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I pannelli fotovoltaici sono davvero inquinanti?

Molti si chiedono se l’installazione di un impianto fotovoltaico abbia un impatto sull'ambiente.

In questo articolo abbiamo analizzato l’intero ciclo di vita dei pannelli fotovoltaici per darti una risposta. Quindi, se vuoi scoprire una volta per tutte se i pannelli solari sono davvero ecologici, sei nel posto giusto!

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Buona lettura!


Pannelli fotovoltaici: una panoramica

Prima di iniziare a parlare nello specifico dell'impatto ambientale pannelli fotovoltaici, occupiamoci di un breve ripasso!

I pannelli solari, anche noti come pannelli fotovoltaici, sono dispositivi progettati per catturare la luce del sole e convertirla direttamente in energia elettrica utilizzabile. Questa conversione avviene attraverso l'utilizzo di celle fotovoltaiche, che sono in grado di sfruttare l'effetto fotovoltaico per generare corrente continua (CC) quando vengono colpiti dalla luce solare.

I materiali dei pannelli solari

I materiali costituenti di un pannello fotovoltaico sono diversi e fondamentali per il suo funzionamento ottimale. Innanzitutto, le celle fotovoltaiche rappresentano il nucleo del pannello e sono comunemente realizzate in silicio cristallino o semiconduttori. Questi componenti sono responsabili della conversione della luce solare in energia elettrica.

Il vetro antiriflesso è un altro elemento cruciale, poiché protegge il pannello e le celle fotovoltaiche dalla polvere e dall'umidità. Questo vetro è appositamente progettato per resistere agli agenti atmosferici, garantendo la durabilità del pannello nel tempo.

Il pannello fotovoltaico include anche uno strato posteriore, realizzato in materiale plastico o alluminio, che fornisce supporto e stabilità strutturale al dispositivo. Telai e cornici, realizzati principalmente in alluminio e altri materiali resistenti alla corrosione, contribuiscono a garantire la solidità complessiva della struttura del pannello.

Infine, i cavi di collegamento, situati all'interno del pannello, sono essenziali per connettere le celle fotovoltaiche e formare un circuito elettrico funzionale.

Per concludere la nostra panoramica, vediamo ora quali sono i principali vantaggi di installare dei pannelli solari!

I vantaggi dei pannelli solari

I pannelli solari offrono una serie di benefici significativi:

  • Energia rinnovabile: Utilizzando l'energia del sole, una risorsa rinnovabile e inesauribile, i pannelli solari producono elettricità senza generare emissioni nocive o contribuire al cambiamento climatico. Ciò li rende una fonte di energia pulita e sostenibile
  • Risparmio sui costi energetici: Una volta installati, i pannelli solari possono ridurre notevolmente o addirittura eliminare completamente la dipendenza dall'energia elettrica tradizionale fornita dalla rete pubblica. Questo si traduce in un significativo risparmio sui costi energetici nel lungo termine
  • Indipendenza energetica: Utilizzando l'energia solare per generare elettricità, gli utenti possono diventare più indipendenti dal sistema energetico tradizionale. Ciò fornisce una maggiore sicurezza energetica e riduce la vulnerabilità agli aumenti dei prezzi dell'energia
  • Bassi costi di manutenzione: I pannelli solari richiedono generalmente pochissima manutenzione una volta installati. Le operazioni di pulizia periodica e la verifica dell'efficienza del sistema sono tra le poche attività necessarie per mantenere i pannelli in buone condizioni
  • Valorizzazione degli immobili: Gli impianti fotovoltaici possono aumentare il valore di una proprietà immobiliare. Le case dotate di sistemi solari sono spesso considerate più desiderabili sul mercato immobiliare grazie alla loro eco-sostenibilità e alla riduzione dei costi energetici per i proprietari
Benefici pannelli solari
Benefici pannelli solari

In sintesi, i pannelli solari offrono un'opportunità unica per produrre energia in modo pulito, sostenibile ed economicamente vantaggioso, contribuendo contemporaneamente alla riduzione dell'impatto ambientale e all'aumento dell'indipendenza energetica.

