La svolta verso la sostenibiltà ambientale negli ultimi anni si traduce in un’attenzione mirata riguardo alla provenienza dell’energia elettrica proveniente da fonti rinnovabili. I pannelli fotovoltaici rappresentano ormai da tempo una vera rivoluzione che permette a tutti di avere a disposizione energia elettrica a partire dalla fonte più rinnovabile in assoluto: il sole. Ma cosa sono e come funzionano i pannelli fotovoltaici? Ecco una piccola guida per non sbagliare se si sta pensando di installare un impianto fotovoltaico nella propria abitazione o azienda.
Cosa sono i pannelli fotovoltaici
Quando si parla di pannelli fotovoltaici diventa quasi inevitabile sovrapporre la loro funzione a quella del solare termico: in realtà si tratta di impianti diversi tra loro, infatti mentre il solare termico viene utilizzato per riscaldare l’acqua dell’abitazione, l’impianto fotovoltaico trasforma l’energia solare in vera e propria energia elettrica. I sistemi fotovoltaici sono spesso ubicati sui tetti di strutture e abitazioni, luoghi in cui è più semplice intercettare i raggi solari, inoltre richiedono l’esposizione a Sud o verso sud est /sud ovest e un’inclinazione di circa 30°. Negli ultimi anni, in assenza di un tetto sufficientemente ampio, è prevista inoltre la possiilità di installare i pannelli a parete o addirittura sul terreno, per sfruttare al meglio ogni esposizione.
I pannelli fotovoltaici sono dei particolari impianti solari che, attraverso un sistema di conversione, riescono a trattenere l’energia proveniente dai raggi del sole e trasformarla in energia elettrica grazie alle celle fotovoltaiche contenute nei moduli che compongono ogni pannello. Il materiale più utilizzato per l’assemblamento dei pannelli è ad oggi il silicio cristallino, tuttavia anche per quanto riguarda i materiali la ricerca fa passi da gigante e non è escluso che in futuro i pannelli vengano costruiti con materiali più innovativi e ancora più resistenti.
Come funzionano
Il funzionamento dei pannelli fotovoltaici è immediato ed efficace: i raggi solari raggiungono i pannelli e vengono trattenuti producendo così energia elettrica in bassa tensione a corrente continua. Successivamente, attraverso dei convertitori CC/CA, l’energia trattenuta viene trasfromata in corrente alternata a 220 volt, in modo tale da poter essere utilizzata all’interno delle abitazioni.
I pannelli fotovoltaici possono avere diversi tipi di funzionamento: il primo è quello ad isola, chiamato anche stand alone. Attraverso questo funzionamento l’energia non utilizzata viene immagazzinata in appositi accumulatori e messa a disposizione dell’abitazione nei momenti in cui l’impianto non è in funzione, ad esempio durante le ore notturne, o quando il fabbisogno energetico aumenta. Questo impianto fotovoltaico viene utilizzato in particolar modo nelle aree che non vengono coperte dalla classica fornitura di energia elettrica (ad esempio in aperta campagna) e che necessitano di averla sempre a disposizione.
Il secondo tipo di funzionamento dei pannelli fotovoltaici è quello per immissione in rete, anche chiamato grid connected. Questo tipo di impianto è molto conveniente e viene utilzzato per le abitazioni che già usufruivano della classica fornitura di energia. Si rivela un investimento molto conveniente in cui è possibile ammortizzare i costi in tempi relativamente brevi: l’energia che non viene utilizzata al momento viene acquistata dal gestore di riferimento e utilizzata per fornire l’elettricità alla rete pubblica, annullando in alcuni casi l’intero costo della bolletta.
Questo tipo di impianto prevede l’installazione di due contatori, il primo indica l’energia prodotta dai pannelli fotovoltaici, mentre grazie all’altro viene quantificata l’energia elettrica prelevata dalla rete da parte dell’utente. Si tratta di un impianto molto versatile che può essere posizionato in qualsiasi struttura, variando le dimensioni ma adottando lo stesso sistema.
Il terzo tipo di impianto è quello misto, che prevede un allaccio alle batterie e un altro collegamento alla rete pubblica.
