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Pannelli solari ibridi

Pannelli solari ibridi: funzionamento, tipologie e vantaggi

Tempo di lettura stimato: 4 minuti

I pannelli solari ibridi sono una tipologia di pannelli che garantiscono sia la produzione di energia elettrica che la produzione di acqua e aria calda

I pannelli solari fotovoltaici ibridi rappresentano una soluzione innovativa ed efficiente per sfruttare al meglio le fonti di energia rinnovabile. Questi uniscono le caratteristiche degli impianti termici e fotovoltaici per produrre energia elettrica, acqua calda e riscaldamento, offrendo numerosi vantaggi rispetto agli impianti tradizionali come il risparmio energetico, l’impatto ambientale ridotto, la flessibilità e l’autonomia energetica.

Prima di procedere all’installazione dei pannelli solari ibridi è necessario prendere in considerazione diversi fattori. Innanzitutto, la potenza dell’impianto che deve essere calcolata in base alle necessità specifiche di acqua calda e riscaldamento. Inoltre, l’orientamento e l’inclinazione dei pannelli sono importanti per massimizzare l’assorbimento delle radiazioni solari, con un orientamento ottimale verso sud e inclinazioni specifiche per pannelli ad acqua e ad aria. Infine, è fondamentale evitare ombreggiamenti che possano compromettere le prestazioni dell’impianto.

Per evitare errori di valutazione e ottenere la massima produttività puoi utilizzare il software fotovoltaico con cui puoi verificare in tempo reale il posizionamento corretto del campo fotovoltaico in funzione delle reali condizioni del sito di installazione e progettare qualsiasi tipologia di impianto fotovoltaico.

Cosa sono i pannelli solari ibridi

I pannelli solari ibridi sono dispositivi innovativi che combinano l’effetto fotovoltaico con quello termico al fine di generare energia sia elettrica che termica. Questi pannelli sono composti da un substrato isolante su cui sono montati tubi conduttori in rame o alluminio, destinati al trasporto del fluido termovettore. Sopra questi tubi vengono posizionati i pannelli fotovoltaici, responsabili della conversione diretta dell’energia solare in energia elettrica.

Come funzionano i pannelli solari ibridi

I pannelli solari ibridi funzionano sfruttando l’energia solare per generare elettricità e riscaldare l’acqua contemporaneamente. Questi sistemi combinano moduli fotovoltaici e collettori solari termici, lavorando sinergicamente per massimizzare l’efficienza energetica, superando così le prestazioni degli impianti fotovoltaici tradizionali.

In generale un pannello ibrido si presenta più o meno come il classico pannello fotovoltaico, ossia i moduli possono essere a silicio cristallino, sia monocristallino che policristallino.

Esso è formato da un pannello fotovoltaico e da un collettore termico.

Pannello fotovoltaico

La parte superiore del pannello solare ibrido è costituita da celle fotovoltaiche, che convertono la luce solare in elettricità. Questa è la parte che cattura l’energia solare per la produzione di elettricità, simile a un pannello solare fotovoltaico tradizionale. Questa elettricità può essere utilizzata per alimentare apparecchi elettrici o immagazzinata in batterie di accumulo per un utilizzo futuro.

Collettore termico

Sulla parte inferiore del pannello solare ibrido c’è un collettore solare termico, che utilizza l’energia termica del sole per scaldare un fluido termovettore, di solito acqua o un fluido termico speciale. Questo fluido può essere utilizzato sia per il riscaldamento degli ambienti, abbinato ad un impianto con caloriferi o pannelli radianti a pavimento, sia per produrre acqua calda sanitaria.

Nel funzionamento di tali sistemi, i moduli fotovoltaici tendono a perdere efficienza con l’aumento della temperatura, poiché il loro rendimento ottimale si verifica a circa 25°C. Quando la temperatura sale, le prestazioni dei moduli fotovoltaici diminuiscono, comportando una sottoutilizzazione dell’irraggiamento solare.