Andiamo ora ad analizzare dove vengono prodotti i pannelli solari.


Dove sono prodotti i pannelli solari?

Il predominio della Cina nella produzione di pannelli solari può essere attribuito a diversi fattori chiave che hanno contribuito a consolidare il suo ruolo di leader globale nel settore fotovoltaico. Uno di questi fattori è il notevole know-how accumulato nel corso degli anni nel campo della produzione di pannelli fotovoltaici. La Cina ha avviato investimenti massicci nell'energia fotovoltaica fin dagli inizi degli anni 2000, con l'obiettivo di raggiungere diversi traguardi strategici:

  • Sviluppo Economico: L'energia fotovoltaica è stata vista come un settore economicamente promettente che avrebbe potuto stimolare la crescita economica del Paese. Investire in questo settore ha rappresentato un'opportunità per la Cina di espandere la sua base industriale e tecnologica, promuovendo al contempo l'innovazione e la competitività globale
  • Creazione di Posti di Lavoro: L'espansione dell'industria solare ha creato milioni di posti di lavoro nel Paese, contribuendo a ridurre la disoccupazione e a migliorare le condizioni economiche di numerose comunità. Questo ha reso l'energia solare non solo una fonte di energia pulita, ma anche un motore per lo sviluppo sociale ed economico
  • Indipendenza Energetica: Investire nell'energia solare ha permesso alla Cina di ridurre la sua dipendenza dalle fonti energetiche tradizionali, come il carbone e il petrolio, contribuendo così a garantire una maggiore sicurezza energetica e a diversificare le fonti di approvvigionamento energetico del Paese.

Questi obiettivi strategici hanno portato a risultati significativi, con la Cina che attualmente ospita la maggior parte dei produttori di pannelli solari a livello mondiale. Nel 2020, il Paese ha prodotto circa il 70% dei pannelli solari globali.

Oltre al know-how tecnologico e agli obiettivi strategici, un altro motivo chiave per cui i pannelli solari sono prodotti in Cina è il fattore logistico. Il Paese dispone di un'ampia gamma di risorse naturali e infrastrutture industriali che supportano l'intera catena di produzione dei pannelli solari, inclusa la disponibilità di materia prima necessaria per la fabbricazione. Questo aspetto logistico ha reso la Cina una destinazione ideale per la produzione su larga scala di pannelli solari, consentendo di mantenere costi competitivi e di soddisfare la domanda globale in crescita per l'energia solare.


Quanta energia richiede la produzione di un pannello solare?

La produzione di pannelli solari è un processo complesso che richiede l'integrazione di varie fasi e tecnologie per ottenere un prodotto finale efficiente e affidabile. Ecco una panoramica delle principali fasi coinvolte nella realizzazione di un pannello solare:

  • Fabbricazione del silicio: Il silicio è uno dei materiali fondamentali utilizzati nella produzione di celle fotovoltaiche. La prima fase del processo coinvolge la produzione del silicio adatto per essere utilizzato nelle celle solari. Questo può essere ottenuto attraverso processi come il processo Siemens o il processo Czochralski, che consentono di produrre lingotti di silicio di alta purezza
  • Stampa del circuito elettrico: Una volta ottenuto il silicio di alta qualità, il prossimo passo consiste nella creazione del circuito elettrico che collegherà le celle fotovoltaiche per consentire il flusso di corrente. Questo viene realizzato attraverso l'applicazione di sottili strati di metalli conduttori, come l'alluminio o l'argento, sul substrato del pannello solare. Questa fase è fondamentale per garantire la conduzione efficiente dell'energia solare catturata dalle celle fotovoltaiche
  • Collegamento delle celle fotovoltaiche: Una volta stampato il circuito elettrico, le celle fotovoltaiche vengono posizionate e collegate in serie o in parallelo per formare il pannello solare completo. Questo processo richiede precisione e attenzione ai dettagli per assicurare una corretta disposizione e connessione delle celle, ottimizzando così l'efficienza complessiva del pannello solare
  • Strato di protezione e incapsulamento: Dopo il collegamento delle celle fotovoltaiche, il pannello solare viene spesso rivestito con uno strato protettivo, come vetro temperato o materiale plastico trasparente, per proteggere le celle dai danni ambientali e garantirne la durata nel tempo. Questo strato di protezione viene quindi sigillato attorno al pannello mediante un processo di incapsulamento per evitare infiltrazioni di umidità o agenti atmosferici che potrebbero compromettere le prestazioni del pannello solare.

