

Website

Commento