Il pannello solare, costituito da celle fotovoltaiche, converte l'energia solare in energia elettrica. Questo dispositivo, costituito da materiali semiconduttori, assorbe la luce del sole e permette agli elettroni di muoversi. In questo modo, si genera elettricità. I pannelli sono la parte più importante dei sistemi fotovoltaici e vengono utilizzati in fabbriche, edifici commerciali, spazi abitativi e in molte aree. Questi pannelli, che si presentano in 4 modi diversi: pannelli solari a film sottile, pannelli policristallini, pannelli bifacciali e pannelli monocristallini, offrono molti vantaggi.

 

Questi pannelli, che sono una fonte di energia rinnovabile in quanto forniscono energia illimitata dal sole, sono di lunga durata. I pannelli solari, che possono essere utilizzati fino a 30 anni con una regolare manutenzione, sono una fonte di energia pulita grazie alle loro basse emissioni di carbonio. Non va dimenticato che i pannelli, che notoriamente causano meno danni all'ambiente rispetto ai combustibili fossili, riducono i costi energetici. Le celle fotovoltaiche sono costituite da elementi principali come il vetro protettivo, il telaio in alluminio e il rivestimento posteriore.

 

Che cos'è il pannello solare?

 

Il pannello solare, che permette di trasformare i fotoni provenienti dal sole, cioè le particelle del raggio, in energia elettrica, è costituito da celle fotovoltaiche. Sebbene sia sempre stata una risorsa ecologica e rinnovabile, oggi ha iniziato a diventare popolare. I pannelli solari utilizzati per generare elettricità nelle strutture commerciali e nelle abitazioni sono ormai diffusi in tutto il mondo.

 

Se osserviamo la struttura del pannello, appaiono 4 elementi fondamentali. In primo luogo, le celle fotovoltaiche sono componenti speciali che assorbono la luce del sole e generano elettricità. In genere sono prodotte a partire dal silicio e servono a convertirlo in energia elettrica. Il vetro protettivo è l'unità che protegge queste celle e permette alla luce di raggiungerle. Mentre il telaio in alluminio fornisce un supporto meccanico ai pannelli, il rivestimento posteriore protegge il pannello dai fattori ambientali. Infine, il pannello comprende anche le scatole di connessione e i cavi.

 

I componenti dei sistemi a energia solare sono elencati come pannelli, inverter, regolatore di carica, sistemi di montaggio e batterie. Oltre ai pannelli, che sono il centro della produzione di elettricità, la corrente continua viene convertita in corrente alternata grazie all'inverter. Il regolatore di carica effettua la regolazione dell'energia proteggendo le batterie. Le batterie sono posizionate per raccogliere l'energia del sistema.

 

Il pannello solare può essere preferito in modi diversi a seconda della tecnologia e del tipo di celle preferite. Questi sono

 

• Pannelli bifacciali: Pannelli che raccolgono la luce solare dalla superficie posteriore e da quella anteriore. In genere sono da preferire sulle superfici in cui il sole viene riflesso per aumentare l'efficienza energetica totale.
• Pannelli a film sottile: Il costo di produzione di questi pannelli, che funzionano molto bene in condizioni di scarsa luminosità, è basso. La loro efficienza è compresa tra il 10% e il 12%. Pur avendo una struttura flessibile, sono comunque composti da materiali semiconduttori a strato sottile.
• Pannelli policristallini: I pannelli policristallini, con un'efficienza compresa tra il 15% e il 17%, sono generalmente preferiti nelle grandi aree. Nella produzione viene utilizzato più di un cristallo di silicio.
• Pannelli monocristallini: Anche se il costo è elevato, questi pannelli, che offrono un'alta efficienza, hanno comunque un'elevata produzione di energia. I pannelli monocristallini, la cui efficienza aumenta fino al 22%, offrono il vantaggio di un utilizzo a lungo termine.

 

Come funzionano i pannelli solari?

