Diversi tipi di celle

Grazie alla ricerca e allo sviluppo si conoscono oggi vari tipi di tecnologie di celle fotovoltaiche. Esse si differenziano tra celle cristalline e celle a film sottile.

 

Per la produzione di celle monocristalline si utilizzano semiconduttori dotati di una struttura ad elevata purezza. Dalla massa fusa di silicio si tagliano delle barre che vengono in seguito tagliate in sottili placche (wafers). Questo metodo di produzione garantisce al prodotto un rendimento molto alto. La produzione di celle policristalline è meno onerosa: In questo caso la massa di silicio viene fusa in blocchi, i quali infine vengono tagliati a dischetti. Durante il processo di solidificazione si formano delle strutture cristalline di differenti dimensioni, che presentano sulla loro superficie alcuni difetti. Di conseguenza, il rendimento di questo tipo di celle è leggermente inferiore.

 

Si parla di celle a silicio amorfo o celle a film sottile quando su un substrato di vetro o di altro materiale viene applicato un sottile strato di silicio. Lo spessore di questo strato di silicio è inferiore a 1 µm (spessore di un capello umano 50-100 µm): ne risulta un costo del materiale molto basso e di conseguenza un basso costo di produzione. Questo tipo di celle ha il rendimento minore, ma si adatta anche in caso di irradiamento diffuso. Le celle amorfe vengono generalmente impiegate per applicazioni di piccola potenza (orologi, calcolatrici tascabili) o come elementi di facciate fotovoltaiche.

 

 

Materiale	Rendimento dei moduli in condizioni standard (prodotti in commercio) Fonte: Häberlin 2010
Silicio monocristallino	11 -19.5 %
Silicio policristallino	10 - 16 %
Silicio amorfo	3 - 7.5 %
Rame-indio-diselenide (CIS)	7.5 -11.5 %

 

La potenza dei moduli è generalmente espressa in Watt peak (Wp), che indica la potenza nominale generata in condizioni standard.

 

Nelle condizioni climatiche dell'altopiano svizzero, un impianto fotovoltaico ben posizionato produce annualmente ca. 1'000 chilowattora (kWh) per 1'000 Wp (1 kW). In luoghi con un'insolazione maggiore, come a sud delle Alpi, questa resa è anche più elevata ed è di ca. 1'100 kWh/kWp. A parità di condizioni climatiche, 1 metro quadrato di moduli fotovoltaici produce annualmente da 140 a 170 kWh (moduli cristallini), rispettivamente da 70 a 90 kWh (moduli a film sottile).

 

Moduli certificati

I moduli fotovoltaici vengono testati secondo norma internazionali riconosciute.

Le norme più applicate sono:

• per i moduli cristallini: IEC 61215

• per i moduli a film sottile: IEC 61646

• PV Module safety qualification: IEC 61730

Lista dei moduli certificati continua

 

Gli impianti solari fotovoltaici vengono concepiti o come impianti allacciati alle rete elettrica (impianti in parallelo alla rete) o come impianti autonomi (impianti in isola).

Impianti in parallelo rete

In edifici allacciati alla rete elettrica pubblica, le installazioni solari vengono di regola collegate alla rete stessa.

• Nell’edificio la rete elettrica esistente rimane invariata e si possono utilizzare normali elettrodomestici e lampadine funzionanti a corrente alternata.
• L’elettricità solare prodotta in eccesso viene immessa nella rete pubblica per essere utilizzata da altri utenti. L'aziende elettrica locale è tenuta a riprenderla.
• L’approvvigionamento di corrente è assicurato in ogni momento.

Impianti in isola

L’approvvigionamento di corrente di oggetti lontani dalla rete quali capanne, case di vacanza, colonne per chiamate di emergenza, singoli lampioni, avviene con impianti solari autonomi, dotati di accumulatori di elettricità (batterie).

• Alternativa conveniente per consumatori discosti dalla rete elettrica pubblica.
• L’impianto funziona con corrente continua con una tensione di 12 o 24 Volt (continua) o se necessario a 240 V (alternata) tramite un convertitore.
• Negli impianti a corrente continua devono venir utilizzati lampade e apparecchi appositi.