Che tipi di pannelli solari esistono?

di Roberta Nicora 11 giorni fa 8 min di lettura

Un approfondimento Otovo sulla tipologia di moduli solari

In questo post andremo a dettagliare quali sono i diversi tipi di pannelli solari e le loro funzioni.

Quando si parla di pannelli fotovoltaici è bene distinguere i moduli che servono per generare elettricità da quelli che servono per riscaldare l’acqua.

Pertanto, i principali tipi di moduli solari sono:

Ma non è tutto. Ciascuno di questi tre tipi di moduli fotovoltaici ha una propria tassonomia, che vedremo di seguito.

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Tipi di pannelli solari fotovoltaici

I pannelli solari fotovoltaici possono essere suddivisi in base a diversi criteri, quali:

Il loro uso: I pannelli solari possono essere classificati in base all'uso previsto, che può variare dalla produzione di energia su larga scala nelle centrali elettriche solari al loro impiego su edifici residenziali, commerciali o industriali per generare energia elettrica.
Il materiale di cui sono fatti: I pannelli solari possono essere realizzati con diversi materiali, tra cui silicio monocristallino, silicio policristallino, film sottile amorfo o celle solari organiche. Ogni tipo di materiale ha caratteristiche uniche in termini di efficienza, durata e costo.
La potenza di picco: La potenza di picco di un pannello solare è la massima potenza che può produrre sotto condizioni ottimali di irraggiamento solare. I pannelli solari sono disponibili in una vasta gamma di potenze, che vanno da pochi watt per i piccoli moduli da giardino fino a diversi centinaia di watt per i pannelli utilizzati nelle installazioni su larga scala.
Le dimensioni: I pannelli solari variano anche nelle loro dimensioni fisiche, che possono influenzare la loro capacità di generare energia in base allo spazio disponibile per l'installazione. Alcuni pannelli sono progettati per adattarsi a spazi limitati, mentre altri sono più grandi e possono essere utilizzati in contesti in cui lo spazio non è un problema.

Tipi di pannelli solari fotovoltaici a seconda del loro utilizzo

La prima categorizzazione dei pannelli solari di cui parleremo si basa sul loro utilizzo.

A seconda dell’utilizzo, i pannelli possono essere:

Pannelli solari per uso abitativo: Questi pannelli sono progettati per l'installazione su edifici residenziali, come case, condomini e ville. Sono spesso disponibili in dimensioni e potenze adatte alle esigenze energetiche di una famiglia o di una piccola comunità. I pannelli solari per uso abitativo possono essere montati sul tetto o integrati nell'architettura degli edifici.
Pannelli solari per uso industriale: Questi pannelli sono progettati per soddisfare le esigenze energetiche di aziende, fabbriche e altre strutture industriali. Possono essere installati su tettoie, terreni o strutture appositamente progettate per ospitare impianti fotovoltaici. Le dimensioni e la potenza di questi pannelli possono variare notevolmente a seconda delle dimensioni e delle esigenze energetiche dell'industria in questione.
Pannelli solari per parchi solari: Questi impianti sono costituiti da un grande numero di pannelli solari disposti su un'area di terreno dedicata esclusivamente alla produzione di energia solare su larga scala. I parchi solari possono coprire diversi ettari di terreno e possono essere utilizzati per alimentare reti elettriche locali o nazionali. I pannelli utilizzati in parchi solari sono spesso di grandi dimensioni e alta potenza per massimizzare l'efficienza e ridurre i costi operativi.

In questa infografica riassuntiva trovi tutti i principali tipi di pannelli solari a seconda del loro utilizzo.

Tipi di pannelli solari fotovoltaici a seconda del materiale

I pannelli solari possono essere anche suddivisi in base al loro materiale e al loro funzionamento. In questo caso abbiamo:

Pannelli in silicio monocristallino caratterizzati generalmente da celle solari di colore scuro e uniforme. Tra i vantaggi di questa tipologia di pannelli c'è l'efficienza, poiché sono moduli più performanti in ambito residenziale, le dimensioni, dal momento che richiedono minore quantità di spazio per ottenere la potenza desiderata e infine la durata, che si aggira attorno ai 25 anni.
Pannelli in silicio policristallino ottenuti dalla fusione del silicio attraverso un processo meno costoso rispetto a quello di Czochralski utilizzato per ottenere quello monocristallino. Questi pannelli solari sono più economici e tollerano meglio il calore rispetto ai pannelli monocristallini.
Pannelli in silicone amorfo riconoscibili per la loro colorazione scura e omogenea e la loro flessibilità. Questi moduli hanno una resa inferiore del 30% dovuta alla loro modalità di produzione. I pannelli solari in silicio amorfo sono costituiti da uno strato in vetro o in plastica su cui viene applicato un strato di silicio.
Pannelli BiPV (Building integrated Photovoltaic) Technology, rappresentano la nuova frontiera del fotovoltaico poiché possono essere integrati nell'involucro edilizio. Questi pannelli solari vengono applicati su finestre e pensiline in vetro permettendo agli edifici di avere una maggiore resa energetica e una migliore estetica.

