Spesso si sente parlare di efficienza dei pannelli fotovoltaici ed altrettanto spesso l’efficienza viene confusa ed assimilata alla qualità dei pannelli stessi. Chiariamo subito una cosa: quando si parla di efficienza, non si parla di qualità dei moduli, ma di rendimento per metro quadrato. Cioè: l’efficienza di conversione è lo spazio necessario a creare un quantitativo di corrente elettrica.
Tecnicamente, l’efficienza è il rapporto tra la potenza elettrica in uscita dai morsetti dei pannelli fv e la potenza della radiazione solare che colpisce la superficie del modulo. Il valore standard preso a rifermento per indicare l’irraggiamento solare è di 1.000 Watt/mq: se ogni metro quadrato viene “colpito” da 1.000 watt di energia solare, quanta di questa energia viene effettivamente convertita in elettricità utile, utilizzabile?
Non è mail il 100%, i moduli più diffusi arrivano oggi al massimo al 20% di efficienza di conversione.
I moduli fotovoltaici non sono tutti uguali: ci sono diverse tecnologie di realizzazione dei moduli e diverse sono le tipologie di pannello. Ci sono i pannelli in silicio monocristallino, quelli in silicio policristallino, i pannelli con silicio amorfo, i pannelli CdTe (con Telloruro di Cadmio), quelli generalmente a film sottile e quelli più particolari “a concentrazione solare” (che hanno i più alti livelli di efficienza).
Ogni tecnologia ha diverse efficienze di conversione: il silicio monocristallino è in genere quello che “converte” meglio (cioè: utilizzando meno spazio), rendimenti simili hanno i pannelli in silicio policristallino. I pannelli a film sottile, invece, hanno bisogno di superfici maggiori per produrre la stessa quantità di energia dei precedenti (in compenso, però, il fotovoltaico a film sottile ha altri vantaggi).
L’efficienza di conversione della tecnologia fotovoltaica, man mano che avanzano ricerca e sviluppo, aumenta negli anni. Già rispetto a qualche anno fa abbiamo sul mercato pannelli fotovoltaici con maggiori efficienze e costi minori.
Nel 2011 i prodotti presenti sul mercato avevano mediamente un’efficienza di conversione compresa tra il 7 e il 15%. Cioè: su 1.000 watt “irraggiati” in un metro quadrato dal sole, un pannello fotovoltaico riusciva mediamente a trasformare in corrente elettrica circa il 7 – 15%.
Questa era l’efficienza media dei pannelli fotovoltaici nel 2011:
- Moduli fotovoltaici in silicio monocristallino: 15,1%
- Moduli fotovoltaici in silicio policristallino: 14,8%
- Moduli fotovoltaici CIS a film sottile (Rame, Indio, Selenio): 12,3%
- Moduli fotovoltaici a film sottile con Telloruro di Cadmio (CdTe): 11,7%
- Moduli fotovoltaici in silicio amorfo: 7%
Come detto, la tecnologia e la ricerca nella filiera del fotovoltaico stanno facendo il loro corso in un settore che si appresta a diventare maturo. I continui miglioramenti dei processi e delle economie di scala portano graduali miglioramenti in termini di costo-efficienza dei pannelli fotovoltaici: efficienze via via maggiori a fronte di costi minori.
Questa è l’ efficienza media dei pannelli fotovoltaici commercializzati oggi sul mercato:
- Pannelli fotovoltaici in silicio monocristallino: 17%
Alcuni moduli (es. Sunpower) arrivano anche al 20%. - Pannelli fotovoltaici in silicio policristallino: 16,5%
- Pannelli fotovoltaici CIS a film sottile (Rame, Indio, Selenio): 15%
- Pannelli fotovoltaici a film sottile con telloruro di cadmio (CdTe): 13,4%
- Pannelli fotovoltaici in silicio amorfo: 8,2%
Secondo uno studio del Politecnico di Milano, le tecnologie meno “mature”, quali i moduli CIS e CdTe, sono quelle che presenteranno i più ampi margini di miglioramento: i pannelli con tecnologia CIS avranno presto un incremento di efficienza di 2-3 punti percentuali ed i moduli in Telloruro di Cadmio (CdTe) avranno un incremento di efficienza intorno all’ 1-2%.
