Funzionamento, dimensioni e tipologie dei pannelli solari

Il sole è notoriamente una potente fonte di energia rinnovabile e inesauribile. Considerato una divinità in tempi antichi, è sempre stato al centro delle attenzioni dell'uomo, che ha cercato di sfruttare i raggi solari a proprio piacimento nel corso dei secoli. Oggi l'energia solare viene ampiamente sfruttata per la produzione di energia elettrica tramite i più moderni impianti fotovoltaici, di cui i pannelli solari sono un elemento fondamentale.

Grazie ai pannelli solari, possiamo allora produrre energia pulita per sostenere il fabbisogno energetico della nostra famiglia, installando l'impianto domestico che meglio si adatta alle nostre necessità. In questa guida di Climamarket vedremo quindi le principali tipologie di pannelli solari esistenti, il loro funzionamento e tutti i loro vantaggi.

Cosa sono i pannelli solari e come funzionano

I pannelli solari sono realizzati per produrre energia pulita dal sole, fonte naturale e inesauribile. Con i temi dell'ecosostenibilità e del risparmio energetico a farsi sempre più attuali, vengono ormai largamente utilizzati per produrre l'energia necessaria per il riscaldamento domestico e per la produzione di acqua calda sanitaria, arrivando di media a coprire fino al 70% del fabbisogno familiare. Con l'installazione di un impianto fotovoltaico è quindi possibile ridurre sensibilmente le spese in bolletta, e allo stesso tempo l'emissione di agenti inquinanti nell'ambiente.

Ma come riescono a funzionare i pannelli di un impianto fotovoltaico? Questi sono composti dall'insieme di una serie di celle fotovoltaiche, che sono in grado di convertire l'energia dei fotoni in elettricità. Più nello specifico, grazie al cosiddetto effetto fotovoltaico, i pannelli utilizzano la luce del sole per stimolare gli elettroni e immettere nel circuito della corrente continua. Starà poi all'inverter in dotazione trasformarla in corrente alternata, comunemente utilizzata nelle nostre case per l'illuminazione e per il funzionamento dei principali elettrodomestici.

Quali tipi di pannelli solari esistono?

Ora che ne abbiamo spiegato il funzionamento, è bene concentrarsi sulle tipologie di pannelli solari attualmente disponibili in commercio, che vanno ad assicurare una diversa efficienza di conversione di energia solare in energia elettrica. Tutti sono in silicio, ma presentano prestazioni e prezzi che possono differire anche di molto tra loro.

Prima di tutto, abbiamo i pannelli solari fotovoltaici in silicio monocristallino, più performanti ma dal costo maggiore rispetto alle alternative. Ogni cella viene ricavata da un unico cristallo di silicio, per pannelli che arrivano a trasformare fino al 20% di energia solare in elettricità. Ci sono poi i più comuni pannelli solari fotovoltaici in silicio policristallino, realizzati attraverso una gettata di silicio fuso, meno costosi ma anche meno efficienti. Non mancano poi pannelli a film sottile, di solito in silicio amorfo, più leggeri e versatili nell'installazione ma anche dalle performance più modeste.

Le dimensioni dei pannelli solari

Quando decidiamo di installare un impianto con pannelli solari, dobbiamo necessariamente valutare quanto spazio sarà necessario l'autoproduzione di energia elettrica. Di media, una famiglia consuma circa 3.000 kWh all'anno: ciò significa che dovremo distribuire un certo numero di pannelli solari su una superfice di 25 metri quadri di un classico tetto inclinato.

Il numero di pannelli necessari a coprire la superficie richiesta sarà ovviamente variabile in base alle loro dimensioni. Dimensioni che, come è facile immaginare, possono cambiare anche di molto a seconda dei modelli, delle marche, della tipologia e della potenza dei pannelli solari scelti. Generalmente, le dimensioni oscillano tra i 120 e i 170 centimetri in altezza, i 60 e i 100 centimetri per la larghezza, e tra i 0,6 e i 5 centimetri per lo spessore.

Inclinazione ottimale dei pannelli solari 

Anche l'inclinazione gioca un ruolo fondamentale per ottimizzare la captazione della luce e massimizzare l'efficienza dei pannelli solari. Come regola generale, l'inclinazione dovrebbe aumentare in base alla latitudine: qui in Italia, un impianto fotovoltaico riesce a raggiungere performance elevate con un'inclinazione dei pannelli compresa tra i 30 e i 40 gradi, spostandosi da Sud a Nord lungo lo Stivale.

Resa dei pannelli solari al mq

Le dimensioni dei pannelli solari e la loro inclinazione sono variabili molto importanti, perché influiscono sulla resa dei pannelli al metro quadro. Il grado di rendimento di un impianto fotovoltaico sta ad indicare la percentuale di energia solare che questo riesce ad immagazzinare e trasformare in energia elettrica rispetto al totale che si riflette sullo stesso pannello. In modo più semplice, si tratta di un indice di correlazione tra i watt erogati e la superficie occupata dai pannelli che compongono l'impianto.

Per calcolare il rendimento dei pannelli solari, i principali produttori utilizzano condizioni standard per eseguire i propri test. In numeri, ciò si traduce in un irraggiamento di 1.000 W per ogni metro quadrato di superficie, in una temperatura di 25 gradi e in una distribuzione spettrale di 1,5. Seguendo questo principio, attualmente il rendimento dei moduli in silicio monocristallino si aggira attorno al 20%, mentre scende al 16% per quelli in silicio policristallino.

Quando conviene installare i pannelli solari

Come sottolineato in precedenza, investire in un impianto domestico con pannelli solari dà accesso a tutta una serie di vantaggi, e non solo di natura economica.

Da una parte c'è infatti il consistente risparmio economico annuo, con riduzioni sostanziali dei costi nella bolletta elettrica che possono toccare addirittura il 90%. Dall'altra vi sono invece motivazioni prettamente ecologiche, perché l'energia fotovoltaica è rinnovabile e pulita, e per questo va ad abbattere le emissioni di anidride carbonica nell'atmosfera. In più, non bisogna dimenticare i vantaggi fiscali, con le agevolazioni fissate dal Governo che permettono di recuperare parte della spesa in sede di dichiarazione dei redditi.

In ogni caso, per via della natura stessa di un impianto fotovoltaico, investire sui pannelli solari conviene soprattutto quando i consumi annuali sono superiori ai 3.000 kWh; per recuperare l'investimento sul lungo periodo, è poi opportuno procedere con l'installazione solo se si ha intenzione di rimanere a lungo nell'edificio oggetto di revisione energetica.