Pannelli Fotovoltaici Film Sottile Prestazioni e Prezzi

Una delle tecnologie che potrebbe avere un largo impulso nei prossimi 5 anni nel settore del fotovoltaico è quella del thin film, ovvero dei moduli realizzati con una pellicola sottile. La caratteristica principale di questi pannelli è che sono a film sottile, si presentano come un foglio di carta flessibile, solo un po’ piú spesso, quindi impiegabili in tanti tipi di strutture.

Possono avvolgere parti esterne dell’ edificio seguendo delle curve, appoggiati verticalmente o orizzontalmente su pareti, oppure essere indossati, li abbiamo visti infatti sugli zainetti solari che permettono a piccole periferiche di essere ricaricate con il sole.

Gli impieghi sono tanti ed il prezzo rispetto ad un classico modulo fotovoltaico amorfo in silicio cristallino piú basso. Il rovescio della medaglia è che hanno un rendimento inferiore, compensato da una resa migliore in presenza di ombreggiatura. Se avete uno spazio ridotto e volete ottimizzare la produzione non prendeteli in considerazione.

I produttori

i leader mondiali delle pellicole fotovoltaiche sono First Solar e Solar Frontier, i primi americani ed i secondi giapponesi, ma ci sono anche Bosch ed Inventux, made in Germany. Dall’ ultimo rapporto di Solar Buzz si nota l’andamento grafico della produzione mondiale, costantemente in crescita. Le richiesta maggiori arrivano dai mercati asiatici, Cina in testa, ma anche dagli Stati Uniti. In Europa la grande spinta al fotovoltaico si è un po’ arrestata, Italia compresa, con la fine degli incentivi statali, ma potrebbe ripartire con l’abbassamento dei prezzi dei moduli fotovoltaici.

 

andamento_vendite_thin_film

I Prezzi

i pannelli in silicio cristallino hanno bisogno di più di 100 micron di materiale per assorbire la luce, il film sottile ne richiede solo 1 micron. Per questo i prezzi di un modulo thin film sono piú bassi di un 30% rispetto agli altri. Di contro però, dato che l’efficienza è minore, avremo bisogno di piú pannelli e quindi di una superficie maggiore per produrre la stessa quantità di energia elettrica che potremo realizzare con quelli in silicio.

fotovoltaico film sottile costi: attualmente siamo intorno ai 70 centesimi per watt di potenza quindi un pannello a film sottile da 100 watt costa circa 70 euro.

Differenze con i Moduli in Silicio Cristallino

i moduli in silicio poli e mono cristallino hanno un rendimento maggiore rispetto a quelli a film sottile. Spesso anche il doppio. Parliamo di un 15-16% dei primi contro il 7-8% dei secondi. Recentemente le cose son migliorate facendo sfiorare ai thin film efficienze del 13%. Questa cosa però è vera in piena insolazione, quando non ci sono ombreggiamenti.

La tecnologia in fotovoltaico film sottile però ha una proprietà, denominata bandgap (ha bisogno di pochissima energia per liberare l’elettrone che con il suo movimento da’ vita ad elettricità) , che è superiore al silicio. Al silicio non piace assorbire la luce.Prende solo quella con lunghezza d’onda bassa (rosso e IR), piuttosto che la maggior parte della luce che proviene dal sole. Ha la bandgap errata (lunghezza d’onda che viene assorbita), e non la assorbe molto bene.  Questo significa che in casi in cui c’è poca luce o è presente ombreggiamento il thin film può risultare piú efficiente.

