La maggior parte dei pannelli solari utilizzati nelle case e nelle aziende può essere classificata in tre tipi: policristallino, monocristallino o film sottile. Esistono molti modi per produrre pannelli solari e questo determina il loro aspetto finale.
I diversi tipi di pannelli solari sono facilmente identificabili in base al loro aspetto e ogni tipo presenta vantaggi e svantaggi. Il silicio è il materiale più comune utilizzato per i pannelli solari ed è utilizzato sia per celle monocristalline che policristalline. Sono disponibili più materiali per produrre pannelli solari a film sottile, ma molti sono anche realizzati in silicio.
In termini di aspetto fisico, la principale differenza tra i pannelli solari monocristallini e policristallini è il colore e la forma della cella solare. Mentre i pannelli monocristallini hanno celle nere con angoli arrotondati o dentellati, quelli policristallini hanno celle blu con angoli squadrati.
Pannelli solari monocristallini
Mono sta per single, che indica che le celle solari monocristalline sono prodotte da un singolo cristallo di silicio. Durante il processo di produzione, i cristalli di silicio vengono fatti crescere in grandi lingotti che vengono poi tagliati in singole celle solari . Queste celle vengono poi assemblate in pannelli solari.
Grazie alla loro struttura cristallina uniforme, i pannelli solari monocristallini hanno la più alta efficienza tra i tipi disponibili in commercio, che è superiore al 20%. I pannelli monocristallini si caratterizzano anche per il loro colore, che è nero o un blu molto profondo.
Rispetto ad altri tipi di pannelli solari, i pannelli monocristallini sono l’opzione più efficiente ma anche la più costosa. Normalmente sono consigliate quando lo spazio disponibile è ridotto, poiché la loro elevata efficienza massimizza la quantità di elettricità ottenuta. I pannelli monocristallini sono stati il primo tipo ad essere inventato e di conseguenza sono i più sviluppati.
Pannelli solari policristallini
Conosciuti anche come pannelli solari multicristallini, questi sono il tipo più comune. Come suggerisce il nome, le celle policristalline sono costituite da diversi piccoli cristalli di silicio in una disposizione irregolare. I frammenti di cristallo prodotti quando le celle monocristalline vengono tagliate possono essere riciclati per produrre celle policristalline.
Questi pannelli vengono prodotti fondendo più frammenti di silicio e versandoli in uno stampo, invece di utilizzare un singolo cristallo. Questo processo ha un costo inferiore, ma si traduce in un’efficienza leggermente inferiore dal 15% al 20%. Di conseguenza, un’area più ampia deve essere coperta con pannelli policristallini per convertire una data quantità di luce solare in elettricità. Tuttavia, grazie al loro prezzo inferiore per watt di capacità, i pannelli policristallini detengono la quota di mercato maggiore.
I pannelli policristallini possono essere considerati l’opzione intermedia in termini di costi ed efficienza. Sono meno costosi dei pannelli monocristallini, pur offrendo una maggiore efficienza rispetto al film sottile. Questi pannelli sono consigliati per la maggior parte dei progetti, poiché offrono un’efficienza decente a un costo ragionevole.
Pannelli solari a film sottile
Come suggerisce il nome, questo tipo di pannelli solari non utilizza celle al silicio. Invece, il materiale semiconduttore viene semplicemente applicato come uno strato sottile su un substrato. Questo processo di produzione è molto economico, ma si traduce in un’efficienza molto inferiore rispetto ai pannelli monocristallini e policristallini. Questo non significa che non siano utili.
La maggior parte dei pannelli a film sottile ha solo un’efficienza leggermente superiore al 10%. I modelli più efficienti raggiungono un’efficienza prossima al 15%, che è paragonabile all’estremità inferiore dell’efficienza dei pannelli policristallini. A differenza degli altri tipi di pannelli solari, questi possono essere fabbricati con materiali diversi dal silicio, tra cui il tellururo di cadmio (CdTe) e il seleniuro di gallio indio rame (CIGS).
Molti pannelli solari portatili sono del tipo a film sottile per ottenere un peso inferiore. Il metodo di produzione del film sottile può essere utilizzato anche per produrre pannelli solari flessibili o arrotolare pannelli solari. I pannelli a film sottile sono comuni anche nelle applicazioni mobili in cui il peso ridotto è un vantaggio, come i kit solari per camper .
Come classificare i diversi tipi di pannelli solari
Una volta che conosci l’aspetto di ogni tipo di pannello solare, distinguerli è molto semplice. Devi semplicemente osservare le caratteristiche fisiche e il colore del pannello:
- Se i pannelli solari hanno una superficie uniforme che non è suddivisa in singole celle, sono pannelli a film sottile, indipendentemente dal colore.
- Se i pannelli solari hanno celle blu con bordi dritti, sono policristallini. Come accennato in precedenza, questo è il tipo più comune.
- Se i pannelli hanno celle nere o blu scuro con bordi arrotondati o di forma ottagonale, sono monocristallini.
Nonostante le loro differenze, i tre tipi di pannelli solari si basano sullo stesso principio fisico. Quando la luce solare raggiunge la loro superficie, i fotoni (particelle di luce) provocano il movimento degli elettroni, producendo una corrente elettrica. In effetti, questo accade quando i pannelli solari sono esposti a qualsiasi fonte di luce, ma la luce solare sembra essere abbondante e gratuita.