Queste sono solo alcune delle fasi coinvolte nella realizzazione di un pannello solare, e il processo completo può variare leggermente a seconda del tipo di tecnologia e del design specifico del pannello. Tuttavia, queste fasi rappresentano i passaggi fondamentali che consentono di trasformare il silicio grezzo in un dispositivo fotovoltaico funzionale e pronto per la produzione di energia solare pulita e sostenibile.

Inoltre, queste fasi richiedono una notevole quantità di energia, soprattutto per quanto riguarda la fusione del vetro e la cristallizzazione del silicio.

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Quanto inquinano i pannelli solari?

L'adozione di fonti energetiche rinnovabili, come l'energia solare fotovoltaica, e l'implementazione di soluzioni per migliorare l'efficienza energetica rappresentano passaggi fondamentali per avviare concretamente la tanto discussa transizione energetica. Questo processo mira a ridurre la dipendenza dalle fonti di energia fossile, responsabili delle dannose emissioni inquinanti e delle disuguaglianze socio-politiche, conducendo la società verso un futuro più efficiente e sostenibile.

Per realizzare questa trasformazione virtuosa, è essenziale incrementare la produzione e l'utilizzo di impianti fotovoltaici, il che avrà indubbiamente un impatto positivo sull'ambiente. Tuttavia, va considerato che l'estrazione delle materie prime necessarie per la produzione di tali impianti, in particolare il quarzo e il silicio, richiede processi industriali ad alta temperatura, comportando così un elevato consumo energetico e consistenti emissioni inquinanti nell'atmosfera.

Una problematica aggiuntiva, comune nel settore tecnologico, è rappresentata dal silicio amorfo, utilizzato in molti pannelli fotovoltaici più economici, che spesso contiene tellurio di cadmio, un materiale tossico, inquinante e pericoloso. Inoltre, in alcuni casi, viene utilizzato anche l'esafluoruro di zolfo, un potente gas serra.

È importante notare che, sebbene tali sostanze vengano rilasciate anche durante la combustione di combustibili fossili come carbone e petrolio, la quantità è almeno 300 volte maggiore. Inoltre, è fondamentale riconoscere che l'avanzamento tecnologico nel corso degli anni ha notevolmente migliorato gli standard qualitativi dei prodotti disponibili sul mercato, riducendo al contempo i prezzi e rendendo sempre meno comuni i pannelli solari che utilizzano materiali nocivi.

Andiamo ora a scoprire di più riguardo la vita di un pannello fotovoltaico.


Vita del pannello

È comune che molte persone pensino che i pannelli solari abbiano una durata di appena 10 anni. Tuttavia, questo equivoco è spesso dovuto al fatto che in passato i produttori offrivano garanzie limitate, solitamente di 10 anni. Oggi, invece, la situazione è molto diversa: le garanzie dei pannelli solari si estendono generalmente da 25 a 30 anni, e spesso i pannelli continuano a funzionare anche dopo tale periodo. In realtà, molti esperti del settore affermano che i pannelli solari possono mantenere un'efficienza significativa per almeno 40 anni o più.

Questa prospettiva cambia radicalmente il modo in cui consideriamo gli impianti solari. Non si tratta più di un investimento a breve termine, ma di un investimento a lungo termine nel futuro sostenibile dell'energia. Optare per l'energia solare significa beneficiare a lungo di una fonte di energia pulita e rinnovabile, riducendo l'impatto ambientale e risparmiando sui costi energetici nel lungo periodo.

