Diversi tipi di cella fotovoltaica
Il fattore essenziale per la valutazione della efficienza
tecnologica di un determinato tipo di cella fotovoltaica è il
rendimento, che si definisce come il rapporto percentuale tra
l'energia solare assorbita (dalla cella) e trasformata in
elettricità (dal modulo fotovoltaico) rispetto all'irraggiamento
solare totale da cui la superficie del modulo viene
investita.
Come è generalmente noto, uno dei principio basilari della
Fisica impone che nessun sistema possa avere una resa di
1/1.
Attualmente il massimo rendimento fotovoltaico mai ottenuto è
infatti del 33,9%, ottenuto mediante l'impiego di speciali pannelli
a concentrazione muniti di "inseguitori solari" (speciali
dispositivi che, grazie a dei motori elettrici, vengono
costantemente orientati verso il Sole durante tutto l'arco della
giornata, affinché esposizione ed angolo di incidenza siano sempre
ottimali). Un buon impianto garantisce rendimenti tra il 13 ed il
15%.
Il rendimento della cella fotovoltaica è dunque (a parità di
condizioni quali, latitudine, stagione, temperatura eccetera) un
valore proporzionale al rapporto tra i watt erogati e la superficie
occupata dai pannelli. Vale a dire che più è alto il rendimento
delle celle, maggiore sarà l'efficienza dell'impianto e quindi
minore sarà la dimensione necessaria; oppure, a parità di
superficie del modulo fotovoltaico maggiore sarà l'elettricità
prodotta.
Per orientarsi adeguatamente rispetto alle proprie esigenze e
necessità tecniche, diventa a questo punto essenziale potersi fare
un'idea di quali siano le caratteristiche dei diversi materiali (i
c.d. "semiconduttori") con cui vengono realizzate le celle
fotovoltaiche.
Le principali tipologie di celle fotovoltaiche degli
impianti in commercio sono:
• celle in silicio
monocristallino: hanno un'efficienza elevata (del 16-17%)
e sono perciò abbastanza costose rispetto alla media di mercato del
prodotto.
• celle in silicio
policristallino: hanno una buona efficienza (15-16%)e non
sono costose.
• celle in silicio a nastro
(c.d. ribbon): queste celle hanno una discreta efficienza
(del 13,5-15% circa) e sono poco costose, ottimo quindi il rapporto
qualità prezzo.
• celle in silicio amorfo: si
tratta di celle a bassa efficienza (8%) ma estremamente economiche,
sono ottime in situazione di buon soleggiamento e buon rapporto fra
spazio disponibile e fabbisogno energetico.
Esistono poi anche:
• moduli CIS: i moduli
fotovoltaici "a film sottile" o CIS (Copper, rame; Indium, indio;
Selenium, selenio) sono appunto realizzati con pellicole di una
speciale lega di rame, indio e diselenide ed hanno una resa del
13%; le celle sono inoltre ricoperte da un resistentissimo
cristallo temprato che garantisce maggior potenza all'impianto e
massima protezione contro le intemperie. Si tratta di un'ottima
soluzione tecnologica ma per il momento alquanto costosa;
• celle fotoelettrochimiche:
sono celle concepite sullo stesso principio naturale della
fotosintesi clorofilliana delle piante; Si tratta di una tecnologia
in fase di ottimizzazione e con ottime prospettive per l'immediato
futuro: entro pochi anni sarà disponibile anche al
mass-market;
• cella fotovoltaica ibrida:
tecnologia innovativa che combina i vantaggi dei semiconduttori
organici a quelli dei semiconduttori inorganici;
• cella fotovoltaica a
concentrazione: è lo speciale tipo di cella fotovoltaica
realizzata per gli impianti termodinamici di Carlo Rubbia.
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