Un bunker costruito dai nazisti sarà la più grande centrale elettrica solare d’Europa

L'edificio era stato costruito nel 1942 ad Amburgo per dare rifugio a trentamila persone durante i bombardamenti aerei: presto diventerà la più grande centrale elettrica da fonti rinnovabili d'Europa, trasformando un passato oscuro in energia luminosa (e pulita) per il futuro.

Non cancellare il passato ma trasformarlo: senza dimenticare gli errori commessi, riuscire comunque a guardare ad un futuro nuovo, diverso, radioso. Sembra quasi essere questo il messaggio che manda il grande bunker di Amburgo che avrà un sistema solare fotovoltaico sul tetto da 110 kWh ed uno solare termico da 0.6 GWh e che, una volta ultimato, riscalderà 3000 abitazioni, a 1000 delle quali fornirà anche elettricità, con un risparmio di 6600 tonnellate di CO2 annue.

Era stato edificato in soli sei mesi nel 1942 nel distretto di Wilhelmsburg, su progetto dell’architetto Friedrich Tamms, e con le sue grosse pareti doveva offrire ricovero a 30 000 persone, resistendo fino a 8000 colpi al minuto; al suo interno era presente anche un reparto ospedaliero. Adolf Hitler aveva ordinato la costruzione di nove edifici complessivi di questo tipo, dopo un bombardamento sulla capitale da parte della Royal Air Force: così tre ne erano sorti a Berlino, tre ad Amburgo, tre a Vienna.

L’edificio, una sorta di Lego gigante, giaceva piuttosto abbandonato al degrado, non essendo stato predisposto alcun riutilizzo per la sua vasta superficie: ora, oltre a diventare un Energiebunker e la più grande centrale elettrica da energia alternativa d’Europa, ospiterà al proprio interno anche un’area ristoro, un caffè con terrazza panoramica e addirittura un museo che esporrà la storia della costruzione e dell’intera area.

La riconversione del sito sarà curata dalla IBA-Hamburg GmbH ed avverrà in tempi piuttosto rapidi, se si pensa che l’intera struttura dovrebbe essere pronta entro i primi mesi del 2013. La Germania conferma la sua vocazione ambientalista, già formalizzata nell’abbandono entro il 2022 del nucleare, e Amburgo mostro di meritare ancora di più il titolo di Capitale Verde d’Europa 2011, conferitole dalla Commissione Europea Ambiente.

Fonte (www.fanpage.it)

News fotovoltaico: Abruzzo, investimenti nel fotovoltaico

Due notizie direttamente dall'Abruzzo;

Fotovoltaico; intesa Provincia Chieti-Bei
Contratto per attivazione 80 mln euro per programma 'Elena'
La Provincia di Chieti e la Banca Europea per gli investimenti hanno firmato a Chieti il contratto che permettera' di attivare 80 milioni di investimenti nell'ambito del programma energetico comunitario 'Elena'.

Il contratto permette alla Provincia di Chieti di ottenere immediatamente due milioni di contributi a fondo perduto dalla Commissione Europea per predisporre tutti gli strumenti tecnici previsti da 'Elena'.

Roseto parco fotovoltaico da un megawatt
Realizzato da Convert Italia produrra' 1,3 mln kwh all'anno
ROSETO DEGLI ABRUZZI (TERAMO), - Convert Italia, ha realizzato per Aladar Invest Srl un parco fotovoltaico di circa un megawatt a Roseto degli Abruzzi: annualmente il campo produrra' circa 1,3 milioni di kWh che corrispondono all'energia consumata in media da 440 famiglie di 3-4 persone. Il parco, che si estende su una superficie di 28.000 metri quadrati ed e' composto da 4.346 moduli in silicio cristallino, puo' raggiungere una potenza massima di picco di 998,12 kW.

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News Fotovoltaico: Gli impianti fotovoltaici raffrescano i tetti!

I pannelli fotovoltaici installati sul tetto di casa aiutano a ridurre i costi della climatizzazione estiva ma non influiscono sul riscaldamento invernale. L’ombreggiatura riduce del 38% la quantità di calore che raggiunge il tetto e un soffitto sottostante un tetto con pannelli resta più fresco di ben 2,5 gradi Fahrenheit rispetto ad un soffitto sotto un tetto direttamente esposto al sole.
L’effetto raffrescamento, calcolato nell’intero ciclo di vita del pannello, contribuisce ad ammortizzarne il prezzo di un buon 5%, perché permette di risparmiare energia, che invece di essere usata in loco può quindi essere venduta alla rete.