Tipologie, caratteristiche e dimensioni dei pannelli
Ad oggi si possono trovare in commercio diversi tipi di pannelli: il primo è certamente quello in monocristallino, in cui le celle sono prodotte utilizzando il silicio più puro in assoluto. La purezza è in questo caso rapportata a una maggiore efficienza; il rapporto tra raggi solari convertiti in energia elettrica infatti va dal 12 al 19%. Data la purezza dei materiali, si tratta della scelta più onerosa dal punto di vista economico ma che permette di guadagnare in termini di spazio. La potenza di questi pannelli si aggira tra i 230 e i 250 kW e le dimensioni medie sono: 170 x 100 x 5 cm.
Di tutt’altro genere quelli le cui celle sono prodotte in film sottile, costituite dunque da una pellicola molto sottile di materiale fotovoltaico: le celle hanno il punteggio minore in termini di resa energetica (il rendimento è tra il 4 e l’8%), ma si tratta della scelta più economica. Viene scelta soprattutto per la versatilità, che rende i pannelli adatti a tutti i tipi di strutture, e naturalmente per il risparmio che, rispetto alla prima scelta, resta senza dubbio notevole. La potenza di questi pannelli è di circa 70/90 kW, mentre le dimensioni medie sono, all’incirca, 120 x 60 x 0,6 cm.
A metà tra le due alternative si classificano i pannelli con le celle in materiale policristallino, realizzate attravrso gli scarti dei pannelli realizzati in moduli monocristallini. Rispetto a questi ultimi la resa energetica è più bassa, tra il 10 e il 12%, come anche il prezzo; grazie alla convenienza rispetto al monocristallino e alla maggiore resa rispetto al film sottile, i pannelli in policristallino sono i più utilizzati in assoluto. La tecnologia legata al fotovoltaico sta inoltre progredendo e la ricerca suggerisce che nei prossimi anni la differenza tra mono e policristallino diventerà sempre più flebile, garantendo un’ottima resa correlata a un investimento minore. Per quanto riguarda le caratteristiche tecniche, la potenza dei pannelli in policristallino è tra 190 e 200 kW e misurano, in media, 140 x 100 x 5 cm.
Costi e risparmio energetico
Le caratteristiche di un impianto fotovoltaico riguardano certamente la sotenibilità, tuttavia l’investimento coinvolge anche un risparmio economico sul lungo periodo. Considerando una produzione media di energia tra i 70 e i 250 Watt di potenza per metro quadrato, si potrebbe considerare la produzione di energia attraverso l’impianto fotovoltaico come idonea per il consumo medio di una famiglia, coprendo il fabbisogno medio.
Considerata la grande diffusione della tecnologia che sfrutta i pannelli fotovoltaici, nell’ultimo periodo si è assistito a una diminuzione dei costi per l’acquisto degli stessi. Mediamente, per un impianto fotovoltaico che copra i 3000 Wp, si spendono circa 6.000€, rapportati a un consumo di 2500 kWh all’anno. Considerando invece un consumo medio di 3000 kW, i costi per l’installazione sono di circa 7.400€, comprensivi di IVA.
Investire oggi sul fotovoltaico è doppiamente conveniente: il Superbonus 110% per il miglioramento dell’efficienza energetica delle abitazioni copre infatti tutti i costi; il bonus rappresenta una delle principali agevolazioni fiscali alle quali si può ricorrere nell’ottica dell’installazione di pannelli fotovoltaici e di risparmio energetico unito al rispetto dell’ambiente.
I principali vantaggi
Installare un impianto fotovoltaico presenta innumerevoli vantaggi: primo fra tutti il risparmio economico, caratteristica che rappresenta la principale motivazione che spinge la maggior parte della popolazione a passare a questo tipo di fornitura elettrica. Tuttavia non è solo la convenienza a determinare questo cambio di rotta, la possibilità di ridurre l’impatto sull’ambiente dato dalle numerose centrali elettriche e dal trasporto dell’energia è senza dubbio la spinta in più che convince anche gli indecisi a investire nelle energie rinnovabili.
A differenza degli anni passati, in cui i pannelli rappresentavano, in un certo senso, un lusso che pochi potevano permettersi, oggi le numerose agevolazioni riducono praticamente a 0 l’intero costo, permettendo a tutti di accedere all’energia sostenibile prodotta dalla tecnologia fotovoltaica. L’informazione sempre più attenta e minuziosa consente poi di scegliere in modo accurato anche il materiale più adatto alle diverse strutture, cosa che fino a qualche tempo fa aveva dell’impossibile, dato anche il minor numero di ricerche effettuate. In questi ultimi periodi, invece, la tecnologia sta progredendo, facendo passi da gigante e garantendo una resa incredibile a un prezzo contenuto, il tutto passando per un impatto ambientale minimo.
