PANNELLI FOTOVOLTAICI

PANNELLI FOTOVOLTAICI

27 Aprile 2019 0 Di nestor

La generazione di elettricità attraverso  i pannelli fotovoltaici  sta diventando sempre più accessibile alle persone interessate per cambiare il loro stile di vita optando per l’energia solare.

La base di questo cambiamento potrebbe essere il risparmio sulle bollette elettriche e la cura dell’ambiente.

Cos’è un pannello fotovoltaico e come funzionano?

I  pannelli fotovoltaici  (FV) sono dispositivi che generano elettricità direttamente dalla luce solare tramite un procedimento elettronico che si trova naturalmente in alcuni tipi di materiali, chiamati semiconduttori. 

In breve, un  pannello fotovoltaico  funziona consentendo ai fotoni o alle particelle di luce di rilasciare elettroni dagli atomi e generare un flusso di elettricità.

 I pannelli fotovoltaici comprendono in realtà molte unità più piccole chiamate celle fotovoltaiche. (L’energia fotovoltaica significa semplicemente che convertono la luce solare in elettricità). Molte celle collegate formano un pannello solare.

Qual è la funzione dei pannelli fotovoltaici?

La conversione dell’energia luminosa in energia  elettrica  si basa su un fenomeno chiamato  effetto fotovoltaico  .

Quando i materiali  semiconduttori  sono esposti alla luce, alcuni dei fotoni nei raggi luminosi vengono assorbiti dal cristallo semiconduttore che causa un numero significativo di elettroni liberi nel cristallo.

Questa è la ragione fondamentale per produrre elettricità a causa dell’effetto fotovoltaico. La cella fotovoltaica  è l’unità base del sistema in cui l’effetto fotovoltaico viene utilizzato per produrre elettricità dall’energia della luce.

Il silicio è il materiale semiconduttore più utilizzato per la costruzione della cella fotovoltaica. Allo stato attuale, alcuni materiali alternativi più economici del silicio vengono utilizzati anche per sviluppare moduli fotovoltaici.

I  pannelli solari fotovoltaici  assorbono  la luce solare  come fonte di energia per generare  elettricità  .

Un modulo  fotovoltaico  (PV) è un imballaggio e assemblaggio collegabile  cella solare  fotovoltaica 6 × 10.

 I moduli fotovoltaici costituiscono la matrice fotovoltaica di un  impianto fotovoltaico  che genera e fornisce  energia solare in applicazioni commerciali e residenziali.

Ogni modulo è valutato in base alla potenza di uscita  DC  in condizioni di test standard (STC) e normalmente varia tra 100 e 365  watt (W)  . 

L’  efficienza  di un modulo determina l’area di un modulo con la stessa potenza nominale: un modulo efficiente di 230 W all’8% avrà il doppio dell’area di un modulo efficiente di 230 W al 16%. Ci sono alcuni moduli solari disponibili sul mercato che superano l’efficienza del 24%

Un singolo modulo solare può produrre solo una quantità limitata di energia; La maggior parte delle strutture contiene più moduli. Un sistema fotovoltaico di solito include una serie di moduli fotovoltaici, un  inverter  , un  pacco batterie  per l’immagazzinamento, un cablaggio di interconnessione e, opzionalmente, un meccanismo di  localizzazione solare

 Chi era il creatore dei pannelli fotovoltaici?

 

I pannelli fotovoltaici sono ampiamente utilizzati o generano elettricità ed energia in tutto il mondo. Sebbene l’investimento iniziale sia piuttosto elevato, il carburante è economico e abbondante e difficilmente produce inquinamento a differenza della combustione di combustibili fossili.

 La tecnologia delle celle fotovoltaiche è estremamente antica e il lavoro è iniziato in questo modo nel 19 ° secolo. Il fisico francese Antoine – Cesar Becquerel è accreditato della ricerca sui pannelli solari, nel 1839. Mentre stava sperimentando un elettrodo solido immerso nella soluzione elettrolitica, poteva vedere un effetto fotovoltaico. Ha persino visto una tensione sviluppare quando la luce del sole è caduta sull’elettrodo.