Queste misure vengono da un’analisi con la termocamera di un singolo edificio in California (il Powell Structural Systems Laboratory della Jacobs School of Engineering), per un periodo limitato di tempo (tre giorni ad aprile), ma i ricercatori, guidati da Jan Kleissl (assistant professor di ingegneria ambientale) ritengono di aver correttamente estrapolato i dati per estenderli all’intero anno. L’articolo in cui presentano i loro risultati e’ stato sottoposto a peer review e pubblicato su Solar Energy.

La ricerca e’ stata finanziata fino ad ora dalla NASA Graduate Student Research Program fellowship, se dovessero rinnovare il finanziamento, i ricercatori pensano di mettere a punto un modello che permetterebbe a chiunque di calcolare l’effetto raffrescante dei propri pannelli solari sul proprio edificio nella propria zona climatica.

(Fonte www.ecowiki.it)

Effects of solar photovoltaic panels on roof heat transfer

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La rivoluzione energetica francese sta per cominciare!

Dopo l’Empire State Building ed il Tower Brige (vedremo in seguito), la trasformazione verde passa alla Francia e trasformando il monumento nazionale per eccellenza: la Torre Eiffel.

I lavori inizieranno nel 2012 e potrebbero protrarsi fino all’anno seguente; i numerosi interventi previsti miglioreranno le prestazioni energetiche dell’edificio del 30 %. L’investimento totale si aggira attorno ai 25 mln di euro, interamente stanziati dalla Societè d’Exploitation de la Tour Eiffel, mentre e la supervisione dei lavori sarà affidata allo studio Moatti-Rivière. Gli ambiziosi lavori prevedono il montaggio di doppi vetri lungo le facciate maggiormente sfavorite, che permetteranno una riduzione del 25% sui costi del riscaldamento e climatizzazione; un sistema di raccolta delle acque piovane alimenterà i servizi sanitari risparmiando il 40% del consumo, inoltre sul tetto del padiglione Ferrié verranno installati quattro pannelli solari per una superficie totale di 10 mq, che soddisferanno il fabbisogno d’acqua calda dei due padiglioni, Eiffel e Ferrié, per il 50%. L’energia elettrica sarà completamente prodotta da una mini centrale elettrica, che permetterà una produzione di 4 mila kW l’anno e da quattro turbine eoliche verticali che forniranno 8 mila kWh l’anno. Anche per la Torre Eiffel non potrà mancare un restyling del sistema d’illuminazione, che deviando a favore del LED, consentirà un risparmio superiore al 95%. Così l’edificio simbolo costruito nel 1889 e progettato per durare solo 20 anni, rinascerà completamente, portando con sè la trasformazione dell’intera città.

(Fonte www.rinnovabili.it)

Tegole Fotovoltaiche: Design e Funzionalità!

Con lo sviluppo dell’energia fotovoltaica è cresciuta l’attenzione al design e alla ricerca di soluzioni efficaci per integrare nell’architettura degli edifici gli impianti fotovoltaici. È in quest’ottica che si inserisce la tegola fotovoltaica. Si tratta di un elemento architettonico innovativo che permette la totale integrazione del fotovoltaico nelle strutture abitative.

La tegola, infatti, contiene le celle fotovoltaiche che, dunque, non sono più ingombranti e visibili. Le nuove tegole vengono installate sul tetto andando a sostituire i tradizionali ceppi. Attualmente sono disponibili sul mercato diverse tipologie di tegole fotovoltaiche che si distinguono in base alla struttura e alla tecnologia utilizzate.
C’è la tegola TEGOSOLAR realizzata da Tegola Canadese in collaborazione con United Solar Ovonic. Questo tipo di tegola utilizza celle fotovoltaiche a film sottile in silicio amorfo, a tripla giunzione, che catturano anche la luce diffusa ottenendo una buona resa energetica anche con il cielo nuvoloso e in presenza di nebbia. Le tegole sono, inoltre, flessibili e leggere e non richiedono un elevato ridimensionamento delle strutture base del tetto in cui vengono incassate. Ogni tegola Tegosolar è composta da 11 celle connesse in serie e in parallelo dalla capacità complessiva di 68 W, può essere installata su tetti con una pendenza che varia da 5 ai 60 gradi e non è strettamente vincolata al tipo di esposizione in quanto tollera anche le zone d’ombra.