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Perchè scegliere i Pannelli Film Sottile

i moduli CIS vengono utilizzati in ambito residenziale sui tetti che hanno bisogno di tegole fotovoltaiche. Ovvero quando dobbiamo perfettamente integrarli con l’andamento architettonico dell’ edificio (in tempi di conto energia avevamo anche una remunerazione maggiore per questi impianti). Pensiamo a case che si trovano in un centro storico e che non possono, per motivi estetici, installare un impianto fotovoltaico standard. I

moduli thin film inoltre, proprio per la loro caratteristica, possono meglio adattarsi a strutture mobili. Pensiamo ad un camper che si muove costantemente e che spesso produce zone d’ombra sui pannelli. L’abbassamento delle prestazioni con i moduli in silicio sarebbe impressionante, con quelli a film sottile minore. Questi pannelli fotovoltaici portatili sono perfetti inoltre per i viaggiatori solitari che hanno bisogno di energia elettrica li’ dove non si trova. Pensiamo ai pannelli pieghevoli solari appoggiati su tende.

Se invece abbiamo poco spazio a disposizione, e dobbiamo ottimizzare al massimo le prestazioni per avere il maggiore rendimento possibile in termini di produzione elettrica, al contrario non dobbiamo scegliere i thin film. In questo caso meglio optare per moduli pv ad alto rendimento, di marche come Sunpower o Panasonic, che abbiano efficienze del 20% circa, il massimo ottenibile con la tecnologia attuale.

pannelli-fotovoltaici-sottili

Tecnologia CIS

Si tratta dei moduli CIS, acronimo di Copper Indium Selenide tradotti in italiano sarebbero rame, indio, gallio e diselenide. Alcune volte vengono chiamati CIGS per l’aggiunta di GALLIO.

Pannelli solari flessibili a thin film sottile che non usano il silicio, ma i suddetti componenti. Il maggior produttore mondiale di questo moduli è l’americana Solyndra, che pero’ è in amministrazione controllata, ma ce ne sono molti altri, qui per la lista dei produttori mondiali di pannelli fotovoltaici con tecnologia Cigs.

Solyndra ha brevettato i moduli cilindrici che riescono a recuperare energia a 360 gradi, ricevendo irraggiamento anche nelle parti non esposte al sole grazie al riverbero di un materiale riflettente che viene steso sotto i cilindri. Ogni cilindro della serie 200 ha al suo interno 195 celle solari e all’ interno è protetto da un agente liquido di accoppiamento ottico (OCA) che serve come barriera all’umidità, aumentando la superficie attiva delle cella solare del tubo.

I moduli CIS di Solyndra sono ottimi per coloro che hanno un tetto piano e non devono far vedere al resto dei vicini l’installazione dei pannelli fotovoltaici. Non hanno infatti bisogno dell’ inclinazione tipica dei moduli a silicio. Altri moduli CIS thin film di altri produttori inoltre possono godere degli incentivi ai pannelli solari per l’integrazione architettonica, molto più alti di quelli normali (nel secondo semestre 2012 sono pari 0,41 euro per kw prodotto per un totale di 20 anni di erogazione).

Vantaggi

finora le promesse di questa tecnologia sono rimaste tali, ma alcuni vantaggi stanno venendo a galla, ovvero:

  • lo strato attivo del modulo CIGS può essere posto direttamente su lastre di vetro rivestite di molibdeno o su bande di acciaio. Ciò fa sì che si utilizzi meno energia per la crescicita di cristalli di grandi dimensioni, che è un passo necessario per la fabbricazione di celle solari in silicio cristallino. Inoltre, a differenza dei moduli classici, questi substrati possono essere flessibili e quindi adattati su tutte le superfici, anche tonde o curve.
  • Vantaggio ambientale, costituito dal fatto che le celle solari CIGS sono in tellururo di cadmio, si utilizza un livello molto più basso di cadmio, sotto forma di solfuro di cadmio.
  • i pannelli fotovoltaici CIGS mostrano una maggiore resistenza al calore rispetto a quelli al silicio.

Svantaggi

 

  • prezzi ancora alti; l’abbassamento dipenderà dai costruttori, se verranno investire in questa tecnologia i costi sono destinati a scendere e toccare i livelli del cristallino;
  • efficienza ancora al di sotto dei moduli in cristallino, anche se ci si avvicina al 16%.
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