 La creazione della cella solare per la prima volta è attribuita a Charles Fritts, che utilizzava cuciture create quando il semiconduttore era ricoperto da uno strato d’oro molto sottile.

Le prime celle e pannelli solari creati erano estremamente inefficienti e la conversazione energetica ricevuta dal sole era inferiore all’1%. Russell Ohl fu il primo inventore a creare la cella solare al silicio nel 1941.

Nel 1954, i tre ricercatori americani Gerald Pearson, Calvin Fuller e Daryl Chapin furono in grado di creare un pannello solare che avrebbe potuto raggiungere il livello di efficienza del 6% alla luce del sole.

Tipi di pannelli fotovoltaici

Quali sono i principali tipi di pannelli solari?

Esistono diversi tipi di moduli solari. L’immagine tradizionale che ricorda i pannelli solari è quella di un sistema monocristallino o policristallino. 

I pannelli di cristallo sono la forma più comune di pannelli solari. Si tratta di pannelli neri o blu, con uno spesso strato di vetro su di essi, montati su un telaio di alluminio a pochi centimetri dalla superficie di un tetto. Mentre questi sono attualmente i pannelli solari più utilizzati, non sono l’unica opzione.

I pannelli solari a film sottile sono sempre più apprezzati per il loro aspetto elegante e ad un costo inferiore, possono essere posizionati direttamente su molte superfici. Alcune persone stanno anche investendo in pannelli solari. Le piastrelle solari non vanno sopra il tetto, ma si combinano con lo stile del tetto e sostituiscono una sezione del tetto esistente.

Tutti questi diversi tipi di lastre fotovoltaiche hanno lo stesso scopo, per produrre elettricità dalla luce solare. Questo è chiamato solare fotovoltaico o fotovoltaico. C’è un altro tipo di pannello solare con uno scopo diverso, il solare termico. 

Questi pannelli usano la luce del sole per riscaldare l’acqua della tua casa. Non producono elettricità. Un pannello solare ibrido è recentemente arrivato sul mercato che mira a produrre elettricità come pannello fotovoltaico e utilizzare il calore in eccesso dal pannello per riscaldare l’acqua nello stile dell’energia solare termica.

Tutti i pannelli solari fotovoltaici funzionano con un metodo molto simile. La differenza tra i vari tipi di solito coinvolge il materiale all’interno dei pannelli che assorbe la luce solare.

 I pannelli solari hanno bisogno di un materiale semiconduttore per assorbire la luce solare. Questo materiale è generalmente basato sul silicio, il tipo di silicio utilizzato crea le principali differenze tra i pannelli solari monocristallini, policristallini e a film sottile.

monocristallino

I pannelli solari monocristallini utilizzano wafer sottili di singoli cristalli di silicio, che sono stati coltivati ​​per questo scopo esatto, come il loro semiconduttore. Il fatto che non mescolino il silicio conferisce loro un aspetto uniforme.

 Rende anche loro lo stile più efficiente dei pannelli solari. Come acquirente, ciò significa che i pannelli solari monocristallini possono essere i più costosi, ma produrranno anche la maggior quantità di elettricità.

policristallino

 

Pannelli policristallini usano tagli sciolti di diversi cristalli di silicio, gettati in uno stampo, per formare il loro semiconduttore. Questa natura sconnessa li rende un po ‘meno efficienti dei pannelli monocristallini. Tuttavia, la differenza nell’efficienza dei pannelli mono / policristallini era più evidente di adesso. I progressi nella tecnologia cristallina hanno portato a sistemi solari monocristallini e policristallini con un prezzo e una produzione molto simili.

 Una delle uniche vere differenze che rimane è il suo aspetto. I pannelli policristallini sembrano avere un aspetto blu a causa dei diversi pezzi di vetro che riflettono la luce.

Film sottile / silicio amorfo

I pannelli solari a film sottile sono una tecnologia più recente rispetto ai pannelli cristallini. I pannelli a film sottile utilizzano uno strato incredibilmente sottile di silicio amorfo come semiconduttore.