C’è, poi il TECH-TILE realizzato dalla REM Spa, azienda che studia soluzioni tecnologicamente evolute nel fotovoltaico. La tegola Tech-tile, prodotta con materiali riciclabili, è all’avanguardia in quanto la tecnologia utilizzata nasconde perfettamente le celle fotovoltaiche in tegole dall’aspetto tradizionale. Il sistema Tech-tile si compone di un Techtile Basic per la predisposizione dell’impianto con e senza isolamento termico e acustico, un Techtile Energy per produrre energia elettrica, un Techtile Therm per produrre acqua calda sanitaria e di un Techtile Control per il controllo e la gestione del sistema, completo di termoregolatore e micro USB per la trasmissione dei dati. Ogni tegola Tech-tile è composta da una cella fotovoltaica e per ottenere 1 kWp servono circa 250 tegole.

Dall’azienda PREFA, infine, arrivano la tegola Prefa Solar e il nastro Prefalz Voltaik. Le tegole Prefa sono composte da celle fotovoltaiche monocristalline perfettamente integrate nella struttura e consentono una continuità sia di materiale che di colore grazie alle diverse varianti disponibili sul mercato. Per un corretto funzionamento del prodotto sono necessarie una buona inclinazione del tetto e una giusta esposizione dell’edificio. Il nastro Prefalz Voltaik, invece, è realizzato in silicio amorfo e contiene celle fotovoltaiche collegate in serie.

Tutti questi prodotti rappresentano un’efficace soluzione per l’integrazione architettonica dei sistemi fotovoltaici soprattutto in paesi come l’Italia in cui un’elevata percentuale del territorio è soggetto a vincoli paesaggistici. Grazie alle tegole fotovoltaiche, l’impatto ambientale e paesaggistico degli impianti solari si riduce notevolmente e i tetti delle abitazioni si animano diventando super attivi nella produzione di energia solare.

Le tegole fotovoltaiche potrebbero essere la soluzione per chi abita in un centro storico protetto dalla sovraintendenza ai beni architettonici, che si oppone all’installazione di pannelli sui tetti per motivi estetici.
Al Consiglio Regionale della Toscana l’idea sembra piacere. Speriamo che questi compromessi tra la conservazione del paesaggio e le necessità di autoproduzione energetica possano continuare ad evolversi, con creatività e tecnologie nuove.

Impianto Fotovoltaico: Che cos'è, caratteristiche e fisionomia (PARTE 3)

Come promesso andiamo a vedere cos'è il CONTO ENERGIA!
Il "Conto Energia" è il decreto che stabilisce un incentivo per 20 anni per privati, imprese ed enti pubblici che installano un impianto solare fotovoltaico connesso alla rete elettrica. L'incentivo è proporzionale all'energia elettrica prodotta.

Il conto energia arriva in Italia attraverso la Direttiva comunitaria per le fonti rinnovabili (Direttiva 2001/77/CE), che viene recepita con l'approvazione da parte del Parlamento italiano del Decreto legislativo 387 del 2003. L'avvio del conto energia passa per altre due tappe, in particolare l'approvazione del D.M. 28 luglio 2005 (che fissa i tempi e i termini di attuazione) e la Delibera 188 del 14 settembre 2005 (che stabilisce i modi di erogazione degli incentivi).
Dal 19 settembre 2005 è possibile presentare la domanda al Gestore del sistema elettrico (GRTN) per accedere al conto energia. Nel frattempo GRTN è diventato Gestore dei Servizi Elettrici (GSE) a seguito del passaggio a Terna Spa del ramo d'azienda dedicato alla gestione della rete elettrica.
La copertura finanziaria necessaria all'erogazione di questi importi è garantita da un prelievo tariffario obbligatorio (cod. A3) a sostegno delle fonti rinnovabili di energia, presente dal 1991 in tutte le bollette dell'energia elettrica di tutti gli operatori elettrici italiani. Con la componente A3 sono finanziati anche gli impianti CIP6, tra cui sono presenti non solo quelli alimentati da fonti rinnovabili ma anche quelli alimentati da fonti "assimilate" (cogenerazione, fumi di scarico, scarti di lavorazione e/o di processi industriali, fonti fossili prodotte da giacimenti minori isolati, inceneritori, ecc.); ciò ha di fatto impedito e ritardato lo sviluppo del fotovoltaico poiché la componente A3, per i motivi appena citati, è risultata abbastanza onerosa nel finanziamento di queste ultime (nel nostro paese privilegiate rispetto al fotovoltaico). Da gennaio 2007 non possono più essere finanziati nuovi impianti a fonti "assimilate", ma solo quelli già autorizzati.
Il decreto, pubblicato in prima versione nel 2006, è ora giunto alla Sua quarta versione, studiato con una nuova logica che tende a privilegiare l'esecuzione di impianti piccoli ed ottenere energia distribuita.
Con il Quarto Conto Energia , decreto che fissa i nuovi incentivi per il fotovoltaico, gli incentivi partiranno dal momento in cui i nuovi impianti fotovoltaici saranno allacciati alla rete elettrica, ma in caso di ritardi nella connessione sarà previsto un indennizzo ai proprietari degli impianti.
Uno degli aspetti principali del nuovo decreto riguarda le diverse riduzioni tariffarie che si succederanno nel corso del periodo di validità e che si sono rese necessarie in quanto il costo degli stessi pannelli fotovoltaici si è ormai ridotto rispetto agli anni scorsi. Nonostante i tagli in programma il livello delle tariffe resterà buono e garantirà sicuramente la convenienza degli investimenti negli impianti, siano essi residenziali o industriali.

