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I pannelli solari producono elettricità dall'irraggiamento della luce solare a seconda della loro composizione, della superficie esposta, del rendimento e dell'orientamento. Questi fattori a partire dai kilowatt di picco consentiranno di calcolare la produzione di elettricità in kilowattora. La scelta del pannello solare quindi è fondamentale per progettare un impianto fotovoltaico che sia efficiente e produttivo.
Ad oggi sul mercato si differenziano per la tecnologia di costruzione delle celle fotovoltaiche e sono di tre tipi: silicio monocristallino, silicio policristallino e silicio amorfo. Oltre alla tecnologia del pannello, sarà necessario effettuare la scelta anche sulla base di altri parametri fondamentali, come l'efficienza energetica, lo spazio a disposizione per la creazione dell'impianto di produzione di energia solare e i costi di realizzazione che l'utente dovrà sostenere, così da poter anche stimare l'ottimizzazione del capitale investito.
Pannelli solari: come funzionano
Per poter scegliere il pannello solare più adatto, bisogna prima comprenderne il funzionamento. I pannelli solari sono degli assemblaggi di celle fotovoltaiche, montate in serie o parallelo, che producono elettricità dall'irraggiamento solare. Le celle sono posizionate in una griglia metallica e incollate su una piastra conduttrice, che raccolgono la corrente elettrica creata. Una piastra trasparente ricopre le celle, solitamente fatta di vetro indurito, lasciando passare la luce per sfruttarla al massimo per la produzione. I pannelli sono quindi installati in strutture che li assicurano al tetto: i telai dovranno garantire che non si spostino con il vento e mantengano la posizione e l'orientamento.
La produzione di elettricità rispetto all'irraggiamento solare viene definita rendimento del pannello e per valutarlo è necessario conoscere la potenza del pannello, che viene espressa nell'unità di misura del Watt picco ed è descritta come la potenza fornita da un pannello solare a 25 ° Celsius con una luce simile a quella del Sole a una potenza di 1000 Watt per metro quadrato. Si tratta di una grandezza standard che consente di confrontare tra loro i diversi tipi di pannelli. Un pannello con potenza picco più elevata avrà un rendimento maggiore e quindi produce più elettricità a parità di irraggiamento. Ad esempio, un pannello di 1 kWp in un anno produrrà 1.200 kWh a Milano e 1.500 kWh a Palermo.
Pannelli solari: le tre tipologie
Sul mercato ad oggi sono in commercio principalmente tre tipologie di pannello solare, tutte basate sul silicio, che si differenziano per la struttura cristallina. Queste differenze hanno degli effetti nella conversione di luce in elettricità, oltre che ovviamente anche sul costo del pannello stesso.
I pannelli in silicio monocristallino sono i più pregiati ed efficienti, ma anche i più costosi. Questa tipologia assicura il rendimento più alto nel mercato, che varia tra il 16% e il 20%, con una potenza di picco di circa 165 Watt picco per metro quadrato. Nel caso si abbia poco spazio di esposizione, sono l'opzione migliore per ottenere il massimo del rendimento a parità di dimensioni con le altre tipologie, dato che sono sensibili anche alla luce diffusa.
I pannelli in silicio policristallino sono leggermente meno costosi dei precedenti, ma anche leggermente meno efficienti, con un rendimento stimato tra il 10% e il 15%: un metro quadrato ha solitamente una potenza di picco di 100 Watt picco. Il rendimento però è inferiore quando il cielo è nuvoloso.
Infine ci sono i pannelli in silicio amorfo, che sono la soluzione meno costosa ma allo stesso tempo occupano molto spazio e hanno un basso rendimento, compreso tra il 5% e l'8%, dato che mediamente la potenza di picco di un metro quadrato di pannello produce circa 60 Watt picco. Nel caso si debba coprire una superficie curvilinea, questa però è la soluzione migliore dato che una particolarità del silicio amorfo è proprio la sua flessibilità. Inoltre, funzionano anche con la luce diffusa.
Che dimensione dei pannelli solari scegliere
Una volta individuata la tipologia e il funzionamento, non resta che tener conto della dimensione che è più adatta al proprio impianto. Questa potrà essere valutata in funzione della potenza di picco per metro quadrato del pannello solare installato, che varia per ogni tipologia, la quantità di energia che si desidera produrre nell'arco di un anno e la posizione geografica, che determina l'irraggiamento solare. Lo stesso pannello con pari rendimento, produrrà sicuramente meno energia solare a Milano piuttosto che a Palermo. L'ultimo e non trascurabile fattore, dipende poi dalla superficie disponibile per la posa dei pannelli solari.
L'obiettivo infatti è sfruttare al massimo l'irraggiamento solare da convertire in elettricità e per questo motivo l'orientamento ideale del pannello è diretto a sud, formando un angolo di 35° rispetto all'orizzontale. I pannelli potranno essere posati anche in configurazioni meno ottimali, ma questo comporta che a parità di irraggiamento solare, la produzione di elettricità sarà inferiore.