 

Mentre questi pannelli convertono l'energia ricevuta dal sole in elettricità, questi sistemi, che creano l'effetto fotovoltaico, funzionano con reazioni fisiche e chimiche. In sintesi, i fotoni della luce solare colpiscono i materiali semiconduttori del pannello, liberando così gli elettroni. Dopo questo processo, viene generata la corrente elettrica. Di seguito sono riportate informazioni dettagliate sul funzionamento dei pannelli solari.

 

• Celle fotovoltaiche: Queste celle sono l'elemento principale del pannello solare. Sono prodotte utilizzando il silicio, uno dei materiali semiconduttori. Sebbene abbia una struttura speciale, la sua caratteristica più importante è che interagisce con le particelle di fotoni e ha la capacità di rilasciarle.
• Processo di assorbimento della luce: le particelle di luce provenienti dal sole colpiscono prima le celle fotovoltaiche. Queste luci vengono poi assorbite dal materiale semiconduttore. Se il livello energetico dei fotoni, cioè delle particelle luminose, è elevato, gli elettroni vengono mobilitati.
• Processo di rilascio degli elettroni e generazione di corrente: Gli elettroni vengono rilasciati quando i fotoni colpiscono le celle fotovoltaiche. Gli elettroni che viaggiano negli strati semiconduttori di tipo N e P generano corrente. Mentre si muovono verso gli strati, si genera tensione tra le due estremità dei pannelli.

• Trasporto della corrente elettrica: Dopo il rilascio degli elettroni, la corrente risultante inizia a essere trasportata fuori dal pannello. La corrente elettrica risultante viene quindi raccolta attraverso il circuito elettrico e inizia a essere pronta per l'uso. L'alta efficienza si ottiene quando il sistema di pannelli combina più celle fotovoltaiche. Inoltre, sebbene ogni cella produca pochi watt di elettricità, i livelli di potenza più elevati si ottengono dopo l'unione.

• Conversione di corrente: L'elettricità generata è inizialmente sotto forma di corrente continua. Tuttavia, l'elettricità preferita negli spazi abitativi e nei luoghi di lavoro è quella a corrente alternata. Pertanto, la corrente continua deve essere convertita in corrente alternata. Questa conversione viene completata attraverso la macchina chiamata inverter presente nel pannello.
• Accumulo di energia: Le batterie opzionali possono essere utilizzate per immagazzinare l'energia in eccesso dei pannelli solari. Grazie alle batterie, l'elettricità in eccesso viene immagazzinata e conservata nei periodi di assenza di sole.

 

Principio di funzionamento dei pannelli solari

 

Il principio di funzionamento dei pannelli solari consiste nel convertire i fotoni provenienti dal sole in energia elettrica. Nelle celle fotovoltaiche, il processo si completa con la corrente elettrica che si verifica come risultato dell'interazione tra fotoni ed elettroni di cui sopra. L'elettricità risultante è inizialmente sotto forma di corrente continua. Grazie al dispositivo di inverter presente nei pannelli, questa elettricità viene convertita in corrente alternata ed è ora disponibile. L'energia in eccesso può essere immagazzinata in batterie o venduta alla rete.

 

Questi pannelli, che hanno molte aree di utilizzo, hanno preso posto nelle strutture domestiche e commerciali. Inoltre, i pannelli solari, che si incontrano nelle attività agricole, sono preferiti anche nelle applicazioni off-grid. In altre parole, possono essere utilizzati per soddisfare il fabbisogno di elettricità nelle aree rurali dove non esiste una rete elettrica. Infine, ci sono ora i pannelli portatili. La sua popolarità continua a crescere di giorno in giorno come fonte di energia rinnovabile nelle roulotte o nei campeggi.

Di quali materiali sono fatti i pannelli solari?