TARIFFE
Quello che tutti attendevano era il quadro economico dei nuovi incentivi. Sulla scia del 3° conto energia e ispirandosi al modello tedesco, il ministero ha previsto un calo graduale delle tariffe nel corso del 2011 che tocca punte del 20% a dicembre 2011. Per questo primo periodo le tariffe sono fissate di mese in mese con una riduzione che va dai 38,7 cent al kW/h di giugno ai 29,8 cent al kW/h di dicembre per i piccoli impianti tra 1 e 3 kW sugli edifici fino a scendere all'interno di una tariffa compresa tra i 23,1 cent kW/h a giugno e i 17,2 cent al kW/h a dicembre per i grandi impianti oltre i 5 MW non realizzati su edifici.
Riportiamo di seguito le tabelle allegate al decreto che vanno comparate con quella attualmente in vigore.

CLASSI DI POTENZA
Parallelamente sono state individuate anche sei classi di potenza (kWp) e per ognuna di esse è stata individuata la relativa tariffa:

- da 1 a 3 kWp,
- da 3 a 20 kWp,
- da 20 a 200 kWp,
- da 200 a 1.000 kWp,
- da 1.000 a 5.000 kWp,
- oltre 5.000 kWp

Come per il decreto precedente anche la nuova edizione del Conto Energia garantirà una tariffa incentivante per i 20 anni successivi al collegamento dell'impianto stesso, sia esso di proprietà di persone fisiche, giuridiche, soggetti pubblici o condomini.

Come abbiamo detto l'ulteriore riduzione delle tariffe incentivanti rispetto al terzo conto energia è stata prevista sia per adeguare gli incentivi al progredire della tecnologia e dei relativi risparmi per l'installazione di nuovi impianti fotovoltaici, sia per allinearsi alle direttive della Comunità europea. L'obietto di potenza fotovoltaica totale installata a livello nazionale entro il 2016 è di 23 GW, per un costo stimato di 6-7 miliardi di euro.
Le novità più significative sono:

