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Stella Energia: Il fotovoltaico risponde, 23 Giugno 2008 alle 13:37:23

La Stella Energia srl risponde: il Silicio nel fotovoltaico

Carissimi lettori, per rispondere ad alcune delle vostre domande, attraverso la nostra rubrica settimanale e il nostro sito internet http://www.stellaenergia.it/ ,vogliamo approfondire alcuni aspetti tecnici riguardanti in particolare la tecnologia dei materiali usati, per la produzione di moduli fotovoltaici.


La cella fotovoltaica è l'elemento base nella costruzione di un modulo, ed è costituita da una lamina di materiale semiconduttore, il più diffuso dei quali è il silicio.


La superficie di un modulo fotovoltaico assemblato, si presenta in genere di colore nero o blu, con dimensioni variabili dai 4 ai 6 pollici.


Se si limita l'analisi ai soli prodotti commerciali, le tecnologie di realizzazione più comuni sono quelle che prevedono la costruzione di moduli cristallini o a film sottile.


I moduli cristallini possono essere costituiti da:




  • Silicio monocristallino, in cui ogni cella è realizzata a partire da un wafer la cui struttura cristallina è omogenea (monocristallo), con dimensioni pari a 8÷10 cm ed efficienza del 13÷15%. Hanno le caratteristiche migliori.




  • Silicio policristallino, in cui il wafer di cui sopra non è strutturalmente omogeneo ma organizzato in grani localmente ordinati (policristallo); hanno dimensioni che oscillano intorno ai 12÷15 cm e un''efficienza inferiore che non supera il 13%.




 


Entrambe queste tecnologie sono costruttivamente simili, e prevedono che ogni cella fotovoltaica sia cablata in superficie con una griglia di materiale conduttore che ne canalizzi gli elettroni. Ogni singola cella viene connessa alle altre mediante ribbon metallici, in modo da formare opportune serie e paralleli elettrici.


I modulia film sottile possono essere costruiti usando:






  • Silicio amorfo, in cui gli atomi silicei vengono deposti chimicamente in forma amorfa, ovvero strutturalmente disorganizzata, sulla superficie di sostegno. Questa tecnologia impiega quantità molto esigue di silicio (spessori dell'ordine del micron). I moduli in silicio amorfo dimostrano in genere una efficienza meno costante delle altre tecnologie rispetto ai valori nominali, pur avendo garanzie in linea con il mercato. Il dato più interessante riguarda la sua convenienza in termini di resa energetica, che raggiunge valori molto alti e la colloca fra le tecnologie più economiche;




  • Telluro di cadmio (CdTe);




  • Solfuro di cadmio (CdS) microcristallino, che presenta costi di produzione molto bassi in quanto la tecnologia impiegata per la sua produzione non richiede il raggiungimento delle temperature elevatissime necessarie invece alla fusione e purificazione del silicio. Esso viene applicato ad un supporto metallico spruzzato come una vernice. Tra gli svantaggi legati alla produzione di questo genere di celle fotovoltaiche vi è la tossicità del cadmio ed il basso rendimento del dispositivo;




  • Arseniuro di gallio (GaAs), una lega binaria con proprietà semiconduttive, in grado di assicurare rendimenti elevatissimi, dovuti alla proprietà di avere un gap diretto (a differenza del silicio). Tuttavia il costo proibitivo del materiale monocristallino, a partire dal quale sono realizzate le celle, lo ha destinato ad un impiego di nicchia, per applicazioni militari o scientifiche;




  • Diseleniuro di indio rame (CIS), con opacità variabile dal 100% al 70% ottenuta mediante fori ricavati direttamente nel film;




  • Diseleniuro di indio rame gallio (CIGS);






Ne consegue che a parità di produzione elettrica richiesta, la superficie occupata da un campo fotovoltaico amorfo sarà più che doppia rispetto ad un equivalente campo fotovoltaico cristallino, ma sarà sicuramente più economica.


A causa del naturale affaticamento dei materiali, le prestazioni di un pannello fotovoltaico comune diminuiscono di circa un punto percentuale su base annua. Per garantire la qualità dei materiali impiegati, la normativa obbliga una garanzia di minimo due anni sui difetti di fabbricazione e di 20 anni, sul calo di rendimento del silicio nel tempo.


La garanzia oggi nei moduli di buona qualità è del 90% sulla produzione nominale per 10 anni e dell' 80% su quella per 25 anni.


I moduli fotovoltaici odierni hanno una vita stimata di circa 80 anni , anche se è plausibile ipotizzare che vengano dismessi dopo un ciclo di vita di 35-40 anni, a causa della perdita di potenza .


Nel rimanere a disposizione per ogni eventuale chiarimento, la Stella Energia srl, ricorda a tutti i lettori che i SOPRALLUOGHI sono assolutamente GRATUITI e prevedono uno studio di fattibilità con preventivo.


 


 


 


STELLA ENERGIA srl


Via San Benedetto, 83 – 06049 Spoleto (PG)


Telefono e fax: 0743/260265


 


 


http://www.stellaenergia.ite-mail: info@stellaenergia.it


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