 

Le celle fotovoltaiche sono la base dei pannelli solari. Le celle fotovoltaiche sono il componente più elementare della fase di generazione dell'elettricità. Inoltre, i materiali utilizzati per la costruzione dei pannelli influenzano la durata, l'efficienza e la durata di utilizzo delle celle. Oltre alle celle fotovoltaiche, le informazioni sui materiali con cui sono realizzati i pannelli solari supportati da alcuni materiali strutturali sono le seguenti;

 

• Celle fotovoltaiche: È definita la dinamo dei pannelli solari. Converte la luce direttamente in energia elettrica. È costituita da materiali semiconduttori. In questo contesto, le monocristalline sono prodotte a partire dal silicio monocristallino. Hanno un'elevata efficienza e consentono un utilizzo a lungo termine. I siliconi policristallini sono a basso costo, ma l'efficienza è leggermente inferiore. Al posto del silicio si utilizzano materiali a film sottile.

• Vetro protettivo: Sulla faccia anteriore dei pannelli è presente un vetro appositamente prodotto. Questo materiale, sotto forma di vetro temperato, è progettato per far passare il fascio di luce al massimo livello. D'altra parte, funziona anche per proteggere le celle fotovoltaiche dai fattori esterni. Pur mostrando un'elevata resistenza, continua a proteggere la superficie esterna dei pannelli per molti anni.

• Materiale incapsulante: L'incapsulante, cioè uno strato di rivestimento, viene lasciato tra il vetro e le cellule per proteggere le cellule stesse. Questo materiale protegge le celle da tutti i fattori ambientali. Viene prodotto con materiali come EVA o PVB. Oltre a garantire il buon funzionamento delle celle, fornisce anche un supporto strutturale.
• Telaio metallico: Si utilizza per fissare i sistemi di pannelli. È generalmente prodotta in materiale di alluminio. Fornisce resistenza meccanica e facilita i tempi di montaggio del pannello. Il motivo per cui è in alluminio è che offre resistenza alla corrosione. Offre inoltre il vantaggio della durata durante l'installazione e il trasporto dei pannelli.

• Backsheet : La parte posteriore dei pannelli è ricoperta da un backsheet, cioè un pannello posteriore, per proteggere i pannelli dagli agenti ambientali. Il materiale del backsheet è prodotto con una plastica isolante. Il backsheet, che protegge le celle dall'umidità e da tutti gli altri fattori, in particolare dai raggi UV, consente anche di utilizzare i pannelli a lungo termine. Il materiale di rivestimento più utilizzato oggi è il TPT.

• Scatola di giunzione: La scatola di giunzione è utilizzata per trasportare l'elettricità generata nei pannelli ai circuiti esterni. Il compito principale di questa scatola, che collega il pannello agli impianti elettrici, è quello di gestire la corrente elettrica. Contiene i cavi che trasportano la corrente continua generata nel pannello. Qui si trovano anche i diodi. Inoltre, protegge i pannelli dal sovraccarico elettrico.

• Cavi e diodi: I materiali conduttivi garantiscono il trasporto dell'elettricità generata alla rete e alle batterie. Grazie alle sottili strisce di metallo, che possono essere di rame o argento, il pannello continua a funzionare in modo più efficiente.

• Materiali semiconduttori: I materiali semiconduttori, componenti di base delle celle, hanno la capacità di condurre l'elettricità. Quando la luce del sole colpisce questo materiale, gli elettroni vengono rilasciati e si forma la corrente. Il materiale semiconduttore più utilizzato è il silicio. È altamente efficiente e durevole. Il tellururo di cadmio è utilizzato nei pannelli a film sottile. Rame, indio, gallio e seleniuro sono tra i materiali semiconduttori utilizzati nei pannelli a film sottile.

 

Questi materiali devono essere selezionati con cura per garantire una lunga durata, un funzionamento efficiente e la resistenza del pannello. Perché la preferenza di materiali di alta qualità assicura il funzionamento stabile dei pannelli per molti anni. Inoltre, non bisogna dimenticare che garantiscono una protezione totale contro i fattori ambientali.

 

Come calcolare l'efficienza dei pannelli solari?