• Distinzione tra piccoli e grandi impianti. I piccoli impianti sono quelli realizzati su edificio di potenza non superiore ad 1 MW, oppure altri impianti fotovoltaici di potenza non superiore a 200 kW e in regime di scambio sul posto, nonché impianti fotovoltaici di qualsiasi potenza realizzati su edifici e aree delle amministrazioni pubbliche. Vengono distinti anche gli impianti fotovoltaici integrati con caratteristiche innovative e gli impianti a concentrazione. Tutti gli altri impianti rientrano tra quelli "grandi".
• Limiti per l'accesso alle tariffe. Per i piccoli impianti che entrano in esercizio dal 1º giugno 2011 al 31 dicembre 2012, non è previsto alcun limite di potenza massima incentivabile, mentre per i grossi impianti il limite è di 300 milioni di € (1200 MW) per il 2011, 150 M€ (770 MW) per il primo semestre 2012 e altri 150 M€ (720 MW) per il secondo semestre 2012. Per i piccoli impianti, nel periodo 2013-2016, il superamento dei limiti di massimo costo/potenza incentivabile non determina l'esclusione all'accesso alla tariffa incentivante, ma determina una riduzione della tariffa sulla base del periodo successivo. L'obiettivo indicativo per il periodo 2013-2016 è di 1361 milioni di €, ovvero 9770 MW di potenza incentivabile. Gli impianti integrati innovativi e quelli a concentrazione, sempre per il periodo 2013-2016, hanno dei limiti di potenza massima incentivabile separati (320 MW in totale per ognuna delle 2 categorie), sempre tenendo in considerazione che il superamento dei limiti non esclude dall'incentivo ma si avrà la tariffa del periodo successivo.
• Il premio relativo alla sostituzione di coperture in eternit o contenenti amianto viene cambiato con un incremento fisso di 0,05 €.
• Viene aggiunto un premio del 10% se almeno il 60% dei componenti (esclusa la manodopera) è prodotto all'interno dell'Unione europea.
• Il prezzo della tariffa incentivante, fissato dall'entrata in esercizio dell'impianto fotovoltaico, verrà progressivamente ridotto, con cadenza mensile per il 2011 e semestrale per il 2012. Gli impianti che entreranno in funzione a partire dal 2013, avranno accesso a 2 diverse tariffe in sostituzione dello scambio sul posto:
  • Tariffa autoconsumo, per l'energia prodotta e autoconsumata.
  • Tariffa omnicomprensiva, per l'energia prodotta e immessa in rete. Questa seconda tariffa è maggiore rispetto a quella per l'autoconsumo, poiché tiene in considerazione una sorta di vendita dell'energia al GSE. Nella pratica, non ci sarà più distinzione tra la quantità di energia scambiata con la rete e quella immessa in eccesso, ma verrà riconosciuta una tariffa "omnicomprensiva".
• Dal collaudo dell'impianto, il gestore della rete ha tempo 30 giorni per l'allacciamento dell'impianto. Nel caso che un eventuale ritardo comporti la perdita del diritto ad una tariffa incentivante, il gestore è tenuto a fornire l'indennizzo previsto dalla delibera ARG/elt 181/10 e successiva integrazione ARG/elt 225/10.
• Gli impianti realizzati su aree agricole potranno accedere al quarto conto energia solo se la potenza nominale non è superiore a 1 MW e, nel caso di più impianti appartenenti ad un unico soggetto, questi dovranno essere distanti almeno 2 km. Inoltre la superficie occupata dall'impianto fotovoltaico non dovrà essere superiore al 10% della superficie totale coltivabile. Questa disposizione non si applica ad aree agricole incolte da più di 5 anni.

PREMI
Per le tipologie di impianti integrati con caratteristiche innovative e impianti a concentrazione si prevede una decurtazione annuale delle tariffe del 2% anziché del 6% oltre a una remunerazione maggiore, che varia a seconda delle dimensioni, rispetto agli impianti tradizionali.
Inoltre particolari tipi di impianti sono beneficiari di ulteriori premi aggiuntivi come gli impianti "a scambio prevedibile" che godono di un aumento del 20% sulla tariffa di riferimento.
Si tratta di installazioni che effettuano, per almeno 300 giorni l'anno, uno scambio con la rete elettrica pubblica regolato su un orario preciso.
Ulteriori bonus del 5% sono previsti invece per impiantì realizzati su edifici che siano collocati presso aree industriali, commerciali, siti contaminati, cave esaurite o aree di pertinenza di discariche, sostituzione di eternit.

Ricordiamo che non si tratta di un finanziamento in conto capitale a fondo perduto necessario per la realizzazione degli impianti, bensì di un meccanismo di incentivi che remunerano l'elettricità prodotta dagli impianti per 20 anni.

Chiariamo subito un dubbio molto comune:
l'incentivo è proporzionale all'energia elettrica prodotta, cioè l'incentivo viene pagato su tutta l'energia prodotta dall'impianto che installiamo, non soltanto su quella in eccesso che riversiamo nella rete elettrica.

L'incentivo non viene pagato dall'ENEL, ma dal GSE, il Gestore dei Servizi Energetici nazionale: il pagamento è mensile, per 20 anni.

Lascio qui il link della guida realizzata dal GSE in pdf (CLICCA QUI); la guida è molto esaustiva ed è da leggere sicuramente per informarsi adeguatamente!
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Impianto Fotovoltaico: Che cos'è, caratteristiche e fisionomia (PARTE 2)

Moduli Fotovoltaici

Come abbiamo detto i moduli fotovoltaici sono dispositivi in grado di convertire l'energia solare direttamente in energia elettrica mediante effetto fotovoltaico. Esteticamente sono simili al pannello solare termico, ma ha scopo e funzionamento molto differenti.
Il pannello solare termico converte la radiazione solare in energia termica mentre come sappiamo i moduli fotovoltaici producono corrente elettrica.