In passato si utilizzava anche la tecnologia thin-film, ovvero a film sottile. I vantaggi che dava erano diversi, tra i quali:

Prezzi più bassi
Migliore reazione alle temperature più elevate (quindi in particolare d’estate)
La capacità di catturare meglio la luce diffusa, dunque in presenza di giornate nuvolose lavoravano meglio

Lo svantaggio maggiore era rappresentato dal fatto che occupavano molta più superficie per dover produrre la stessa energia. È vero che il costo dei pannelli solari era più basso, ma aumentavano altri costi di installazione.

Ti vogliamo ricordare che Otovo consiglia e offre solo una tipologia di pannelli: i moduli fotovoltaici monocristallini. Questi pannelli solari hanno un potenziale più alto rispetto agli altri per la produzione di energia solare fotovoltaica.

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Tipi di pannelli solari in base alla loro potenza di picco

Quando parliamo della potenza di un pannello solare ci riferiamo alla sua capacità di generare energia fotovoltaica in condizioni ottimali. Questa è espressa in watt di picco (Wp).

Per calcolare la potenza di picco di un pannello fotovoltaico è necessario conoscere la massima tensione e la massima intensità elettrica.

La formula per scoprirla è la seguente:

P (Wp) = Vmax * Imax

Considerando la tensione nominale, solitamente è comune trovare dei pannelli solari a 12V e 24V di tensione. Tuttavia, nel caso di grandi impianti industriali, è possibile trovare moduli fotovoltaici a 48V.

Sulla base di questo, i pannelli solari residenziali hanno solitamente una potenza che si aggira attorno ai 375 Wp.

Tipi di pannelli solari in base alla dimensione

Considerando la loro dimensione, i pannelli fotovoltaici possono essere suddivisi in due categorie principali:

Moduli a 60 celle: disposte in 10 file da 6 celle ciascuna
Moduli a 72 celle: disposte in 12 file da 6 celle ciascuna

Negli impianti fotovoltaici destinati all'uso domestico, i pannelli solari più comunemente installati sono quelli costituiti da 60 celle. Al contrario, nei grandi impianti industriali, dove il consumo energetico è significativamente maggiore, si tende a utilizzare pannelli solari da 72 celle.

Dal punto di vista delle dimensioni, i pannelli solari a 60 celle misurano solitamente 164 cm x 99 cm, mentre i moduli fotovoltaici a 72 celle hanno dimensioni di circa 2 m x 1 m.

È importante considerare lo spazio occupato da questi moduli in relazione alla loro potenza. Molti potrebbero pensare che un pannello solare a 72 celle con una potenza di 400W sia necessariamente migliore di uno a 60 celle con una potenza di 340W. Tuttavia, bisogna tenere presente che il pannello a 72 celle occupa più spazio e ha un peso significativamente maggiore. Inoltre, i pannelli solari a 60 celle sono più piccoli e maneggevoli, il che li rende più adatti per l'installazione su tetti residenziali.

Per questo motivo, quando si desidera installare un impianto fotovoltaico sul proprio tetto di casa, è sempre consigliato e preferibile optare per pannelli a 60 celle.

Altri tipi di pannelli solari

Come anticipato, la tecnologia si sta evolvendo anche nel campo fotovoltaico e ogni giorno vengono fatti nuovi esperimenti per trovare sempre più modi per sfruttare l’energia solare.

Alcuni dei pannelli solari che si stanno sperimentando sono:

Pannelli solari notturni: Questa è una delle innovazioni più rivoluzionarie nel settore dell'energia solare. Tradizionalmente, i pannelli solari producono energia soltanto durante il giorno, quando sono esposti alla luce solare. Tuttavia, alcuni ricercatori stanno sperimentando nuovi materiali e tecnologie che consentono ai pannelli solari di generare energia anche durante la notte, sfruttando fonti di energia alternative come il calore residuo o la radiazione infrarossa. Questo potrebbe potenzialmente ampliare considerevolmente l'accesso all'energia solare, rendendola disponibile anche quando il sole non è visibile.
Pannelli solari flessibili: Questi pannelli sono realizzati con materiali flessibili che consentono loro di adattarsi a superfici curve o irregolari. Questa flessibilità li rende ideali per applicazioni dove i pannelli solari tradizionali non possono essere utilizzati, come su veicoli, abbigliamento o strutture architettoniche curvilinee. I pannelli solari flessibili offrono maggiore versatilità di installazione e possono essere più resistenti agli urti e alle vibrazioni rispetto ai loro omologhi rigidi.
Vetro fotovoltaico: Questa tecnologia integra celle solari direttamente nel vetro delle finestre o delle facciate degli edifici, consentendo loro di generare energia senza occupare spazio aggiuntivo. Il vetro fotovoltaico può essere trasparente o semi-trasparente, consentendo alla luce solare di passare attraverso e illuminare gli interni degli edifici mentre genera energia. Questa soluzione è particolarmente interessante per l'integrazione architettonica, poiché consente di combinare la funzione di generazione di energia con l'estetica degli edifici.

Nonostante l’efficienza di questi nuovi dispositivi sia nettamente inferiore a quella dei pannelli fotovoltaici classici, l’evoluzione ci fa capire che siamo solo all’inizio della trasformazione del mondo del fotovoltaico.

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Tipi di pannelli solari termici

I pannelli solari non vengono impiegati esclusivamente per la generazione di elettricità. Un'altra applicazione importante è rappresentata dai pannelli solari termici, la cui funzione primaria è riscaldare l'acqua per uso domestico.

Esistono diverse tipologie di pannelli solari termici, tra cui le principali sono:

Collettori piani
Collettori a tubi sottovuoto

La differenza principale tra queste due tipologie risiede nella struttura del collettore, l'elemento fondamentale dei pannelli termici.

I collettori piani hanno l'aspetto di lastre fotografiche: una superficie piana che assorbe la radiazione solare e trasferisce il calore all'acqua o al fluido termovettore che scorre al suo interno. Questo tipo di collettore è generalmente racchiuso in una scatola isolata per minimizzare la dispersione di calore.
I collettori a tubi sottovuoto, invece, presentano una struttura cilindrica e sono disposti parallelamente l'uno all'altro. Questa configurazione sfrutta l'effetto del vuoto per migliorare l'isolamento termico, riducendo le perdite di calore e aumentando l'efficienza. Ogni tubo contiene un assorbitore che trasferisce il calore al fluido termovettore in modo altamente efficiente.

Entrambe le tecnologie offrono vantaggi specifici: i collettori piani sono più semplici e meno costosi, mentre i collettori a tubi sottovuoto, sebbene più costosi, garantiscono un'efficienza superiore, soprattutto in condizioni climatiche avverse o in presenza di basse temperature ambientali.

Tipi di pannelli solari ibridi

Infine, la terza categoria di pannelli solari è rappresentata dai pannelli solari ibridi. Questi pannelli combinano due tecnologie per svolgere simultaneamente due funzioni essenziali: generare energia elettrica e riscaldare l'acqua.

I pannelli solari ibridi si suddividono in tre generazioni principali:

Pannelli di generazione 0: Questi sono stati i primi modelli prodotti. Non possiedono alcun tipo di isolamento, il che comporta una rapida dispersione del calore.
Pannelli di prima generazione: Questi pannelli sono dotati di una copertura posteriore che contribuisce a trattenere il calore, migliorando così l'efficienza termica rispetto alla generazione precedente.
Pannelli di seconda generazione: Questi sono i più moderni e avanzati, con una copertura trasparente che migliora ulteriormente la capacità di trattenere il calore, offrendo così una maggiore efficienza complessiva.

Tutti i pannelli solari ibridi condividono tre elementi chiave: le fotocellule per la generazione di energia elettrica, l'assorbitore di calore per il riscaldamento dell'acqua, e la scatola di giunzione per la gestione delle connessioni elettriche.

Conclusione

L'elevata varietà di tipologie di pannelli solari e la loro straordinaria versatilità li rendono tra le migliori soluzioni quando si tratta di abbracciare l'energia pulita. Grazie alla loro capacità di adattarsi a una vasta gamma di contesti e applicazioni, i pannelli fotovoltaici rappresentano un investimento sostenibile per il futuro energetico del pianeta. Inoltre, il loro impatto ambientale ridotto li rende una scelta ancor più attraente per coloro che desiderano ridurre la propria impronta ecologica.

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Roberta Nicora

Marketing Manager esperta nello sviluppo di contenuti scritti e digitali inerenti al mondo del fotovoltaico e della sostenibilità.