 

Il calcolo dell'efficienza dei pannelli solari serve a capire quanto efficacemente l'energia ricevuta viene convertita in energia elettrica. L'efficienza è espressa in percentuale e indica quanta elettricità viene prodotta dal raggio che cade su ogni unità di superficie del pannello solare.

 

Per calcolare l'efficienza, si considera innanzitutto Pmax, ossia la potenza massima in uscita. Questo valore è solitamente indicato in W (watt). Si può trovare nella scheda tecnica del pannello. È anche definito come la quantità massima di elettricità che il pannello può produrre in condizioni standard. In questa fase, nei calcoli viene inclusa anche la potenza della luce solare in entrata. È accettata come 1000 watt/metro quadro in condizioni di prova standard. Il valore risultante si riferisce alla potenza della luce incidente perpendicolarmente alla superficie del pannello. Anche l'area del pannello è inclusa nei calcoli.

 

Il seguente esempio può essere esaminato per calcolare l'efficienza dei pannelli solari;

 

• Le dimensioni del pannello sono di 1,6 metri di lunghezza e 1 metro di larghezza
• Con una potenza di uscita di 300 watt
• In un pannello con una potenza solare di 1000 watt/metro quadro, l'area del pannello è di 1,6 metri x 1 m = 1,6 metri quadri.

 

L'efficienza si calcola dividendo la potenza in uscita per la potenza della luce solare e moltiplicando per 100. In questo caso, il valore risultante sarà 18,75. In questo caso, il valore risultante sarà 18,75.

Dove si usano i pannelli solari?

 

Le aree di utilizzo dei pannelli solari si stanno diffondendo di giorno in giorno. Anche le applicazioni di questi pannelli, che vengono preferiti in diversi ambiti per soddisfare il fabbisogno energetico in modo sostenibile, si sono diversificate. Mentre l'uso domestico si sta diffondendo, è possibile trovare pannelli solari sui tetti. Grazie a questi pannelli posizionati sul tetto delle case, si realizza la produzione di elettricità e si soddisfa il fabbisogno energetico. L'energia in eccesso può essere venduta alla rete. Può anche essere preferita come sistema di riscaldamento dell'acqua per uso domestico.

 

I pannelli solari sono preferiti anche nelle aree commerciali e industriali. Questi sistemi, utilizzati per ridurre i costi energetici nelle fabbriche, soddisfano l'energia elettrica richiesta dalla fabbrica durante la fase di produzione. Inoltre, anche gli edifici commerciali come alberghi, centri commerciali e uffici possono preferire questi sistemi per ridurre i consumi. In generale, oggi si punta sui sistemi a energia solare per ottenere la certificazione di bioedilizia.

 

È noto che anche il settore dell'agricoltura e delle serre prevede l'uso di pannelli. L'energia solare viene utilizzata in questo settore per soddisfare il fabbisogno elettrico delle macchine e per far funzionare le pompe dell'acqua. L'energia solare viene utilizzata anche per il riscaldamento delle serre. Nelle zone rurali, quando non c'è accesso alla rete elettrica, vengono installati pannelli a energia solare e si sfrutta la radiazione solare.

 

Le centrali elettriche fotovoltaiche sono altri settori in cui vengono utilizzati questi pannelli. Le centrali elettriche che lavorano con le celle convertono la radiazione ricevuta direttamente in energia elettrica. L'energia generata viene trasferita alla rete e quindi resa disponibile per la distribuzione ai fornitori di servizi pubblici. Inoltre, le centrali CSP (Concentrated Solar Power Plant) concentrano i raggi utilizzando specchi e lenti. Questa applicazione è preferita per la generazione di energia elettrica su larga scala.

 

Ora i pannelli solari hanno preso posto anche nel settore dei trasporti. In questo contesto;

 

• Grazie all'energia solare, vengono utilizzati droni che possono rimanere in aria per lungo tempo e volare senza pilota. Inoltre, hanno iniziato a essere sviluppati anche velivoli a energia solare.
• I pannelli solari occupano un posto importante nel settore marittimo. L'energia solare è una fonte molto economica per l'alimentazione elettrica di navi e imbarcazioni. I costi del carburante sono ridotti e il trasporto è sicuro grazie a queste applicazioni senza danneggiare l'ambiente.
• Anche in questo caso, i veicoli a energia solare possono percorrere lunghe distanze. I pannelli solari vengono utilizzati per caricare le batterie dei veicoli elettrici.