“Tecnologie energetiche pulite, fotovoltaico, fonti rinnovabili: queste le leve per uno sviluppo sostenibile e consapevole. Il giornalismo ambientale e le nuove tecnologie sono ottimi strumenti di condivisione per tracciare nuove strade”
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Intendo realizzare una serra bioclimatica e vorrei realizzarne il tetto con vetri fotovoltaici.
domanda 1: é possibile e utile combinare serra bioclimatica con fotovoltaico?
domanda 2: ho letto della ricerca dell’Università di Tor Vergata (Roma) a proposito dei vetri fotovoltaici al grafene, ma non ho trovato nulla a proposito della commercializzazione. Qualcuno ha cominciato a produrli?
Luigi B.
Salve, non ho capito bene una cosa, nell’articolo si parla di efficienza energetica dei pannelli quando sono nuovi. Ma la cosa importante è anche sapere il calo di efficienza nel tempo.
Quando cala l’efficienza delle varie tipologie di pannelli dopo ad esempio 2 – 3 anni? E dopo 5 o 10 o più anni?
Grazie
Saluti
Ciao Piero
Per il calo di rendimento dei pannelli nel tempo (parlando dei tipi più comuni in Silicio Monocristallino oppure Policristallino) si ritiene comunemente che il “calo annuale” sia compreso tra 0,5 % e 0,8 %.
Si tratterebbe di un “calo” con andamento “lineare” anno dopo anno sempre lo stesso, con riferimento allo stato iniziale “a nuovo”.
Seguendo la regola di cui sopra e valutando la situazione che si avrà dopo 20 anni di esercizio si ottengono cali compresi tra : 0,5 x 20 =10 % e 0,8 x 20 = 16 %.
Tuttavia bisognerebbe vedere cosa dicono , eventualmente, i prospetti tecnici specifici della miriade di Marche e Tipi di Pannelli che sono presenti sul mercato.
Solitamente questo dato non si trova quando si tratta di Pannelli di fascia media o medio-bassa dai nomi più fantasiosi.
Comunque io tengo sotto STRETTO CONTROLLO 2 impianti con Pannelli tutti uguali da 240 W in Silicio Policristallino (uno da 8 kWp e uno da 9,6 KWp) che ora hanno 7 anni pieni di esercizio e per ora non ho notato sostanzialmente nessun calo apprezzabile di produttività.
Nel mio caso (dopo quasi 7 anni di esercizio) dovrei avere un calo compreso tra 0,5 x 7 = 3,5% e 0,8 x 7 = 5,6 %.
Essendo gli Impianti piuttosto grandi il decadimento avrebbe dovuto essere percepibile ma sino ad ora non ho notato nulla di significativo.
Bisogna comunque anche tenere conto che non tutti gli anni sono “solarmente” uguali e uno scarto annuale del +/- 5% rispetto alla media è da ritenersi del tutto normale.
Dunque, probabilmente, il decadimento reale potrà iniziare a delinearsi chiaramente solo verso i 10 anni di esercizio.
buongiorno, vorrei chiedere quanto convenga economicamente oggi investire sui pannelli fotovoltaici nel senso oggi senza gli incentivi conviene? tolte le tasse e la manutenzione vale la pena investire sul fotovoltaico al prezzo attuale di vendita di energia elettrica?
supponendo che abbia un budget limitato ma abbia una superfice praticamente illimitata, su quali pannelli mi converrebbe investire per massimizzare il profitto a lungo termine attraverso la vendita di energia elettrica?
considerando che nella mia zona si produce 1200 kwh/Kw