Pannelli solari: rendimento e celle fotovoltaiche

Formula di calcolo

Il rendimento di conversione si calcola dividendo la potenza elettrica massima in uscita dal pannello solare fotovoltaico (espressa in watt picco o Wp) per la potenza dell’irraggiamento solare assorbito.

Espresso in percentuale (%), il rendimento rappresenta la frazione di energia solare trasformata in energia elettrica. Più esso è elevato, più il pannello fotovoltaico è efficiente.

Rendimento e superficie del pannello

Se devi scegliere tra pannelli A e pannelli B di rendimento maggiore, a parità di superficie i pannelli B produrranno più elettricità. A parità di potenza, sarà necessaria una superficie maggiore di pannelli A per produrre la stessa quantità di energia. Se hai problemi di spazio, perché il tuo tetto è piccolo o perché vuoi alimentare apparecchi molto potenti nel camper, scegli dei pannelli ad alto rendimento (più costosi). Se la potenza richiesta è bassa e non hai vincoli di spazio, i pannelli fotovoltaici a basso rendimento sono perfettamente adatti (più economici).

Esistono numerose tecnologie di celle fotovoltaiche, di cui alcune con rendimento superiore al 60%. Sfortunatamente, la maggior parte di queste tecnologie è stata sviluppata per utilizzi molto specifici come il settore spaziale e, attualmente, non hanno applicazione comuni a causa del loro costo. Le celle fotovoltaiche disponibili su larga scala sono realizzate in silicio. Il rendimento dipende dal modo in cui il cristallo di silicio viene prodotto e può arrivare fino al 25%. Esistono 3 diversi tipi di celle a base di silicio.

Silicio amorfo

Queste celle possono produrre fino a 60 Wp/m², hanno cioè un rendimento in pieno sole di circa il 6%. Questo tipo di cella, poco costosa da produrre, si trova in piccoli dispositivi elettronici come orologi o calcolatrici. Possono essere montate su supporti flessibili, per applicazioni sorprendenti.

Silicio monocristallino

Questo tipo di cella può produrre fino a 150 Wp/m², il rendimento va quindi dal 16 al 24%. Si tratta di celle costituite da un singolo cristallo di silicio tagliato a strati sottili e sono riconoscibili per il loro colore blu uniforme. Il complesso processo di fabbricazione le rende costose. Infine, il rendimento cala in caso di scarsa esposizione o di luce diffusa.

Silicio policristallino

Questi modelli di celle offrono un rendimento del 15% circa e possono produrre 100 Wp/m². Quando il silicio fuso si raffredda, si formano diversi cristalli, da cui le sfumature bluastre di queste celle. Il rendimento è sensibile alla scarsa luminosità e alla luce diffusa.

La posizione dei pannelli solari è fondamentale. A seconda dell'orientamento e dell'inclinazione, la perdita di rendimento può raggiungere il 30%. È possibile acquistare un pannello solare molto efficiente sulla carta, ma che non produce quanto si vorrebbe a causa di una cattiva installazione. L’orientamento ideale è in verso sud, per ottenere un picco di produzione allo zenit.

Un pannello orientato a sud-est o sud-ovest avrà una perdita del 4-5%. Se lo si colloca rivolto a est o ad ovest questa perdita può salire fino al 20%. Idealmente, un pannello solare dovrebbe essere inclinato di 30-35° rispetto all’orizzontale. Un pannello installato sul piano orizzontale vede il suo rendimento calare del 10%, e crollare del 30% se posato in verticale. Scegli con cura il luogo di installazione dei tuoi pannelli fotovoltaici, per farli funzionare al massimo del loro potenziale! E, ovviamente, non dimenticare di pulirne di tanto in tanto la superficie.

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