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Efficienza dei pannelli solari: cos'è?

I pannelli solari possono ridurre le bollette e produrre energia pulita ed ecologica. Ma cosa li rende efficienti? L'efficienza dei pannelli solari fotovoltaici è legata alla qualità delle celle fotovoltaiche (PV). L'efficienza di conversione di una cella fotovoltaica è la percentuale di energia solare che viene convertita in elettricità utilizzabile. Maggiore è l'efficienza di un pannello solare, maggiore sarà la produzione di energia per quantità di luce che colpisce la cella, che a sua volta occuperà meno superficie per soddisfare il fabbisogno energetico.

Quanto sono efficienti i pannelli solari?

L'efficienza dei pannelli solari è migliorata notevolmente negli ultimi anni, passando da una media di circa il 15% di conversione della luce solare in energia utilizzabile a circa il 20%. I pannelli solari ad alta efficienza possono raggiungere quasi il 23%. Anche la potenza di un pannello di dimensioni standard è aumentata da 250W a 370W. L'efficienza dei pannelli solari è determinata sia dall'efficienza delle celle fotovoltaiche (cioè dal tipo e dal design delle celle) sia dall'efficienza totale del pannello, basata su considerazioni quali il tipo di cella, il layout e le dimensioni. Un modo semplice per valutare l'efficienza dei pannelli solari è quello di esaminare i valori di efficienza indicati dal produttore, che si basano su condizioni di prova standard e forniscono un'indicazione affidabile delle prestazioni.
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Più il pannello è efficiente, più produrrà rispetto a un pannello meno efficiente e meno pannelli saranno necessari.

 

I pannelli a più alta efficienza sono più costosi, ma possono aiutarvi a soddisfare meglio il vostro fabbisogno energetico se avete poco spazio a disposizione. Allo stesso tempo, l'efficienza dei pannelli solari nel complesso è diminuita, rendendoli una soluzione sempre più interessante per i proprietari di case e le aziende. I pannelli solari possono essere abbinati a un sistema di gestione dell'energia che consente di raccogliere, confrontare e analizzare i dati in tempo reale sul consumo energetico. Inoltre, il software di gestione dell'energia può identificare automaticamente i potenziali risparmi confrontando il consumo effettivo con quello ideale, consentendo ai clienti di intraprendere azioni correttive laddove necessario.

Quali fattori influenzano l'efficienza dei pannelli solari?

L'efficienza delle celle fotovoltaiche (PV) che compongono un pannello solare è calcolata in base all'energia della luce solare che viene convertita in elettricità dai semiconduttori. Un pannello solare efficiente è quello che genera più elettricità occupando meno spazio. I produttori valutano i pannelli solari in base alla loro efficienza, che varia dal 15% al 20% circa di conversione dell'energia solare in elettricità utilizzabile. Molti fattori influenzano l'efficienza dei pannelli solari, al di là delle valutazioni dei produttori:
  • La quantità di luce riflessa dalla superficie della cellula.
  • L'intensità del sole
  • La quantità di copertura nuvolosa
  • L'accumulo di calore, che influisce sulla conduttività dei semiconduttori nelle celle fotovoltaiche.
Ecco alcuni dei principali fattori che influenzano l'efficienza dei pannelli solari:

Design del pannello

Il design del pannello solare influisce sull'efficienza soprattutto per il modo in cui le celle sono disposte e configurate lungo il pannello.

 

Anche il colore del foglio protettivo gioca un ruolo importante, perché le alte temperature riducono l'efficienza. Quindi colori come il blu o il verde sono più efficaci del nero.

Inclinazione del pannello solare

L'orientamento dei pannelli solari - detto angolo di inclinazione - è importante per ottenere tutti i vantaggi della radiazione solare. I pannelli che poggiano sul terreno non funzionano bene come quelli inclinati verso il sole. L'inclinazione ottimale dipende dalla latitudine della casa o della struttura e dal periodo dell'anno. In termini pratici, tuttavia, la maggior parte delle situazioni non consente di regolare l'inclinazione dei pannelli ogni stagione. Invece, i pannelli possono essere installati con diverse angolazioni per adattarsi alle diverse stagioni e all'inclinazione del tetto.