Grazie ai progressi tecnologici e alla maggiore consapevolezza dell'importanza dell'energia solare, sempre più persone stanno scegliendo di installare impianti fotovoltaici sulle loro proprietà. Questa decisione non solo offre benefici immediati in termini di risparmio energetico e riduzione delle emissioni, ma anche vantaggi a lungo termine, poiché i pannelli solari continuano a produrre energia pulita per decenni a venire.

Inoltre, considerando la crescente domanda globale di energia pulita e la necessità di ridurre le emissioni di gas serra, gli investimenti nell'energia solare si presentano come una scelta sempre più vantaggiosa, sia dal punto di vista ambientale che economico!


Il riciclo dei pannelli solari

Ora sappiamo che i pannelli solari hanno una durata di circa 40 anni e dopo, cosa succede? Vengono riciclati.

L'infografica seguente sintetizza il processo di riciclo dei pannelli solari di un impianto residenziale.

Processo di riciclo pannelli fotovoltaici
Processo di riciclo pannelli fotovoltaici

Per capire meglio come funziona il riciclaggio dei pannelli solari è bene prendere in considerazione le loro componenti.

Un pannello fotovoltaico è composto da:

  • Alluminio che costituisce il telaio
  • Vetro che rappresenta tra il 75 e l’80% del pannello
  • Celle fotovoltaiche, a loro volta composte da silicio
  • Pellicola di plastica
  • Connessioni in rame e/o argento

Una volta separato e smistato, ogni componente viene inviato al proprio canale di riciclo:

  • Il vetro è un materiale riciclabile all’infinito e può essere utilizzato per realizzare contenitori in vetro, fibra di vetro o prodotti isolanti
  • L’alluminio, una volta riciclato, viene utilizzato per formare nuovi oggetti, come ad esempio le lattine
  • Il silicio può essere riutilizzato fino a 4 volte e viene di solito usato per creare nuove celle fotovoltaiche
  • Il rame e l’argento vengono fusi per essere riutilizzati
  • Solo la plastica non può essere riciclata

In breve, quasi il 95% del pannello viene riciclato. Quindi l'energia solare non produce quasi nessun rifiuto.

Come funziona il processo di riciclo

Dopo un periodo di circa 25-30 anni, il proprietario di un impianto fotovoltaico deve valutare attentamente se il modulo è ancora in grado di funzionare correttamente attraverso un'analisi approfondita. Se non è più efficace, sarà necessario sostituirlo e smaltirlo correttamente. Al termine del suo ciclo di vita, ci sono diverse operazioni di trattamento che il modulo fotovoltaico può subire per riciclare la maggior parte dei suoi componenti.

Tutti i metalli presenti nel modulo, compresi i telai, le cornici, il vetro, i cavi e la plastica, possono essere separati e riutilizzati. In media, l'80-90% dei materiali viene riciclato. Attualmente, in Italia, il decreto di riferimento per il riciclaggio e lo smaltimento dei RAEE (rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche, tra cui i pannelli fotovoltaici) è il D.lgs 118/2020, che recepisce la direttiva europea 2018/849.

Secondo questa normativa, il processo di recupero segue una serie di fasi ben definite, che iniziano dalla raccolta differenziata e procedono attraverso la sicurezza dei materiali, fino alle fasi di trattamento e separazione dei vari componenti.

Le fasi per il riciclaggio di un pannello possono essere suddivise in tre tipologie distinte:

  1. Trattamento meccanico: prevede la rimozione dei materiali che costituiscono il telaio e la scatola di giunzione
  2. Trattamento termico: coinvolge la decomposizione del materiale incapsulante e di altre sostanze polimeriche
  3. Trattamento chimico: comporta il recupero delle componenti metalliche tramite processi chimici come la raffinazione del silicio e la separazione delle celle solari
Tipologie
Tipologie

È bene ricordare che ogni cliente che vuole smaltire i moduli fotovoltaici deve pagare una quota pari a:

  • 12 €/pannello per i RAEE fotovoltaici domestici
  • 10 €/pannello per i RAEE fotovoltaici professionali

Pannelli solari e carbon footprint

L’impronta di carbonio, o carbon footprint, è l’insieme delle emissioni dirette e indirette di gas serra prodotte da un'attività.