 

I pannelli solari sono definiti una fonte di energia molto importante per le tecnologie spaziali. Poiché la luce solare è costantemente presente nello spazio, i satelliti sono esposti a una luce solare illimitata. Si può dire che si tratta di una fonte di energia molto adatta. Anche in questo caso, i pannelli vengono utilizzati per soddisfare il fabbisogno energetico di grandi strutture come le stazioni spaziali.

 

Grazie ai pannelli solari, il numero di dispositivi ad energia solare è in aumento. Con l'energia solare, che si è diffusa in un settore serio, dalle borse ai proiettori, dai ventilatori agli orologi;

• Caricabatterie
• Lampade
• Orologi
• Macchine fotografiche
• Proiettori
• È possibile caricare dispositivi come i sistemi di riscaldamento e raffreddamento.

 

Come ridurre la bolletta elettrica con i pannelli solari?

 

Le bollette dell'elettricità possono essere ridotte con i pannelli solari o la produzione di elettricità può essere realizzata utilizzando direttamente l'energia solare. La conversione del fascio di luce solare in energia elettrica consente un notevole risparmio. Inoltre, il costo dell'elettricità continua a diminuire nel lungo periodo.

 

In primo luogo, grazie a questi pannelli, l'energia ricavata dal sole viene convertita in elettricità per soddisfare il fabbisogno elettrico delle abitazioni o dei luoghi di lavoro. Si riduce anche la quantità di elettricità prelevata dalla rete. Poiché l'elettricità prodotta dal pannello viene utilizzata direttamente nelle giornate più soleggiate, diminuisce anche il consumo che si riflette in fattura. Poiché questi pannelli, che producono elettricità molto efficiente durante il giorno, riducono la dipendenza dalla rete, la bolletta elettrica continua a diminuire.

 

Le bollette dell'elettricità possono essere ridotte anche vendendo elettricità alla rete. Nelle giornate nuvolose o di notte, quando è necessario acquistare elettricità, è possibile utilizzare l'energia in eccesso venduta alla rete. In alternativa, si può procedere all'accumulo grazie al sistema di batterie. Grazie alle batterie che immagazzinano l'energia prodotta dai pannelli durante il giorno, questa può essere utilizzata quando il consumo di elettricità è elevato. In questo modo si riduce la bolletta elettrica.

 

Il contributo dei pannelli solari all'ambiente

 

I pannelli solari, che hanno un contributo estremamente importante per l'ambiente, sono tra le tecnologie più importanti. Questi pannelli, che proteggono l'ecosistema e le risorse naturali, riducono anche le emissioni di carbonio. I pannelli solari, che riducono l'uso dell'acqua e migliorano la qualità dell'aria, riducono anche i costi di trasporto e i rifiuti. Soprattutto, è una tecnologia che attira l'attenzione nella lotta contro il cambiamento climatico.