Per risolvere questo problema, si utilizza un pannello solare termico posizionato sotto i moduli fotovoltaici, sfruttando il calore in eccesso per riscaldare l’acqua. Questo approccio non solo ottimizza l’efficienza dei moduli fotovoltaici, ma utilizza anche il calore residuo per fornire acqua calda sanitaria e contribuire al riscaldamento dell’edificio.

Inverter

Un componente importante di questi sistemi è l’inverter, responsabile della conversione della corrente continua dei moduli fotovoltaici in corrente alternata necessaria per l’alimentazione degli elettrodomestici. Gli impianti solari ibridi sono dotati di inverter ibridi avanzati, che possono svolgere diverse funzioni, tra cui l’alimentazione dell’edificio, la ricarica delle batterie di accumulo e l’interazione con la rete esterna per il prelievo o la cessione di elettricità. Gli inverter ibridi possono essere configurati come monofase o trifase a seconda delle esigenze dell’impianto e possono essere utilizzati anche per la ricarica dei veicoli elettrici.

Le diverse tipologie di pannelli solari ibridi

Esistono diverse tipologie di pannelli solari fotovoltaici ibridi, ognuna con diverse caratteristiche:

  • ad aria: possono presentare una riduzione del recupero termico e del rendimento delle celle solari a causa delle basse prestazioni dell’aria nell’asportare calore;
  • ad acqua: offrono un’efficiente trasmissione del calore e di scambio termico, rendendoli particolarmente efficienti;
  • vetrati: presentano il vantaggio di ridurre le dispersioni energetiche frontali grazie al vetro, ma in periodi di maggiore irraggiamento solare possono subire la stagnazione, ovvero la temperatura interna del pannello diventa molto elevata e riduce il rendimento elettrico;
  • non vetrati: presentano una resa elettrica minore rispetto alle altre tipologie di pannello;
  • a collettori piani e a concentrazione: si distinguono per le elevate prestazioni nell’assorbimento dell’irraggiamento solare, sia per la generazione di energia che per la produzione di calore per il riscaldamento e la produzione di acqua calda sanitaria;
  • a idrogeno: sono pannelli particolari che durante le ore diurne sono in grado di captare energia solare da trasformare in energia grazie ad una miscela di acqua e metanolo, possono produrre idrogeno da immagazzinare in un serbatoio, per poi essere utilizzato come combustibile per varie funzioni, tra cui produrre energia termica o essere utilizzato durante la notte da speciali pile combustibile che permettono la produzione di energia elettrica anche in assenza di sole;
  • sotto vuoto: sono caratterizzati da celle fotovoltaiche inserite all’interno di tubi solari sottovuoto. Hanno un’elevata capacità di assorbimento della radiazione solare. Data l’elevata temperatura che può essere raggiunta dall’acqua, è possibile utilizzarli anche in impianti di solar-cooling.

I vantaggi dei pannelli solari ibridi

I pannelli solari ibridi rappresentano una soluzione innovativa ed efficiente per sfruttare al meglio le fonti di energia rinnovabile, offrendo numerosi vantaggi. Eccoli di seguito:

  • riduzione dei costi energetici;
  • unico impianto per due funzioni;
  • riduzione delle emissioni di gas serra;
  • ottimizzazione dello spazio;
  • efficienza più elevata del fotovoltaico;
  • maggiore flessibilità (autoconsumo, scambio sul posto);
  • incremento della percentuale di autoconsumo;
  • aumento del rendimento dell’impianto termofotovoltaico.

Pannelli solari ibridi: svantaggi

Gli svantaggi dei pannelli solari ibridi sono:

  • il costo per l’acquisto e l’installazione di questi pannelli può essere maggiore rispetto a quelli tradizionali;
  • la manutenzione è necessaria e deve essere eseguita con regolarità per mantenere le prestazioni;
  • non possono sostituire completamente la caldaia, soprattutto in aree dove gli inverni sono rigidi.

Nonostante ciò, adottare questo tipo di pannelli rappresenta comunque un investimento che può garantire risparmi significativi nel medio lungo periodo.

Solarius-PV

 

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