Come funziona un pannello solare

Come funziona un pannello solare

L’energia solare è la fonte green più accessibile per la produzione di energia elettrica pulita, soprattutto su piccola scala. Grazie ai pannelli solari è possibile generare elettricità verde senza inquinare ed emettere gas serra, per avere a disposizione un’energia sostenibile con la quale alimentare elettrodomestici, impianti e dispositivi elettronici.

La crescita esponenziale del fotovoltaico e del solare termico è dovuta anche all’evoluzione dei moduli solari, con la possibilità di usufruire di collettori sempre più efficienti ed economicamente convenienti. Ecco una spiegazione completa e approfondita per capire meglio come funziona un pannello solare, per comprendere bene le potenzialità di questa tecnologia e i vantaggi che è in grado di offrire.

Come è fatto un pannello solare fotovoltaico

Un impianto fotovoltaico è composto da una serie di elementi, tra cui i panelli solari, l’inverter e le batterie per l’accumulo. Tuttavia, l’elemento principale rimane ovviamente il modulo solare, con i modelli di nuova generazione che possono durare fino a 25-30 anni e garantire prestazioni elevate in termini di efficienza e rendimento.

Un pannello solare fotovoltaico è un modulo composto da una serie di piccole celle fotovoltaiche, ognuna delle quali è formata da due strati molto sottili di silicio. Si tratta di un semiconduttore molto versatile, facile da reperire e da lavorare, utilizzato in tantissimi campi applicativi che vanno dall’elettronica al settore automotive.

Ai lati delle celle fotovoltaiche sono presenti delle piastre metalliche, collegate a loro volta a dei cavi elettrici, i quali connettono le celle con un dispositivo inverter. Questa tecnologia consente di trasformare l’energia solare in energia elettrica, un processo che richiede determinate condizioni atmosferiche e un adeguato irraggiamento solare.

Ecco quali sono i principali modelli di pannelli solari per il fotovoltaico.

• Pannelli a film sottile: sono i moduli solari più economici e meno efficienti, con un rendimento intorno al 6-10%, realizzati da strati di materiali diversi come il tellururo di cadmio e il silicio amorfo. La loro leggerezza e versatilità li rende ideali per alcune applicazioni specifiche, ad esempio per ricoprire un tetto o una facciata con i pannelli fotovoltaici.
• Pannelli in silicio policristallino: si tratta dei moduli più diffusi e utilizzati al giorno d’oggi per il fotovoltaico, in grado di fornire un grado di efficienza intorno al 15%. Sono costruiti con il silicio fuso versato all’interno di appositi stampi, con una struttura robusta e resistente.
• Pannelli in silicio monocristallino: sono i pannelli solari migliori in assoluto, con un rendimento fino al 20%. In questo caso le celle fotovoltaiche sono realizzate a partire da un solo cristallo di silicio, tuttavia presentano costi elevati e richiedono un processo di fabbricazione più complesso.

Come funziona il pannello solare per il fotovoltaico

Il funzionamento del pannello solare di un impianto fotovoltaico è abbastanza semplice, infatti si occupa di convertire l’irraggiamento solare in energia elettrica senza emissioni di gas serra. Quando la radiazione solare colpisce le celle di silicio i fotoni della luce si scontrano con gli elettroni del silicio, trasferendo energia nei confronti di quest’ultimi.

Ovviamente è necessaria la presenza di un campo elettrico nella cella, per questo motivo, durante la produzione, viene eseguito un processo particolare chiamato drogaggio. In questo modo i due strati della cella di silicio sono caricati positivamente e negativamente, grazie all’aggiunta di fosforo e boro, con il campo elettrico che spinge gli elettroni verso i cavi elettrici.

Il flusso di elettroni crea una corrente continua, in quanto si muove in un’unica direzione, tuttavia per utilizzare questa energia elettrica è necessario trasformarla in corrente alternata. A farlo ci pensa l’inverter, un dispositivo il cui compito è convertire l’energia elettrica da corrente continua in corrente alternata, affinché possa caricare le batterie del sistema di accumulo, essere immessa nella rete e utilizzata sul posto.

Quanto carica un pannello solare produce?

La produzione di un pannello fotovoltaico dipende dal tipo di modulo, dalla posizione geografica, dalla temperatura di esercizio e dalle specifiche d’installazione. Per sapere ad esempio quanto carica un pannello solare da 100W basta considerare la seguente formula:

• rendimento = (potenza/superficie/1000)*100

Come funziona un pannello solare termico

Se un impianto fotovoltaico produce energia elettrica dalla radiazione solare, questa fonte green e inesauribile serve anche per la generazione di energia termica. In alcuni casi si possono ottenere sia energia termica che elettrica, ad esempio utilizzando pannelli solari ibridi con un impianto termofotovoltaico.

Ad ogni modo, un pannello solare termico sfrutta dei principi diversi rispetto a un modulo fotovoltaico, in quanto trasforma la radiazione solare in energia termica. Quest’ultima viene utilizzata per riscaldare un fluido, il quale attraverso lo scambio di calore riscalda l’acqua da usare per il riscaldamento domestico e l’acqua calda sanitaria.

Al posto delle celle di silicio il pannello è formato da tubi sottovuoto oppure da un modulo piano e uniforme, oltre a un serbatoio chiamato boiler che funziona come accumulo. Oggi si tratta di tecnologie piuttosto efficienti e accessibili, tuttavia laddove non fosse possibile installare un pannello fotovoltaico o solare termico è comunque possibile sottoscrivere una fornitura elettrica green e sfruttare lo stesso i vantaggi dell’energia solare.