 Questo metodo rende i pannelli più sottili ed esteticamente gradevoli. I pannelli a film sottile possono essere più flessibili e più facili da montare su una varietà di superfici. 

Possono anche lavorare in modo più efficiente in condizioni di scarsa illuminazione e nuvoloso. I pannelli a film sottile sono più economici dei pannelli cristallini da realizzare e installare.

Tuttavia, i pannelli a film sottile non sono ancora efficienti quanto i pannelli cristallini. I pannelli di cristallo sono ancora fino a 4 volte più efficienti dei film sottili, il che significa che otterrete molta meno energia per metro quadrato di pannelli a film sottile

Ibrido: nuova tecnologia dei pannelli fotovoltaici

C’è un nuovo tipo di pannello solare ibrido che si muove lentamente verso il mercato principale. I pannelli ibridi sono essenzialmente  pannelli fotovoltaici  con scambiatori di calore sottostanti che assorbono l’eventuale calore in eccesso creato dai pannelli. 

I pannelli solari non hanno bisogno di calore per funzionare, hanno solo bisogno di luce. Tuttavia, i pannelli possono diventare caldi durante il giorno e il calore in eccesso può ridurre la loro efficienza. Con questo in mente, gli ingegneri hanno creato un modo per utilizzare quel calore in eccesso per creare acqua calda per la casa.

Questa tecnologia potrebbe essere una grande aggiunta a qualsiasi casa in futuro. pannelli solari producono più energia elettrica perché non surriscaldano e la casa potranno anche beneficiare di acqua calda gratuita. Tuttavia, l’energia solare fotovoltaica è ancora molto nuova, questo significa che è ancora molto costoso! I pannelli ibridi non sono stati ancora testati a lungo termine per determinare il ritorno sull’investimento.

Ulteriori informazioni sui pannelli fotovoltaici

Prezzi dei pannelli fotovoltaici

 

Quanto costa il sistema solare medio?

Casa del sistema solare costo Dimensioni (kW)
Sistema medio $ 15.000 4kW
Grande sistema $ 29.000 8kW

Una delle più grandi domande che i proprietari hanno quando pensano alla decisione di passare all’energia solare pulita è quanto dovranno spendere. Tuttavia, determinare il costo dei pannelli solari è facile se si conosce il costo per watt di ciascun pannello.

I calcoli costo per watt consentono di confrontare rapidamente e facilmente due pannelli con prezzi e potenze differenti. Tutto quello che devi fare è dividere il wattaggio per il prezzo. 

Ad esempio, supponiamo di voler confrontare il prezzo di livello di un pannello da 200 watt che costa $ 150 e un pannello da 175 watt che costa $ 140. 

Il pannello da 200 watt costa $ 0,75 per watt ($ 150 diviso per 200 watt) e il pannello da 175 watt costa $ 0,80 per watt ($ 140 diviso per 175 watt).

 In altre parole, anche se il pannello da 200 watt costa di più in senso assoluto, è anche un valore migliore.

Ma andare all’energia solare richiede più di un semplice pannello solare. Avrete anche bisogno di rack, inverter e altre apparecchiature. Il costo di questi elementi di sistema può anche essere calcolato utilizzando una misurazione del costo per watt.

In un sistema solare medio, i pannelli solari stessi rappresentano solo circa il 15 percento del costo totale per watt. Poiché l’amministrazione Trump ha approvato le tariffe sui pannelli solari importati, ciò significa che costano circa $ 0,45 per watt.

 Ricorda che ciò equivale a $ 0,45 del costo dell’intero sistema installato; è probabile che il calcolo del costo per watt di un pannello solare darà una cifra più vicina a quelle sopra elencate.

Il costo del tuo investitore dipende dal suo tipo. Ci sono due tipi principali di investitori. Sebbene entrambi convertano l’elettricità CC in elettricità CA utilizzabile, lo fanno in qualche modo in modo diverso.

 Gli inverter di catena sono standard e costano circa $ 0,13 per watt. L’altro tipo di inverter, il microinverter, è sostanzialmente più costoso; Di solito costano $ 0,34 per watt.

