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Il pannello fotovoltaico a luce solare

Esistono particolari materiali semiconduttori al silicio che colpiti dalla luce solare si "eccitano" sviluppando una carica elettrica. Le celle fotovoltaiche sfruttano questo principio fisico.

Le celle fotovoltaiche sono costituite in silicio di diverse tipologie:

  • silicio monocristallino
  • silicio policristallino
  • silicio amorfo
Pannelli solari fotovoltaici
Siccome il silicio monocristallino ha costi di produzione più elevati rispetto al policristallino, attualmente per costruire i pannelli solari si usa il silicio policristallino. Il pannello che viene usato maggiormente è quello "a doppio vetro" dove la cella fotovoltaica è incapsulata tra due strati di vetro ad alta resistenza e uniti con uno strato di silicone trasparente.

Le celle fotovoltaiche sono fatte di sottili fette di silicio spesse da 0,3 a 0,5 mm di forma circolare, rettangolare o ottagonale. Le due superfici della cella vengono matallizzate per permettere il loro collegamento elettrico. Nella parte da esporre al sole, la metallizzazione assume la forma tipica di una griglia affinchè la luce solare possa passare.

Quando la luce del sole colpisce la cella, si crea una corrente elettrica continua, cioè si ha una debole pila. Collegando opportunamente in serie e in parallelo più celle si viene ad avere la tensione e la potenza elettrica richiesta dall'impianto. La corrente così prodotta di giorno, può essere immagazzinata in una batteria accumulatore. Sul circuito elettrico occorre inserire un diodo opportunamente dimensionato al fine di evitare lo scaricamento della batteria. Infatti in assenza di luce, il pannello solare si trasforma in un elemento passivo che assorbe energia anzichè generarla.

Il rendimento della cella si aggira intorno a 0,14. Ciò significa che solo il 15% circa dell'energia solare viene trasformata in energia elettrica. Le cause principali di questo "basso" rendimento sono dovute a diversi fattori:
  • le celle sono sensibili solo a determinate lunghezza d'onda dello spettro solare;
  • parte dell'energia solare viene trasformata in calore che, oltre ad essere dannoso alla cella, ne riduce il rendimento;
  • parte della radiazione viene riflessa dal pannello stesso;
  • i collegamenti elettrici tra le celle introducono una resistenza che dissipa energia.

Vantaggi: buone caratterisitche di semplicità e affidabilità, assenza di inquinamento o rumore, discreta facilità di manutenzione, autogestione.

Svantaggi: ingombro, occorrono ampie aree su cui installare i pannelli, distanti da alberi o altri ostacoli alla radiazione solare, a questo si può parzialmente rimediare installando i pannelli su superfici non utilizzabili come i tetti degli edifici; costo elevato dei pannelli fotovoltaici.

Un esempio di pannello solare che permette la produzione di energia elettrica, ma anche di acqua calda attraverso pannelli solari sia per riscaldamento, sia fotovoltaici è l'Eusolar presentato da Euklima e commercializzato da Casa Felice s.r.l..

Si tratta di un sistema flessibile, progettato per sfruttare l'energia solare per produrre acqua calda ed è predisposto per l'inserimento di pannelli fotovoltaici per la produzione di energia elettrica.

Schema di collegamento di pannelli solari



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