Efficienza pannelli fotovoltaici

Efficienza pannelli fotovoltaici: vantaggi e considerazioni

Un pannello efficiente può essere tale se genera una buona potenza, pur non essendo eccessivamente grande. Ci sono tuttavia diverse considerazioni da fare, per quanto riguarda i pannelli solari fotovoltaici; infatti, in materia di efficienza ci si riferisce alla capacità di accumulo dell'energia solare da parte delle celle del pannello, la qualità dei materiali utilizzati per la costruzione e ai metodi d’installazione. Per i proprietari di casa che intendono munirsi di un proprio sistema fotovoltaico, l'efficienza è probabile che sia meno importante rispetto al costo per watt in uscita. Se l'impianto è impostato per coprire in questo caso una casa, e con l'intento di produrre energia solare a sufficienza tale da poterla rivendere ai gestori nazionali dell'energia elettrica, per ammortizzare i costi dell'installazione, allora l'efficienza deve garantire questa scelta, senza troppe restrizioni o rischi di fare conti e quindi spese sbagliate.

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Efficienza pannelli fotovoltaici: le celle solari

I ricercatori sono costantemente impegnati a migliorare l'efficienza, con cui le celle solari convertono l'energia luminosa in quella elettrica. Il record al momento è pari a un rendimento di circa il 40%, utilizzando celle multi- giunzione (più strati di silicio), e ogni strato serve per intrappolare diverse frequenze (colori) della luce.

Questo tipo di cella è abbastanza costosa da produrre, ed è utilizzata principalmente nei casi in cui l'efficienza è più importante rispetto ai consumi, quindi adatta per chi sfrutta l'energia solare per attività industriali, e l'uso di macchinari a elevato consumo di elettricità. Le celle di tipo standard utilizzate nei pannelli fotovoltaici per la produzione di energia elettrica domestica, sono di solito con un solo tipo di giunzione e con un'efficienza intorno al 15%.

I pannelli solari hanno normalmente uno strato di vetro attraverso cui la luce deve passare prima di entrare nelle celle, quindi funge da filtro protettivo.

Due fattori importanti per l'efficienza da punto di vista funzionale, sono quelli legati al montaggio inteso come angolazione, e alla quantità di energia solare che riescono ad accumulare.

Piccole zone d'ombra possono dunque avere su un pannello fotovoltaico un effetto significativo sulla potenza prodotta, che risulta quindi minore rispetto a zone più esposte ai raggi diretti del sole.

Ci possono essere tuttavia situazioni in cui questo non può essere evitato, e gli effetti di ombreggiatura parziale devono essere presi in considerazione.

Un’ombra che cade, anche se in piccola parte su un pannello, può avere un effetto sulla gittata; infatti, le celle che sono ombreggiate producono meno energia, ma se sono collegate in serie, quelle ombreggiate sono compensate con il vantaggio di poter produrre anche tensioni più elevate, che possono essere utilizzate con l'applicazione di alcuni inverter.

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Efficienza pannelli fotovoltaici: le tensioni elettriche prodotte

Oltre al posizionamento e all'angolazione, i pannelli al fine di catturare più energia di luce possibile richiedono un'alimentazione costante di 0.4 volt per ogni cella; infatti, un pannello solare con una tensione nominale di 24 volt dovrebbe normalmente illuminare 72 celle, risultante di una corrente costante fino a 28,8 volt.

Quando il pannello è collegato alla batteria tramite un semplice regolatore di carica, la tensione sarà subordinata a quella della batteria. Il risultato è che il pannello sarà in grado di produrre la massima potenza, soltanto quando la batteria è completamente carica. Questo potrebbe essere particolarmente svantaggioso, anche se esistono strumentazioni adatte per risolvere il problema, e che sono in grado di regolare la carica delle batterie, mantenendo i pannelli alla loro tensione ottimale. Il sistema è molto semplice e si basa su un pannello solare aggiuntivo di piccola portata e potenza, in grado di alimentare solo ed esclusivamente la batteria tenendola costantemente carica, ed evitare che i valori siano sotto il limite necessario per alimentare un pannello con 72 celle. Quest'ultimo caso è un ulteriore esempio per spiegare al meglio a cosa ci si riferisce quando si parla di efficienza di un impianto fotovoltaico.