I pannelli monocristallini e policristallini possono anche essere descritti dal numero di celle solari che hanno. I pannelli a 60 e 72 celle sono i più comuni e sono disponibili anche pannelli a 96 celle. Alcuni pannelli solari hanno le celle tagliate a metà con il laser, il che fornisce un leggero miglioramento della durata e dell’efficienza.
La tabella seguente riassume i vantaggi e gli svantaggi dei tre principali tipi di pannelli solari. La scelta migliore dipende dall’applicazione e nessuno dei due tipi può essere considerato migliore del resto:
| Tipo di pannello solare | Benefici | Svantaggi |
| Policristallino | Buona efficienza. Prezzo intermedio. | Meno efficiente dei pannelli monocristallini. |
| Monocristallino | Massima efficienza. | Il prezzo più alto. |
| Pellicola sottile | Prezzo più basso. Leggero. | Efficienza minima. |
L’aspetto dei pannelli solari è un fattore soggettivo, ma può anche influenzare la decisione di acquisto. Supponendo che un cliente abbia il budget e le condizioni del sito per qualsiasi tipo, la scelta del pannello solare può essere basata su come appare. Ad esempio, mentre alcuni proprietari di edifici potrebbero preferire la superficie uniforme dei pannelli a film sottile, altri potrebbero preferire il colore blu convenzionale dei pannelli policristallini.
Un altro fattore importante che i clienti devono considerare è la durata e la qualità del tipo di pannello solare. I pannelli monocristallini sono più costosi a causa della loro efficienza. Spesso, una maggiore efficienza porta a una vita più lunga e tempi di ricarica più rapidi. Inoltre alimentano quasi quattro volte l’elettricità dei pannelli solari a film sottile e sono molto più efficienti in termini di spazio. Se un consumatore stava cercando di acquistare pannelli per un ambiente frenetico che richiede grandi quantità di elettricità, sarebbe saggio prendere in considerazione i pannelli monocristallini.
Con la stessa logica, i pannelli a film sottile sono ideali se stai guardando la compensazione del carbonio. Sono anche molto buoni quando si dispone di un ampio spazio che necessita di essere coperto (senza la necessità della massima efficienza) grazie alla loro capacità di coprire facilmente spazi enormi e tetti.
Altri tipi e stili di pannelli solari
I tre tipi di pannelli solari sopra descritti sono i più comuni, ma sono state sviluppate altre opzioni per applicazioni specifiche. Questa sezione descriverà altri modi per sfruttare la luce solare.
Pannelli solari termici
I pannelli solari termici sono diversi dagli altri tipi, poiché sono progettati per riscaldare l’acqua invece di produrre elettricità. Invece di avere celle solari, questi pannelli hanno tubi progettati per far circolare una combinazione di acqua e antigelo. I tubi sono verniciati di nero o ricoperti da una superficie scura per massimizzare la quantità di luce solare assorbita.
Pannelli solari bifacciali
I pannelli solari bifacciali sono caratterizzati dalla loro capacità di raccogliere la luce solare da entrambi i lati, esponendo sia la parte anteriore che quella posteriore delle celle solari. Ciò aumenta la produzione di elettricità: tutta la luce solare riflessa dalla superficie sotto i pannelli raggiunge anche le celle solari. I pannelli bifacciali possono essere monocristallini o policristallini e sono disponibili nelle versioni con cornice e senza cornice.
Pannelli solari trasparenti
I pannelli solari trasparenti sono ancora un concetto emergente. Poiché sono trasparenti, viene lasciata passare una gran parte della luce solare ricevuta. Mentre questo riduce l’efficienza, aumenta anche le possibili applicazioni di pannelli solari trasparenti. Possono essere utilizzati come finestre nelle case o nei veicoli e come coperture per gli schermi dei dispositivi mobili, tra le altre applicazioni. Maggiore è il numero di pannelli utilizzati, maggiore sarà l’efficienza.
Eliostati
Gli eliostati non sono pannelli solari in senso stretto, ma vengono utilizzati per la generazione di energia su larga scala con la luce solare. Gli eliostati sono specchi che inseguono il sole, riflettendo la luce e focalizzandola su un bersaglio specifico. Le matrici di eliostati possono essere utilizzate per raccogliere la luce solare da una vasta area, concentrandola per creare un intenso effetto di riscaldamento. Il calore concentrato è sufficiente per azionare una turbina a vapore e un generatore. Questo concetto è chiamato energia solare a concentrazione o CSP.
Concentratore fotovoltaico (CPV)
Il fotovoltaico a concentrazione è una tecnologia emergente che utilizza lenti o specchi per concentrare la luce solare in un pannello solare altamente efficiente. La tecnologia CPV raggiunge un’efficienza superiore anche ai pannelli monocristallini, ma le potenziali applicazioni sono limitate da un costo elevato. I sistemi CPV sono spesso combinati con inseguitori solari e sistemi di raffreddamento per aumentare ulteriormente l’efficienza, ma questo rende anche la manutenzione più complessa, aumentando il costo complessivo. I costi di manutenzione si sommano e questo è un fattore importante da considerare al momento dell’acquisto.
