A causa dei diversi processi tecnologici di produzione, i pannelli policristallini e i moduli fotovoltaici monocristallini si differenziano per prestazioni, aspetto e prezzo. Le celle solari di entrambi i tipi hanno più cose in comune che tra di loro. Entrambi sono fatti di silicio cristallino che si ottiene dalla sabbia di quarzo. Difficile credere che il fotovoltaico, l'energia rinnovabile del futuro, si basi sull'elemento chimico più diffuso sulla Terra.
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Celle fotovoltaiche monocristalline e pannelli policristallini
Produzione di celle fotovoltaiche
Sia i moduli solari monocristallini che quelli policristallini sono realizzati in silicio cristallino. Il silicio viene fuso a 1500 ° C, quindi il blocco raffreddato viene tagliato a fettine sottili. Nella fase successiva, la superficie della cella solare viene modificata per ottenere il miglior effetto fotovoltaico. Viene applicato un rivestimento protettivo e vengono montati i cavi elettrici. Meno cristalli ci sono nella cella, più elettricità viene generata. Come puoi immaginare, la cella è nel migliore dei casi un cristallo.
Monocristallino - è composto da un singolo cristallo. Come suggerisce il nome, una cella solare è un grande cristallo in cui gli elettroni si muovono liberamente. Tuttavia, la produzione di questa forma di silicio è più complessa. Un seme di cristallo è posto nel crogiolo nella massa di silicio fuso, da cui si forma un grande cristallo singolo a forma di cilindro.
Tagliando a fette un monocristallo cilindrico, si ottengono celle rotonde che, poste l'una accanto all'altra, lasciano molti vuoti. Per questo motivo, i cerchi vengono tagliati in una forma quasi quadrata. Per questo il pannello monocristallino ha visibili i caratteristici punti di contatto luminosi delle celle sulla superficie nera dei cristalli. Inizialmente, un pannello fotovoltaico monocristallino richiedeva una grande quantità di materiale. Grazie alle moderne seghe, il consumo di silicio è stato ridotto da quasi 5 grammi per watt di potenza a meno di 4 grammi.
Vantaggi e svantaggi dei pannelli monocristallini
Oggi il fotovoltaico come energia rinnovabile si basa per il 90% su moduli a piastre, cioè policristallini e monocristallini. Con il tempo, l'importanza delle celle di seconda generazione, le cosiddette celle a film sottile, aumenterà sicuramente. Tale cella differisce da quella classica con uno strato semiconduttore molto sottile (da 1 a 80 µm) applicato con una tecnica speciale. Finora, i moduli a film sottile hanno una quota di mercato di circa il cinque percento.
I moduli fotovoltaici monocristallini sono ancora inferiori ai policristallini in termini di popolarità, ma per molti aspetti sono migliori di loro e il prezzo non differisce così tanto. Ad esempio, un pannello monocristallino con una potenza di 320 W costa circa 1.200 PLN, mentre il prezzo di un pannello policristallino con una potenza di 280 W è di circa 1.000 PLN.
Ci sono ovviamente ragioni per considerare l'uso di moduli a film sottile o policristallini. Tuttavia, sembra che l'opzione migliore sia quella di utilizzare pannelli monocristallini. Convincono con una maggiore efficienza e possono produrre parecchi percento in più di elettricità per la stessa superficie del tetto. La stessa installazione si ripagherà prima e inizierà a portare puro profitto. I prezzi degli impianti fotovoltaici sono diminuiti negli ultimi anni, inoltre è stato introdotto un sistema di maggiorazioni, che rende inutile la scelta di pannelli più economici e più deboli. Controlla anche questo articolo sui tipi di moduli solari.
Differenze tra pannelli monocristallini e policristallini
L'aspetto e il colore delle celle fotovoltaiche
Le celle costituite da diversi cristalli vengono tagliate da un pezzo di quarzo e hanno la forma di un quadrato. Piegate in un pannello, creano una superficie uniforme. Il loro colore è blu scuro. I confini dei singoli cristalli sono riconoscibili.
Nelle condizioni di produzione, un cristallo di silicio espanso assume la forma di un cilindro. Per facilitare l'assemblaggio delle celle in moduli rettangolari, le fette rotonde vengono tagliate in un quadrato, lasciando piccoli arrotondamenti agli angoli. Sono proprio queste curve a creare i punti luminosi visibili sullo sfondo nero dei pannelli monocristallini.
Sono disponibili pannelli monocristallini con rivestimento nero. In questo modo l'intera superficie rimane uniformemente nera senza punti più chiari. Il pannello completamente nero non differisce nelle prestazioni da quello classico, ma ha un aspetto più estetico, che ne influenza la scelta.
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Efficienza delle celle fotovoltaiche
L'ideale sarebbe convertire in elettricità il 100% dell'energia della radiazione solare che va alla cella. I fotoni incidenti su un semiconduttore provocano il movimento degli elettroni e, di conseguenza, una corrente elettrica, ma l'efficienza è tutt'altro che perfetta. La purezza dei cristalli e la loro dimensione influiscono sulle prestazioni di una cella fotovoltaica perché i bordi dei cristalli limitano la libertà di movimento degli elettroni.
L'efficienza dei pannelli policristallini è di circa il 15%, mentre alcune aziende, finora in via sperimentale, sono riuscite a raggiungere anche il 19%. Le celle monocristalline non hanno fastidiosi bordi dei cristalli e consentono un'efficienza del 20%. I pannelli ad alto rendimento sono in grado di convertire il 23% dell'energia solare, e il limite massimo oggi sfiora il 26%.
I pannelli solari riducono l'efficienza all'aumentare della temperatura. Le celle monocristalline mostrano una minore diminuzione dell'efficienza per grado Celsius. Si scopre che nelle gelide giornate di sole, la produzione di energia è molto più efficace che durante il caldo estivo. Un fattore naturale che ha un effetto positivo sulle prestazioni è il vento, che raffredda le celle di silicio.
Pannelli monocristallini o policristallini? questa è la domanda
La maggior parte dei produttori di moduli offre quasi esclusivamente moduli monocristallini. Il pannello fotovoltaico monocristallino è sempre più spesso installato sui tetti delle case unifamiliari. Perché scegliere questa nuova versione della cella solare?
A causa della loro maggiore efficienza, i moduli monocristallini richiedono una superficie inferiore per generare la stessa quantità di elettricità rispetto a quelli policristallini. Se l'investitore ha uno spazio limitato, i pannelli monocristallini saranno migliori. Nonostante i maggiori costi di investimento, ogni kilowattora in più di energia aumenta l'autoconsumo, riducendo il costo dell'elettricità dalla rete. Nel caso della disponibilità di spazio, funzioneranno anche pannelli policristallini leggermente meno efficienti, ma più economici. Inoltre, vale la pena controllare anche il listino prezzi dei pannelli fotovoltaici e i costi della loro installazione, che possono essere utili anche nella scelta.