Materiali dei pannelli solari

Esistono tre tipi principali di pannelli solari:

  • Monocristallini: realizzati in silicio di elevata purezza, sono generalmente considerati i più efficienti. Sono più costosi e occupano meno spazio.
  • Policristallino: leggermente meno efficiente, costa meno e può essere una buona opzione per le strutture che hanno più spazio.
  • A film sottile: sono i meno efficienti, ma il loro peso ridotto li rende più adattabili a una varietà di usi, compresi i trasporti. I pannelli solari a film sottile sono.

Temperatura

La maggior parte delle persone pensa che più il sole è caldo, maggiore è l'efficienza del pannello solare. In realtà non è così.

 

I semiconduttori dei pannelli solari sono sensibili alle alte temperature.

 

Secondo gli standard di produzione, la temperatura ottimale dei pannelli solari fotovoltaici è di 25 °C o 77 °F.

I pannelli solari perdono efficienza nel tempo?

I pannelli solari si degradano lentamente nel tempo, il che significa che producono meno elettricità dalla stessa quantità di luce solare. Le cause del degrado dell'efficienza dei pannelli solari includono l'usura dovuta agli agenti atmosferici. La vita produttiva media dei pannelli solari è di 30 anni. Secondo il National Renewable Energy Laboratory (NREL), i pannelli solari e la loro produzione si degradano a un tasso di circa lo 0,5% all'anno: un pannello di 20 anni produrrà circa il 90% dell'elettricità prodotta nel primo anno di vita.

I pannelli solari funzionano con il freddo?

Ogni volta che si parla di energia solare emergono immancabilmente alcune domande: i pannelli solari funzionano quando è nuvoloso? I pannelli solari sono meno efficienti in inverno o sono più efficienti quando fa freddo? I pannelli solari funzionano meglio quando fa freddo? La risposta a tutte queste domande è diversa da quella che ci si potrebbe aspettare.

La prima cosa da ricordare quando si parla di pannelli solari è che essi dipendono dalla luce del sole, non dal calore generato dalla nostra stella più vicina. Ecco perché i pannelli solari producono elettricità solo quando il sole splende. Il cielo nuvoloso ha ovviamente un impatto sulla produzione di energia solare. Considerando che la quantità di energia prodotta dai pannelli solari è proporzionale alla quantità di luce diretta disponibile, l'efficienza dei pannelli solari in inverno è minore rispetto alla primavera e all'estate, ma questo perché le giornate sono più corte e la luce solare diretta è minore, non perché fa più freddo. In effetti, le giornate fredde, soleggiate e ventose sono le migliori per i pannelli solari, perché al di sopra di una certa temperatura i pannelli iniziano a diventare meno efficienti, mentre il vento aiuta a rimuovere la polvere che si accumula sui pannelli stessi, riducendone l'efficienza. Quindi, anche se i pannelli solari sono più efficienti in estate - perché le giornate sono più lunghe e la luce solare diretta è maggiore - possono comunque generare elettricità sufficiente per riscaldare la casa (almeno in parte) in inverno. Per garantire che un impianto fotovoltaico generi energia solare a sufficienza anche quando le giornate sono nuvolose, la strategia migliore consiste nell'abbinare i pannelli solari a sistemi di accumulo dell'energia a batteria (BESS). Questi sistemi consentono di immagazzinare l'energia in eccesso prodotta dai pannelli solari per alimentare la casa di notte, nei giorni di pioggia o quando le tempeste invernali mettono fuori uso la rete.

I pannelli solari funzionano con la pioggia?

È una delle domande più frequenti sugli impianti fotovoltaici: i pannelli solari possono funzionare sotto la pioggia? La risposta è: sì. I pannelli solari funzionano convertendo la luce del sole - non il calore del sole - in energia. Quando il cielo è sereno, una maggiore quantità di luce raggiunge i pannelli; in presenza di nuvole, la luce viene dispersa dalle particelle presenti nelle nuvole, ma arriva comunque a terra. Lo stesso vale per quando piove: un po' di luce passa sempre e i pannelli solari riescono a convertire quella luce - per quanto diffusa - in energia. Ovviamente, più forte è la pioggia, più spesse sono le nuvole, meno luce diretta colpisce i pannelli, meno energia possono generare dalla luce che li raggiunge. Detto questo, e contrariamente a quanto ci si potrebbe aspettare, la pioggia può effettivamente aiutare i pannelli solari a funzionare in modo efficiente, rimuovendo la polvere e lo sporco che si accumulano su di essi. 

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