Come scegliere i pannelli solari fotovoltaici

Per scegliere i pannelli solari dovrai conoscere:

1. la potenza annua in kilowattora di cui hai bisogno;

2. l'irraggiamento della tua località;

3. la superficie in m² disponibile per l’installazione.

La superficie disponibile può condizionare la scelta dei pannelli perché la potenza di picco erogata per m² è variabile a seconda della tecnologia del pannello fotovoltaico:

• silicio amorfo: 1 m² = 60 Wp circa, funziona anche con luce diffusa;

• silicio policristallino: 1 m² = 100 Wp circa, il rendimento diminuisce con la luce diffusa;

• silicio monocristallino: 1 m² = 200 Wp circa, il rendimento diminuisce con la luce diffusa.

*Un kWp (kilowatt picco, cioè 1000 Wp) produce circa 1.200 kWh all’anno a Milano e 1.500 kWh a Palermo.

I pannelli solari sono realizzati assemblando delle celle fotovoltaiche che producono circa 0,5 V ciascuna. Montate in serie e in parallelo, le celle fotovoltaiche possono produrre una tensione di qualche decina di volt per un’intensità di qualche ampere.

Una griglia metallica viene posata su queste celle, incollate a loro volta su una piastra conduttrice. Questi due elementi permettono di raccogliere la corrente elettrica creata dalle celle quando sono esposte alla luce.

Una piastra trasparente, spesso in vetro temperato, ricopre il tutto senza ridurre l’apporto luminoso. Questo millefoglie ha un telaio che lo protegge dagli shock e che permette di ancorarlo saldamente al tetto o al suolo su un'apposita struttura. Anche in caso di vento forte, nulla deve muoversi.

Le celle sono costituite da materiali semiconduttori, come quelli che si trovano nei componenti dei computer. Il cuore di una cella è la cosiddetta giunzione P-N. Da un lato, la struttura del materiale presenta un deficit di elettroni, noto come drogaggio P; dall'altro lato, il drogaggio N consiste in un eccesso di elettroni.

La combinazione dei due crea un campo elettrico permanente. L'energia contenuta nei fotoni della luce eccita gli elettroni del cristallo di silicio. Quando questi elettroni sono sufficientemente eccitati, si staccano dall'attrazione degli atomi e vengono respinti dal campo elettrico creato dalla giunzione P-N.

Questo fenomeno, chiamato effetto fotovoltaico, si manifesta sotto forma di una corrente di qualche milliampere.

La potenza di un pannello solare si esprime in watt picco (Wp). Si tratta della potenza istantanea erogata da un pannello fotovoltaico nelle condizioni ottimali standard cioè con irraggiamento di 1000 W/m², temperatura ambiente di 25°C, con posizione del sole a 1,5 AM (cioè la posizione in cui il sole forma un angolo di 48° con lo zenith).

Questa grandezza standard permette di paragonare diversi pannelli tra di loro: quelli con una potenza picco più elevata produrranno ovviamente più elettricità. Inoltre, permette di valutare la produzione annuale di un impianto fotovoltaico a seconda del luogo di installazione. Per esempio, un pannello di 1 kWp in un anno produrrà 1.200 kWh a Milano e 1.500 kWh a Palermo.

Vi sono diverse tecnologie di celle fotovoltaiche che si distinguono per il prezzo e il rendimento. Più quest’ultimo è elevato, più la potenza picco e quindi la produzione annuale sono elevate. Le tecnologie più efficaci sono limitate alle applicazioni scientifiche avanzate.

I 3 tipi di pannelli fotovoltaici

Silicio amorfo

Un metro quadrato (1 m²) di questi pannelli produce circa 60 Wp, ossia un rendimento del 6% circa. Hanno un prezzo modesto e funzionano anche con la luce diffusa. Possono essere adattati a supporti flessibili, quindi sono molto pratici per un utilizzo mobile.

Silicio policristallino 

La loro potenza di picco si aggira intorno ai 100 Wp per m², hanno cioè un rendimento del 15% circa. Osservandoli, si possono vedere delle macchie blu di diverse sfumature. Il loro rendimento è minore nelle giornate nuvolose.

Silicio monocristallino

Più complessi da costruire rispetto ai precedenti, sono più potenti del 50% (rendimento da 16 a 24%) con circa 165 Wp/m². Sono inoltre sensibili alla luce diffusa che ne riduce però il rendimento.

La dimensione di un pannello fotovoltaico dipende da diversi parametri che devono essere presi in considerazione. Puoi giocare su alcuni di tali parametri a seconda del tuo obiettivo:

• la potenza picco per m² del pannello solare installato, che dipende dalla tecnologia scelta e dalle prestazioni intrinseche del modello scelto;

• la quantità di energia che desideri produrre in un anno, espressa in kWh;

• l’irraggiamento solare, quindi la posizione geografica. Un m² di celle fotovoltaiche a Milano non riceve altrettanta energia solare che a Palermo. A Milano produrrà 1.200 kWh/kWp, a Palermo 1.500 kWh/kWp;

• la superficie disponibile per la posa dei pannelli solari;

• l'orientamento dei pannelli, che idealmente dovrebbe essere a sud e formare un angolo di 35° rispetto all’orizzontale. Più i pannelli si discostano da questa configurazione ottimale, meno elettricità produrranno a parità di irraggiamento solare. Un pannello posto in verticale o in orizzontale non produrrà mai quanto potrebbe in condizioni ideali.

Leggi la nostra guida: “Come calcolare la potenza e la dimensione di un pannello solare” per dimensionare la tua installazione in base a tutti questi parametri.

1. Per un’installazione fissa, il criterio determinante è quello della potenza installata, insieme allo spazio disponibile.

2. I pannelli solari a rendimento elevato producono di più al m² e quindi sono più costosi, perché la loro tecnologia è più avanzata o per la qualità di fabbricazione più curata.

3. Per paragonare i pannelli solari in modo oggettivo, considera la loro potenza picco per metro quadrato (Wp/m²).

4. Per raggiungere un obiettivo di produzione ben preciso tenendo conto dei vari parametri del tuo impianto, devi eseguire dei calcoli specifici.

5. Non esitare a prevedere un margine di sicurezza consistente se questi pannelli devono alimentare dei dispositivi per tutto l’anno, sia in estate che in inverno, così da non trovarti mai a corto di elettricità.

6. Non dimenticare che la scelta del posizionamento è fondamentale. Assicurati che non ci sia ombra sui pannelli. Considera che gli alberi crescono e pulisci regolarmente la superficie dei pannelli dopo l’installazione per garantirne il rendimento.

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