Pannelli fotovoltaici di ultima generazione: caratteristiche e prezzi

I pannelli fotovoltaici di ultima generazione sono dispositivi progettati per convertire la luce solare in energia elettrica in modo più efficiente e conveniente rispetto alle generazioni precedenti.

Negli anni Novanta il mercato dell’energia elettrica fu rivoluzionato dai pannelli fotovoltaici in silicio, la cosiddetta prima generazione. Tuttavia, si trattava di soluzioni costose, capaci di catturare solo radiazioni solari con lunghezza d’onda maggiore di 1.14 micron, il che consentiva di sfruttare non più del 40% della radiazione. Così, venne sviluppata la seconda generazione di pannelli fotovoltaici: i pannelli a film sottili, realizzati in silicio amorfo, tellururo di cadmio o seleniuro di rame-indio. Tuttavia, neppure questa soluzione è ottimale: i pannelli così realizzati, sebbene meno costosi, hanno una bassa capacità di convertire l’energia solare in elettricità e sono sensibili a temperatura e umidità. I pannelli fotovoltaici di terza e ultima generazione consentono di superare anche questo limite.

Cosa si intende per pannelli fotovoltaici di ultima generazione

Le cellule solari utilizzate nei pannelli di ultima generazione sono progettate per massimizzare l’assorbimento della luce solare e la conversione dell’energia. Impiegano materiali avanzati per migliorare prestazioni e affidabilità, andando a ridurre i costi di produzione a fronte di un elevato livello d’efficienza, e contemplano tecnologie quali il miglioramento della trasparenza del vetro superiore del pannello per consentire una maggiore penetrazione della luce solare, e l’uso di strati antiriflettenti per ridurre le perdite di luce. Inoltre, i pannelli fotovoltaici di ultima generazione sono progettati per un’integrazione più semplice con i sistemi di accumulo dell’energia, e includono funzionalità di monitoraggio avanzate per ottimizzare la produzione e il consumo di energia elettrica.

Più economici e più potenti rispetto ai loro predecessori, i pannelli fotovoltaici di ultima generazione hanno un’elevata efficienza, che non cala neppure in caso di temperature alterate, occupano uno spazio ridotto e si integrano perfettamente nelle architetture più moderne.

Le caratteristiche dei pannelli fotovoltaici di ultima generazione

I pannelli fotovoltaici di ultima generazione possono avere:

• celle organiche realizzate con polimeri o molecole organiche, flessibili e stampabili su materiali leggeri;
• celle tandem (o ibride), a combinare materiali diversi così da catturare una più ampia gamma di lunghezza d’onda della luce solare;
• celle a concentrazione (CPV), che impiegano lenti o specchi per concentrare la luce solare su celle piccole ad alta efficienza, particolarmente adatte per ambienti con una forte illuminazione solare;
• celle a matrice di punti quantici (QDSC): i cosiddetti nanocristalli “punti quantici” catturano la luce e la convertono in elettricità. Il loro punto di forza? La possibilità d’essere modificati per assorbire lunghezze d’onda specifiche;
• celle fotodiodo organico (OPV), con un film sottile di materiali organici semiconduttori, flessibili e versatili.

Tuttavia, esistono anche pannelli fotovoltaici bifacciali – capaci di generare energia da entrambi i lati della cella fotovoltaica – e pannelli fotovoltaici PERC (Passivated Emitter and Rear Contact). Questi ultimi hanno celle in silicio monocristallino, il cui strato posteriore passivante riflette e recupera la luce non assorbita dal wafer.

Ma quanto durano, e quanto sono efficienti i pannelli fotovoltaici di ultima generazione?

L’efficienza è determinata da diversi parametri: il design del pannello (come sono disposte le celle), il colore del foglio protettivo (il blu e il verde sono più efficaci del nero), l’inclinazione (meglio che siano inclinati verso il sole anziché sul terreno), il materiale (i più efficienti sono i pannelli monocristallini, seguiti dai policristallini e dai pannelli a film sottile). La durata, invece, è compresa tra i 20 e i 30 anni.

Quanto costano i pannelli fotovoltaici di ultima generazione

Un impianto fotovoltaico da 3 kW di tipo tradizionale ha un prezzo medio di 7mila euro e necessita di una superficie di 15 metri quadrati. Un impianto fotovoltaico con pannelli di ultima generazione ha un ingombro leggermente inferiore (circa 12 metri quadrati per 3 kW) e un costo superiore (intorno ai 10mila euro). Tuttavia, la sua efficienza è maggiore e la garanzia più lunga (25 anni in media).

Quanto produce un pannello fotovoltaico di ultima generazione

Il rendimento medio di un pannello fotovoltaico è del 19-21% per i pannelli con celle in silicio monocristallino e del 16-18% se il silicio è policristallino. Un impianto da 3 kW produce quindi circa 3.600 kWh l’anno.

Fondamentale è dunque scegliere pannelli di ultima generazione, con struttura in silicio monocristallino, senza reticolato metallico (che ostacolerebbe l’assorbimento della luce solare) e con base in rame, per via dell’ottima conducibilità elettrica del materiale.

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