I moduli fotovoltaici monocristallini
I moduli fotovoltaici sono costituiti da celle in silicio che permettono di accumulare l'energia presente nella radiazione solare. Questa energia può essere poi trasferita a delle batterie, o anche, tramite un inverter, all'impianto elettrico di una qualsiasi abitazione, per poi essere utilizzata come si crede. In commercio esistono moduli fotovoltaici monocristallini e policristallini. La differenza sta sostanzialmente nella purezza del silicio, che è altissima nel caso dei moduli monocristallini. La disposizione dei cristalli di silicio nelle celle di questi moduli consente di ottenere una maggiore resa dell'impianto fotovoltaico di cui fanno parte. Visto che sono prodotti con un materiale molto puro, i moduli fotovoltaici monocristallini sono anche i più costosi oggi presenti in commercio. Oltre a questo gli impianti fotovoltaici con celle monocristalline tendono in genere ad essere più compatti rispetto a quelli di altro tipo, cosa che permette di installarli anche in luoghi dove si hanno a disposizione aree ridotte.
Come sono costruiti i moduli fotovoltaici
I moduli fotovoltaici sono costituiti da sottili celle in silicio, mono o policristallino, unite tra loro da un cablaggio a cavi piatti. Il circuito costituito da celle viene posizionato tra due pellicole in materiale plastico resistente e quindi pressato a caldo. Questo tipo di operazione consente di sciogliere la plastica, per creare una sorta di involucro idrorepellente e perfettamente sigillato. I moduli fotovoltaici monocristallini sono costituiti da celle composte da wafer di silicio ad elevata purezza, preparati nello stesso modo in cui si producono i microprocessori. Quelli in silicio policristallino invece sono preparati fondendo il silicio e versandolo in stampi quadrati, da cui poi vengono ritagliate le singole celle, perfettamente quadrate. Questi due tipi di moduli costituiscono circa il 90% di quelli oggi presenti in commercio e negli impianti fotovoltaici. Esistono anche moduli in silicio amorfo, la tecnologia più nuova; in questo caso le celle sono costituite stendendo un sottile strato di silicio su un supporto flessibile.
Quanta energia si produce con un singolo pannello
L'energia che si può ottenere da un singolo modulo fotovoltaico dipende da una serie di fattori, il primo dei quali è ovviamente la purezza del materiale. Oltre a questo un pannello fotovoltaico raggiunge la sua potenza nominale solo se esposto in modo corretto, pulito periodicamente e installato a regola d'arte. Qualsiasi interferenza negli elementi sopra citati può ridurre ampiamente la possibilità del modulo di assorbire energia dalla luce solare. I moduli fotovoltaici oggi in commercio hanno una potenza nominale, calcolata direttamente dal produttore. Quelli in materiale monocristallino sono però molto più efficienti degli altri; questo significa che, a parità di potenza nominale, un pannello monocristallino sarà più piccolo rispetto ad uno policristallino o con silicio amorfo. In particolare i moduli monocristallini possono assorbire circa il 20% dell'energia presente nella luce solare; quelli policristallini il 16% e quelli in silicio amorfo circa la metà, ossia l'8-9%.
L'installazione dei moduli fotovoltaici
Per ottenere un impianto fotovoltaico i moduli che li compongono sono cablati tra di loro. Il tipo di cablaggio può essere effettuato in serie o in parallelo, a seconda del tipo di impianto che si intende predisporre. Esistono infatti due tipi classici di impianto fotovoltaico: i campi fotovoltaici, dove i moduli sono ancorati al terreno, o posizionati su un'ampia struttura edile, per produrre energia da inserire nella rete elettrica di zona, o da utilizzare a livello industriale; gli impianti domestici a tetto, che producono energia elettrica che viene direttamente utilizzata dagli abitanti della casa su cui l'impianto è posto. In entrambi i casi è possibile anche collegare l'impianto ad un accumulatore, che consente di mantenere a lungo l'energia prodotta, per utilizzarla quando serve. Questi impianti devono essere installati da personale qualificato, in grado di effettuare tutti i cablaggi in modo corretto, ma anche di posizionare i moduli nel luogo in cui ottengono la massima insolazione possibile.
La manutenzione dei moduli fotovoltaici
I moduli fotovoltaici assorbono energia dalla luce solare. Perché funzionino al meglio è opportuno che riescano ad essere raggiunti dalla massima quantità possibile di radiazione solare. In genere quando si posiziona un pannello fotovoltaico sulla copertura di un'abitazione si tende a selezionare il posto corretto per quanto riguarda l'illuminazione solare, ma valutando anche la presenza di foglie, detriti vari, ombreggiatura dovuta agli alberi. Perché un modulo funzioni sempre secondo la sua potenza nominale è necessario effettuare una regolare manutenzione. Si tratta prima di tutto di pulire la superficie in plastica che lo ricopre, evitando di graffiarla ma togliendo tutti gli eventuali detriti che vi possono essere caduti sopra. Inoltre è consigliabile verificare il perfetto stato dei cablaggi: una singola cella con cablaggi mal funzionanti può compromettere il funzionamento dell'intero impianto. La manutenzione va fatto almeno una volta all'anno, anche se in zone alberate o in caso di temporali o altre intemperie è opportuno effettuare una manutenzione più frequente.
Quanto costa
Il costo di un modulo fotovoltaico dipende dalla tecnologia con cui è fatto e dalla purezza del silicio. a parità di potenza nominale un modulo in silicio monocristallino costa circa il 30% in più rispetto a prodotti in altri tipi di silicio. Si avrà però anche un pannello di dimensioni più ridotte, cosa che consente di ottenere un impianto fotovoltaico più efficiente in una minore quantità di spazio. Oggi molte aziende propongono degli impianti fotovoltaici chiavi in mano, il cui prezzo comprende i moduli, il cablaggio, l'installazione. In linea generale un impianto per uso domestico costa circa 2.500€ per kWh prodotto. Per una famiglia con consumi medi un impianto che produce dai 4 ai 6 kWh è più che sufficiente. Si deve considerare però che, a parte le spese di manutenzione dell'impianto stesso, nel corso degli anni non sarà necessario pagare alcun tipo di bolletta per l'energia elettrica, in quanto l'impianto produrrà tutta quella che serve per far funzionare gli elettrodomestici; spesso chi ha questo tipo di impianti riesca anche a rivendere parte del'energia prodotta al gestore di rete presente in zona.
