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I pannelli fotovoltaici monocristallini: la guida

Il pannello monocristallino è una tipologia di pannello fotovoltaico caratterizzato da elevata efficienza e lunga durata. Scopri come si differenzia da quello policristallino

I pannelli fotovoltaici sono suddivisi in diverse categorie in base al tipo di celle fotovoltaiche che costituiscono i moduli. Queste celle, a loro volta, si distinguono in base al tipo di cristallo che le caratterizza, in celle monocristalline, policristalline e amorfe. A partire da queste diverse tipologie di celle, vengono prodotti i tre principali tipi di pannelli fotovoltaici: i pannelli monocristallini, policristallini e a film sottile.

La scelta dei pannelli fotovoltaici è un passaggio importante per avere un impianto fotovoltaico efficiente e dipende da numerosi fattori come la potenza del pannello, le garanzie sul prodotto e sulle prestazioni, la tecnologia utilizzata, lo spazio disponibile, ecc. Quindi la scelta di un impianto fotovoltaico nel suo complesso deve essere fatta partendo prima da un quadro economico che comprenda i costi, i benefici e che tenga conto delle necessità dell’utente.

A tale proposito potrebbe tornarti utile il software fotovoltaico che consente di ottenere relazioni economiche complete che tengono conto del costo di realizzazione dell’impianto, della producibilità totale annua, dei consumi di energia elettrica per fasce orarie e di eventuali incentivi.

Pannelli fotovoltaici – software Solarius-PV

Cos’è un pannello fotovoltaico monocristallino

Il pannello monocristallino rappresenta una delle tecnologie più avanzate nel campo dei pannelli fotovoltaici. La sua caratteristica principale risiede nell’impiego di un unico cristallo di silicio, da cui appunto il termine monocristallino. Questo cristallo viene estratto da un blocco più grande di silicio tramite un processo sofisticato che garantisce un elevato grado di purezza.

Il processo di estrazione richiede una procedura estremamente delicata e un controllo rigoroso delle condizioni di temperatura e pressione per evitare difetti nella struttura cristallina. Questo livello di purezza contribuisce in maniera significativa all’efficienza energetica dei pannelli monocristallini.

Pannello fotovoltaico monocristallino

Come è fatto un pannello monocristallino

I pannelli monocristallini sono lastre sottili composte in genere da 30-70 celle fotovoltaiche assemblate, saldate tra loro e ricoperte da un vetro protettivo e da una cornice esterna di alluminio. Sono facilmente riconoscibili grazie al loro colore uniforme e scuro.

I pannelli monocristallini sono composti da celle monocristalline che si ottengono tagliando in fette dei lingotti di silicio attraverso il sistema Czochralski.

Si tratta di un processo in cui un seme di cristallo viene inserito in un fuso di silicio, all’interno del quale il seme ruota verticalmente in senso antiorario e, immergendosi molto lentamente, fa si che il fuso stesso possa cristallizzarsi in maniera ordinata sul seme che si sta immergendo.

Celle monocristalline

Alla fine del processo tutti i cristalli sono orientati in maniera omogenea tanto da materializzare un unico cristallo e dando vita a un lingotto di silicio, nel momento in cui esso si raffredda e viene a crearsi il cilindro di materiale fuso, condensato e solidificato sul seme. Il cristallo può essere drogato positivamente o negativamente con boro o con fosforo.

Il lingotto ricavato va tagliato in fette (wafer) molto sottili dello spessore di qualche centinaio di micrometro, vale a dire un millesimo di millimetro, valore fondamentale da considerare, in quanto, minore è lo spessore, maggiore è l’efficienza della cella. Realizzati i wafer, positivi o negativi, essi verranno adagiati sul piano, dando vita alla cella fotovoltaica.

Pannello monocristallino o policristallino: differenze

La principale variazione tra i pannelli fotovoltaici monocristallini e policristallini risiede nell’efficienza, ossia il rapporto tra l’energia prodotta e la superficie occupata dai pannelli.

In particolare, i pannelli fotovoltaici più efficienti sono quelli che richiedono meno spazio per generare la stessa quantità di energia, a parità di irraggiamento solare, temperatura e altre condizioni esterne che influenzano il funzionamento dell’impianto.

Quindi:

  • i pannelli monocristallini si distinguono per un’efficienza superiore, con una percentuale che varia tra il 15 e il 20%, richiedendo approssimativamente 6 metri quadrati per la produzione di un kWp di potenza;
  • i pannelli fotovoltaici policristallini mostrano un’efficienza inferiore e richiedono una maggiore superficie: approssimativamente 8 metri quadrati per la produzione di un kWp di potenza.

Considerando l’efficienza in diverse condizioni di temperatura emerge che:

  • i pannelli monocristallini sono più efficienti a basse temperature e superano in efficienza i moduli policristallini quando l’intensità solare è ridotta.
  • i pannelli policristallini, al contrario, producono di più a temperature elevate poiché sono più capaci di tollerare il calore.

Un’altra distinzione significativa riguarda il costo dei pannelli:

  • i pannelli monocristallini sono generalmente più costosi;
  • i pannelli policristallini sono più convenienti.

Dal punto di vista delle caratteristiche estrinseche:

  • i pannelli monocristallini sono di colore nero e presentano una struttura ordinata;
  • i pannelli policristallini sono di colore blu variegato e mostrano una struttura più disordinata.

Pannello fotovoltaico monocristallino: potenza

I pannelli fotovoltaici monocristallini presentano una potenza media compresa tra 300 e 400 Wp (potenza di picco), ma esistono anche modelli che raggiungono i 500 Wp. La purezza del silicio in questi pannelli monocristallini garantisce una produzione energetica affidabile anche in condizioni di luce solare ridotta. Ciò consente una produzione costante di elettricità, anche durante giornate nuvolose o piovose. Questi pannelli resistono a condizioni climatiche estreme come ghiaccio, neve e vento. Adatti a installazioni in zone costiere o montuose. Grazie alla loro potenza elevata, sono ideali per residenze, industrie, illuminazione pubblica e agricoltura.

Pannello monocristallino: quali sono i vantaggi

I pannelli solari monocristallini offrono una serie di vantaggi. Grazie al loro elevato grado di purezza del silicio, sono considerati i più efficienti. Il tasso di rendimento, che misura la quantità di energia solare convertita in energia elettrica, di solito oscilla tra il 12% e il 19%.

Questo elevato grado di efficienza si traduce anche in una maggiore efficienza spaziale, poiché i pannelli monocristallini richiedono meno spazio per raggiungere una determinata capacità rispetto ad altre tecnologie. Infine, tendono ad avere una maggiore durata nel tempo con una garanzia di 25 anni.

Svantaggi dei pannelli monocristallini

I pannelli solari monocristallini presentano anche alcuni svantaggi. Principalmente, essi sono i più costosi tra le varie opzioni disponibili sul mercato. Inoltre, se anche una parte del pannello viene coperta da ombra, sporco o neve, l’intero circuito può diventare inutilizzabile.

La produzione di silicio monocristallino richiede la fabbricazione di grandi lingotti cilindrici, e a causa della geometria di questi lingotti, le celle non possono essere completamente quadrate, il che porta a un significativo spreco di silicio durante il processo di produzione.

Inoltre, sebbene i pannelli monocristallini siano più efficienti in condizioni di freddo, il loro tasso di conversione elettrica diminuisce quando la temperatura aumenta, rappresentando quindi una limitazione durante le stagioni più calde.

 

 

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Pubblicato da Redazione Tecnica

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