Per calcolare la carbon footprint di un pannello fotovoltaico dobbiamo considerare tutte le emissioni di gas serra emesse durante la sua fabbricazione, durante il suo trasporto dalla Cina all’Italia, quando produce elettricità e quando viene riciclato.

Come abbiamo precedentemente anticipato, la maggior parte dei pannelli solari sono realizzati in Cina e una volta fabbricati devono essere quindi trasportati in Italia. I pannelli solari sono solitamente trasportati su barche di grandi dimensioni che possono trasportare diverse tonnellate di pannelli fotovoltaici. Nonostante questo mezzo di trasporto emetta CO2 l'inquinamento individuale di ogni pannello durante il trasporto è minimo.

È da notare anche che il problema non scomparirebbe se i pannelli fossero assemblati in Italia: la silice estratta in Cina dovrebbe comunque essere trasportata.

Una volta nel nostro Paese i pannelli fotovoltaici vengono poi installati sui tetti e producono elettricità per vari decenni. Poi alla fine della loro vita vengono riciclati.

Arrivati a questo punto, qual è l’impronta di carbonio di un pannello fotovoltaico?

Se prendiamo in considerazione l’intera durata di un pannello solare, un kWh prodotto da un pannello fotovoltaico su un tetto emette in media 0,053 kg di anidride carbonica.

Inoltre, grazie ai progressi e alle approfondite ricerche nel mondo del fotovoltaico, i pannelli solari stanno diventando sempre più ecologici. Infatti, considerando l’intera vita di un modulo solare, si produce molta più energia di quella necessaria per la sua fabbricazione.


Conclusione

Siamo giunti alla fine di questo articolo riguardo l'impatto ambientale dei pannelli fotovoltaici.

Concludiamo ribandendo che. quando si parla di produzione di elettricità, è importante sottolineare che i pannelli solari rappresentano una fonte energetica estremamente pulita. Durante il loro funzionamento, non emettono sostanze inquinanti nell'aria, contribuendo così a ridurre l'impatto ambientale e la produzione di gas serra. Inoltre, sia il processo di produzione dei pannelli solari, il loro trasporto e il riciclaggio hanno un impatto ambientale relativamente basso rispetto ad altre fonti energetiche.

Un aspetto significativo da considerare è che, nel corso della sua vita utile, un singolo pannello solare produce una quantità di energia molto maggiore rispetto a quella richiesta per la sua fabbricazione. Questo significa che l'impatto ambientale complessivo di un pannello solare è positivo e continua a migliorare nel tempo, contribuendo alla riduzione complessiva delle emissioni di gas serra.

Per dare un'idea dell'importanza dei pannelli solari a livello globale, possiamo considerare la capacità fotovoltaica installata nel mondo, che ha superato i 400 GW, con una produzione di circa 370 TWh nell'ultimo anno. Questa cifra corrisponde a circa l'1,5% della fornitura totale di energia elettrica globale, contribuendo così a ridurre la produzione di CO2 di circa 170 milioni di tonnellate. In altre parole, investire in un impianto solare non solo offre benefici economici, ma anche ambientali, contribuendo alla salute del nostro pianeta.

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Domande frequenti

Quanta energia è necessaria per produrre moduli fotovoltaici?

La produzione di pannelli fotovoltaici richiede una notevole quantità di energia, soprattutto per fondere il vetro e cristallizzare il silicio. Tuttavia, un pannello solare produce molta più energia rinnovabile durante la sua vita di quella necessaria per produrlo.

I pannelli solari possono essere riciclati?

Sì, i pannelli solari in silicio cristallino vengono riciclati. In media circa il 95% del pannello viene riciclata.

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