Il documento presenta un'analisi del fotovoltaico in Italia, evidenziando che nel 2021 il 7,5% dell'energia totale è stata prodotta da pannelli fotovoltaici. Vengono discussi incentivi statali per aumentare la produzione di energia rinnovabile, inclusi bonus per l'installazione di pannelli negli edifici. Inoltre, si esamina il funzionamento e i diversi tipi di pannelli fotovoltaici, tra cui monocristallini, policristallini e a film sottile, ognuno con specifiche caratteristiche di efficienza e impatto ambientale.

1. IL FOTOVOLTAICO
Presentazione realizzata da: Antonio Odoardi, Simone Venneri, Stefano
Volpe, Giacomo Nunin e Davide Appoloni

2. Energia solare
in Italia
Il consumo interno lordo energetico italiano nel 2021 è
stato di 327,5 TWh di cui 114,7 provenienti da fonti
rinnovabili (35%).
La produzione di energia da pannelli fotovoltaici è stata
di circa il 7,5% dell’energia totale prodotta

3. Agevolazioni
Per incrementare la produzione energia da
pannelli fotovoltaici lo stato Italiano grazie fondi
stanziatidall’unione europea per il PNRR prevede
di investirenel mezzogiornodove il clima e la
posizionegeografica favorisconola produzione.
Oltre ai progetti portati avanti dal PNRR lo stato ha
rilasciato incentivi tramite il superbonus per il
rinnovamentodegli edifici che prevede anche
l’installazione di pannelli fotovoltaici, in
particolare tramite questo bonus al cittadino
verrà ristrutturata la sua abitazione a spese dello
stato purché vengano rispettati i criteri indicati.

4. Produzione Elettrica
Il pannello fotovoltaico permette di
trasformare la luce solare in energia elettrica
senza emissioni.
Oggi i moduli con le migliori prestazioni
arrivano a poco più del 20% di efficienza
di conversione. L’efficienza di conversione è
un indice che misura il rapporto tra
irradiazione solare ricevuta dal pannello e la
quantità di energia elettrica prodotta.
Un singolo pannello fotovoltaico è in grado
di produrre in media 200 watt di
potenza elettrica, e arriva a produrre fino ad
oltre 300 watt di potenza di picco.

5. La cella fotovoltaica
Un pannello fotovoltaico funziona attraverso l’attività
di più celle fotovoltaiche, solitamente, ogni cella è
caratterizzata da una forma quadrata, con dimensioni
di circa 12,5 cm per lato, e uno spessore che oscilla tra
0,25 e 0,30mm. Il silicio è il materiale più utilizzato
per le celle, esso non esiste in natura in forma pura ;
lo si trova sotto forma di Ossido di Silicio. Una cella
fotovoltaica è costituita da due strati: uno strato
drogato negativamente e l'altro positivamente. Il
pannello, quando colpito dalla luce, genera per mezzo
delle differenze di cariche una reazione fisica in grado
di creare un campo elettrico in corrente continua. Dal
pannello fotovoltaico esce dunque corrente continua,
che deve essere convertita attraverso l’inverter.

6. Altri
Semiconduttori
Altri tipi di pannelli utilizzano il tellururo di
cadmio (CdTe) anziché il silicio cristallino.
L’impatto ambientale è più basso, così come i
costi: purtroppo anche il livello di efficienza
ne risente.
L’attenzione si concentra sul cadmio,
conosciuto per essere un metallo pesante. Si
evidenzia come il cadmio “puro” sia diverso
dai suoi composti, che risultano più stabili a
livello chimico e quindi più sicuri. La forma
composta del metallo garantisce
una presenza minima del cadmio, con
un grado di tossicità bassissimo. Inoltre, il
tellururo di cadmio non è volatile, quindi non
inalabile, e non è solubile in acqua. Utilizzato
in questa forma estremamente sicura,
questo conduttore di energia non è un
pericolo per l’uomo, né per l’ambiente.

7. Condizioni
Atmosferiche
I moderni pannelli fotovoltaici riescono a
produrre energia elettrica anche nelle
giornate più nuvolose, dove la luce sembra più
bassa: infatti le radiazioni solari continuano a
generare energia. I pannelli
fotovoltaici funzionano per tutte le stagioni
dell’anno, neve e ghiaccio compreso.
Le giornate sono più corte, quindi dato che il sole
splende meno ore nel cielo l’energia prodotta
è più bassa. Oltre a questo ciò che influenza la
loro efficienza è la direzione con l quale I raggi
inpattano sul pannello.

8. I pannelli Monocristtalini
I pannelli fotovoltaici monocristallini sono delle
lastre sottili costituite in genere da 30-70 celle
fotovoltaiche assemblate, saldate tra loro e
ricoperte da un vetro protettivo e da una cornice
esterna di alluminio. Di solito questo tipo di
pannello fotovoltaicoè riconoscibile dalla sua
colorazione blu scura, quasi nera. Tra tutti i tipi
di pannelli fotovoltaici, quellimonocristallini,
sono quellipiù sensibiliagli ombreggiamenti,
anche parziali. Tuttavia sono particolarmente
efficienti quando lavorano con raggi del sole
sono perfettamente perpendicolari alla loro
superficie.

9. I pannelli policristallini
I pannelli fotovoltaici policristallini sono anch’essi molto
diffusi soprattutto a causa del loro prezzo inferiore. Questi
tipi di pannelli fotovoltaici infatti si ottengono dagli scarti
del taglio dei lingotti monocristallini. Si distinguono per la
loro colorazione blu cangiante. Questi moduli
sono formati da celle di silicio policristallino costituite da
più cristalli orientati in modo casuale con una struttura
caotica. E proprio a causa della loro struttura, il
loro rendimento è minore rispetto a quelli monocristallini,
soprattutto nel caso in cui siano colpiti
perpendicolarmente dai raggi del sole. Tuttavia questo è
anche il loro punto di forza dal momento che riescono a
sfruttare meglio la luce del sole durante l’arco della
giornata.

10. I pannelli a film sottile
Questo tipo di pannelli solari fotovoltaici è
realizzato usando silicio amorfo o
tellururo di cadmio. Visivamente, appaiono
come una lastra di un colore scuro
uniforme. La loro migliore caratteristica è
la loro versatilità dal momento che
possono essere impiegati in svariati
contesti di integrazione architettonica, di
arredo urbano o di elementi strutturali di
edifici. Inoltre, questa tipologia di pannelli
è anche in grado di lavorare bene con la
luce diffusa o con le alte temperature.
Infine, questo tipo di pannelli solari è
quello più economico presente sul
mercato, a fronte di un rendimento
energetico minore.