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Pannelli Fotovoltaici

I pannelli fotovoltaici creano energia. In ingegneria energetica un pannello fotovoltaico è un dispositivo optoelettronico, composto da moduli fotovoltaici, a loro volta costituiti da celle fotovoltaiche, in grado di convertire l'energia solare in energia elettrica mediante effetto

Pannelli fotovoltaici sul tetto a Brescia

fotovoltaico, tipicamente impiegato come generatore. La cella fotovoltaica, o cella solare, è l'elemento base nella costruzione di un modulo fotovoltaico. Essa è un dispositivo elettrico che converte l'energia della luce direttamente in elettricità tramite l'effetto fotovoltaico. I pannelli fotovoltaici comunemente in commercio, sono costituiti da 48, 60, 72 oppure fino a 96 celle ognuno.


Dei molti materiali impiegabili per la costruzione dei moduli fotovoltaici, il silicio è in assoluto il più utilizzato. Il silicio viene ottenuto in wafer che vengono in seguito uniti tra loro a formare un modulo fotovoltaico. Le tipologie costruttive delle celle fotovoltaiche più comuni sono:



  • Silicio monocristallino: le celle presentano un'efficienza dell'ordine del 18-21%. Sono tendenzialmente costose perché tagliate da barre cilindriche, è difficile formare superfici estese senza sprecare materiale o spazio. Tuttavia, grazie al miglioramento dei processi produttivi e l'introduzione della tecnologia PERC (Passivated Emitter and Rear Contact) che permette un guadagno di efficienza con un aumento del costo solo modesto, stanno diventando la tecnologia più impiegata e dif


fusa.

  • Silicio policristallino: celle più economiche, ma meno efficienti (15-17%), il cui vantaggio risiede nella facilità con cui è possibile tagliarle in forme adatte ad essere unite in moduli.

  • Silicio amorfo depositato da fase vapore: le celle hanno un'efficienza bassa (8%), ma sono molto più economiche da produrre (motivo per cui nel 2016 la quasi totalità dei pannelli per uso domestico è ancora di questo tipo). Il silicio amorfo (Si-a) possiede un bandgap maggiore del silicio cristallino (Si-c) (1,7 eV contro 1,1 eV): ciò significa che è più efficiente nell'assorbire la parte visibile dello spettro della luce solare, ma meno efficace nel raccoglierne la parte infrarossa. Dato che il silicio


nanocristallino (con domini cristallini dell'ordine del nanometro) ha circa lo stesso bandgap del Si-c, i due materiali possono essere combinati creando una cella a strati, in cui lo strato superiore di Si-a assorbe la luce visibile e lascia la parte infrarossa dello spettro alla cella inferiore di silicio nanocristallino.

  • CIS: le celle sono basate su strati di calcogenuri (ad es. Cu(In


xGa1-x)(SexS1-x)2). Hanno un'efficienza fino all'15%, ma il loro costo è ancora molto elevato.

  • Celle fotoelettrochimiche: queste celle, realizzate per la prima volta nel 1991, furono inizialmente concepite per imitare il processo di fotosintesi. Questo tipo di cella permette un uso più flessibile dei materiali e la tecnologia di produzione sembra essere molto conveniente. Tuttavia, i coloranti usati in queste celle soffrono problemi di degrado se esposti al calore o alla luce ultravioletta. Nonostante questo probl


ema, questa è una tecnologia emergente con un impatto commerciale previsto entro una decina di anni.

  • Cella fotovoltaica ibrida: combina i vantaggi dei semiconduttori organici e di vari tipi di semiconduttori inorganici.

  • Cella fotovoltaica a concentrazione: unisce alle tecnologie di cui sopra, delle lenti a concentrazione solare che aumentano sensibilmente l'efficienza. Rappresentano la nuova promettente generazione di pannelli ancora in fase di sviluppo.

Hanno molti vantaggi: non puoi perdeteli. Che siano economi (abbassamento delle bollette fino al 90%), o sociali (combattere il riscaldamento globale), i pannelli fotovoltaici hanno accesso a questi vantaggi. Inoltre, con l'aggiunta di batterie l'energia avanzata potrà essere contenuta, cosi da avere una riserva in caso di emergenza.


Purtroppo ci sono dei piccoli svantaggi: i pannelli fotovoltaici potrebbero perdere un po' della loro efficacia a causa del clima: ricordiamo che hanno bisogno dei raggi solari per produrre energia. Problema che può comunque essere risolto, come abbiamo detti, grazie alle batterie.


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Fonte: Wikipedia

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