• Riduce i costi di trasporto: Poiché può essere prodotta localmente, può essere utilizzata immediatamente nei luoghi in cui è necessaria l'elettricità. Questo riduce le perdite di energia che si verificano durante il trasporto dei combustibili.
• Riduce i rifiuti: I rifiuti petroliferi, le ceneri di carbone e altre sostanze nocive causano gravi danni all'ambiente. Tuttavia, sebbene la produzione di energia solare non produca rifiuti nocivi, essa contribuisce maggiormente all'ambiente grazie alla sua produzione con materiali riciclabili.
• Protegge gli ecosistemi: Purtroppo, gli habitat naturali vengono distrutti quando vengono rilasciati i combustibili fossili. Molte specie vegetali e animali risentono negativamente di questa situazione. Grazie all'energia solare, invece, si riducono gli effetti sulla vita naturale e si proteggono gli habitat.
• Migliora la qualità dell'aria: Dopo la combustione dei combustibili fossili, emergono anidride solforosa, particolato e azoto. Queste sostanze inquinano gravemente l'aria. Quando si utilizza l'energia solare al posto dei combustibili fossili, l'inquinamento atmosferico diminuisce. Inoltre, la diminuzione delle sostanze nocive rilasciate nell'atmosfera comporta una riduzione delle piogge acide.
• Riduce il consumo di acqua: I pannelli solari non hanno bisogno di acqua per generare energia. Un grave vantaggio ambientale nelle regioni in cui le risorse idriche sono più problematiche.
• Protegge le risorse naturali: L'energia solare, che non inquina l'ambiente perché è una fonte di energia rinnovabile, è efficace per proteggere il sottosuolo e le risorse idriche.
• Riduce le emissioni di carbonio: Grazie ai pannelli solari che non creano emissioni di carbonio mentre generano elettricità, le emissioni di carbonio sono pari a zero. Inoltre, poiché anche i gas serra diminuiscono, si dà un importante contributo alla lotta contro il cambiamento climatico.

 

Processo e costi di installazione dei pannelli solari

 

Il processo di installazione dei pannelli solari si compone di più fasi. Il costo varia a seconda delle situazioni. Nel processo di preparazione e ricerca preliminare, si determinano le esigenze e si ottengono le autorizzazioni in base ai permessi e alle normative locali. Quindi si decide la selezione dei pannelli e le dimensioni dell'impianto. La selezione dei pannelli può essere fatta tra più tipi. Inoltre, la dimensione del sistema viene calcolata in base alla potenza richiesta. Durante la fase di installazione, la fase decisionale inizia con la ricezione di offerte da parte di aziende appaltatrici o società di energia solare.

 

Güneş paneli kurulumunda önce montaj işlemi yapılır. Panelin belirlenen alanlarda montajı sonrası elektrik bağlantıları tamamlanır ve sistem testi yapılır. Ayrıca panellerin doğru açıyla yerleştirilmesi, yüksek enerji verimliliği anlamına gelir. Kurulum sonrası yerel yönetimlerden izinler alınarak sistem devreye sokulur. İzin süreci her bölge için geçerli değildir. Maliyet analizi yaparken ise aşağıdaki kriterlere bakılmaktadır;

 

• Tipo di pannello solare
• Dimensione del sistema
• Costo del lavoro
• Costi di installazione
• Costi delle attrezzature
• Incentivi governativi

 

Se consideriamo il costo medio;

 

• A partire da 50 mila lire per impianti a pannelli di piccole dimensioni
• A partire da 75 mila lire per gli impianti di medie dimensioni.
• Negli impianti di grandi dimensioni si può arrivare a cifre che partono da 80-90 mila lire.

 

Pannelli solari Incentivi e supporti governativi

 

Alcuni incentivi governativi possono essere utilizzati per i pannelli solari. Gli aiuti finanziari concessi per incoraggiare tali investimenti si traducono generalmente in investimenti e detrazioni fiscali. Ad esempio, esistono sconti sull'IVA per i materiali necessari all'installazione dei sistemi a pannelli. Inoltre, possono essere organizzati programmi di sovvenzioni nell'ambito di pesanti incentivi e prestiti. Anche in questo caso, le istituzioni finanziarie e le banche possono offrire pacchetti di prestiti speciali per gli investimenti nell'energia solare. Questi prestiti a basso tasso di interesse dovrebbero essere seguiti fino ad oggi.

 

Nel nostro Paese esiste l'applicazione YEKDEM per sostenere la produzione di energia elettrica. Nell'ambito di questa applicazione, viene garantito un prezzo di acquisto fisso per un certo periodo di tempo per l'elettricità generata dalle centrali elettriche. Questa è una delle attività che soddisfano gli investitori. A volte i comuni possono anche attuare programmi speciali di incentivazione nell'ambito degli incentivi locali.