Moduli fotovoltaici

Che cosa sono

Il modulo è il cuore di ogni impianto fotovoltaico. Si tratta di un dispositivo ad alta tecnologia che trasforma la radiazione solare in energia elettrica.

I moduli o pannelli fotovoltaici non devono essere confusi con i pannelli solari termici, utilizzati unicamente per la produzione di acqua calda sanitaria e per il riscaldamento.

Il processo di produzione dei moduli fotovoltaici è particolarmente complesso ed energivoro; per questo motivo, il prezzo dei moduli incide per oltre il 50% sul costo complessivo dell’ impianto fotovoltaico.

Nota bene. Per ragioni di semplicità utilizziamo i termini “modulo” e pannello” come sinonimi. Tuttavia, a rigor di logica, il modulo costituisce il componente intermedio tra la cella (vedi sotto) e il pannello.

I pannelli di gran lunga più diffusi (oltre il 90% del mercato) sono realizzati in silicio cristallino.

Questi pannelli sono disponibili nelle due principali varianti, monocristallino e policristallino.

Si tratta di tecnologie conosciute e testate, caratterizzate entrambe da buoni livelli di efficienza e affidabilità.

Il componente principale dei moduli cristallini è la cella fotovoltaica, poiché è nella cella che avviene la generazione di corrente elettrica. Ogni cella fotovoltaica è composta di due strati sovrapposti realizzati in silicio, un materiale semiconduttore; il materiale viene trattato (il cosiddetto “drogaggio”) in modo che una faccia della cella abbia carica positiva e l’altra carica negativa, creando così una differenza di potenziale tra le due facce. Semplificando al massimo, la radiazione solare provoca il moto degli elettroni del materiale semiconduttore, il cui flusso all’interno della cella fotovoltaica produce corrente continua.

Cella realizzata in silicio policristallino

In alternativa al silicio cristallino, è possibile scegliere moduli realizzati in silicio amorfo.

Dal punto di vista costruttivo presentano la caratteristica di non possedere delle vere e proprie celle fotovoltaiche.

Il silicio, invece di essere strutturato in celle, viene deposto uniformemente in unico ininterrotto strato di pochi millimetri di spessore, da cui la definizione di tecnologia “thin film” o “film sottile”.

I moduli in silicio amorfo non sono gli unici realizzati in film sottile, pur essendo quelli più rappresentativi e conosciuti. Moduli thin film, infatti, possono essere realizzati con altri materiali semiconduttori alternativi al silicio, come il Diseleniuro di indio rame gallio (CIGS) o il Tellururo di Cadmio (CdTe). Per approfondire le principali caratteristiche di alcune tra le più significative prospettive tecnologiche del fotovoltaico, consulta Moduli innovativi.

Segnaliamo infine i moduli a concentrazione, che grazie alla presenza di specchi, lenti e altri sofisticati sistemi ottici, possono concentrare grandi quantità di radiazione solare su celle fotovoltaiche di piccola dimensione.

Un buon sistema empirico per individuare la qualità di un modulo fotovoltaico è quello di valutare attentamente l'indice di tolleranza. Il dato di tolleranza rispetto alla potenza nominale del prodotto viene riportato sulle schede tecniche dei pannelli.

La tolleranza, sia positiva che negativa (+/-), esprime il massimo scostamento percentuale dalla potenza di targa dichiarata dall’azienda produttrice.

Occorre prestare attenzione in particolare al valore negativo: acquistare moduli con bassa tolleranza negativa è sufficiente per metterci al riparo da eventuali spiacevoli sorprese in fase di esercizio dell’impianto.

Un buon valore di tolleranza negativa è -5%; questo significa che acquistando un modulo da 120 Wp, posso essere certo che la potenza minima, nel caso peggiore, non sarà inferiore a 114 Wp.