Ma per molti proprietari, il costo più alto del microinverter ne vale la pena. A differenza degli inverter standard, che uniscono più pannelli in una sequenza (o “catena”), i microinverter sono installati individualmente sotto ciascun pannello. 

Ciò consente il monitoraggio di singoli pannelli e significa che se un singolo pannello si guasta o si verificano problemi, i pannelli vicini non saranno interessati. 

Uno studio del 2011 ha rilevato che, in condizioni non ombreggiate, i microinvestitori hanno sovraperformato gli investitori centrali di circa il 20% e, in condizioni di ombra, hanno sovraperformato gli investitori centrali del 27%. Inoltre, i microinverter sono più sicuri degli inverter standard e possono essere aggiornati più facilmente.

Gli inverter di catena con ottimizzatori di potenza possono anche evitare problemi di prestazioni gestendo la potenza dei singoli pannelli solari e regolando il sistema secondo necessità. Un inverter a catena ottimizzato per l’energia costa circa $ 0,15 per watt.

Una volta che hai i tuoi pannelli solari, dovrai montarli. Gli scaffali dei pannelli solari manterranno i loro pannelli protetti e protetti, e dovranno inclinarsi verso il sole per massimizzare la produzione di energia. Le opzioni di trasferimento (o “montaggio”) sono molto più limitate di quelle degli inverter e normalmente aggiungeranno $ 0,11 per watt ai costi complessivi del sistema.

Una varietà di componenti elettrici aumenta anche il costo del tuo sistema solare. Questi componenti, che includono driver, combinatori, scatole di transizione, interruttori, sistemi di monitoraggio, fusibili, condotti, ecc., Hanno un prezzo leggermente diverso e l’importo che dovrai spendere dipende dall’investitore che stai installando. Puoi aspettarti di pagare $ 0,20 a $ 0,33 per watt per questi.

Oltre all’hardware necessario, il prezzo di un sistema solare include anche una quantità di “costi soft” senza attrezzature. Gli installatori, ad esempio, fanno pagare tra $ 12 e $ 25 all’ora. Sono loro che posizionano effettivamente i pannelli sul tetto e regolano il loro orientamento per garantire che la vostra casa riceva una produzione di energia ottimale. Una volta installato tutto, sarà necessario un elettricista per connettere il sistema alla rete. Faranno pagare ancora di più; I prezzi nell’intervallo da $ 19 a $ 38 all’ora sono comuni.

Per garantire che il tuo sistema solare sia conforme alle normative locali, i dipartimenti locali di incendi, edifici ed energia spesso richiedono permessi. Secondo il National Renewable Energy Laboratory, permessi, ispezioni e interconnessioni (o “PII”) aggiungono ulteriori $ 0,10 per watt al costo del sistema. Ma alcuni analisti stimano che i tassi, la conformità del codice e le autorizzazioni rappresentino la metà del costo di un sistema solare residenziale negli Stati Uniti. UU.

Vendite e marketing aggiungono $ 0,29 a $ 0,42 per watt. Gli installatori solari investono questo denaro in pubblicità, vendite porta a porta e chiamate di vendita, che sono cruciali per acquisire nuovi clienti e aiutare le persone a comprendere i numerosi benefici ambientali e finanziari di un’energia solare pulita e abbondante.

I costi generali, generali e di altro tipo aggiungono in genere $ 0,28 a $ 0,35 per watt (a seconda della posizione della casa e dello stato dell’economia) rispetto al costo installato del sistema. Questi fondi sono usati per affittare uffici, pagare lavoratori e svolgere altre attività amministrative.

Il costo di un sistema solare, ovviamente, non dovrebbe essere l’unica variabile che consideri quando prendi la tua decisione. Altrettanto importanti sono l’efficienza e il marchio del pannello, nonché la garanzia e gli accordi di assistenza che lo accompagnano. 

E poiché la quantità di luce solare che la tua casa riceve influenza la tua capacità di produzione di energia solare, dovresti anche consultare un installatore solare per determinare se si trova in un luogo che favorisce l’energia solare.

Risposta all’esercizio:

a) 8,96 kwh

b) 3270 kwh

c) 35,8 pannelli