Tipologie costruttive:
Il silicio è in assoluto il materiale più utilizzato nella realizzazione dei moduli fotovoltaici; il silicio è  un elemento chimico della tavola periodica degli elementi. È il secondo elemento per abbondanza nella crosta terrestre dopo l'ossigeno, componendone il 27,7% del peso. Si trova in argilla, feldspato, granito e quarzo, principalmente in forma di biossido di silicio, silicati e alluminosilicati (composti contenenti silicio, ossigeno e metalli). Il silicio è il componente principale di vetro, cemento, semiconduttori, ceramica e silicone.

Nel fotovoltaico il silicio viene ottenuto in wafer che vengono tra loro per poi formare un modulo fotovoltaico. Le tipologie costruttive di celle fotovoltaiche più comuni sono:

• Silicio monocristallino: presentano efficienza dell'ordine del 16-17%. Sono tendenzialmente costosi e, dato che vengono tagliati da lingotti cilindrici, è difficile ricoprire con essi superfici estese senza sprecare materiale o spazio.
• Silicio policristallino: celle più economiche, ma meno efficienti (15-16%), il cui vantaggio risiede nella facilità con cui è possibile tagliarle in forme adatte ad essere unite in moduli.
• Silicio "ribbon": preparate da silicio fuso colato in strati piani. Queste celle sono ancora meno efficienti (13,5-15%), ma hanno l'ulteriore vantaggio di ridurre al minimo lo spreco di materiali, non necessitando di alcun taglio. Un approccio alternativo procede con la ricopertura dell'intero modulo con il materiale desiderato e il successivo disegno delle celle da parte di un laser.
• Silicio amorfo depositato da fase vapore: hanno un'efficienza bassa (8%), ma sono molto più economiche da produrre. Il silicio amorfo possiede un bandgap maggiore del silicio cristallino (1.7 eV contro 1.1 eV): ciò significa che è più efficiente nell'assorbire la parte visibile dello spettro della luce solare, ma fallisce nel raccoglierne la parte infrarossa. Dato che il silicio nanocristallino ha circa lo stesso bandgap del Si-c, i due materiali possono essere combinati creando una cella a strati, in cui lo strato superiore di Si-a assorbe la luce visibile e lascia la parte infrarossa dello spettro alla cella inferiore di silicio nano cristallino.
• CIS: basate su strati di calcogenuri (ad es. Cu(InxGa1-x)(SexS1-x)2). Hanno un'efficienza fino all'11%, ma il loro costo è ancora troppo elevato.
• Celle fotoelettrochimiche: queste celle, realizzate per la prima volta nel 1991, furono inizialmente concepite per imitare il processo di fotosintesi. Questo tipo di cella permette un uso più flessibile dei materiali e la tecnologia di produzione sembra essere molto conveniente. Tuttavia, i coloranti usati in queste celle soffrono problemi di degrado se esposti al calore o alla luce ultravioletta. Nonostante questo problema, questa è una tecnologia emergente con un impatto commerciale previsto entro una decina di anni.

I Moduli possono essere raggruppati in:
-Moduli Cristallini:

• Silicio monocristallino, in cui ogni cella è realizzata a partire da un wafer la cui struttura cristallina è omogenea (monocristallo);
• Silicio policristallino, in cui il wafer di cui sopra non è strutturalmente omogeneo ma organizzato in grani localmente ordinati.

-Moduli a film sottile:

• Silicio amorfo, in cui gli atomi di silicio 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 mostrano 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 l'EROEI, che fornisce valori molto alti (in alcuni casi arrivano anche a 9), il che attesta l'economicità di questa tecnologia.
• Tellururo di cadmio (CdTe): sono i pannelli a film sottile più economici e col più basso rendimento termodinamico. A Maggio 2011, il Consiglio d'Europa ha confermato che non esiste alcun divieto di produzione o installazione di questi pannelli, allo scopo di rispettare gli obiettivi prefisstati in termini di energie rinnovabili ed efficienza energetica; contestualmente, data la sua documentata tossicità, ha inserito il cadmio nella lista dei materiali vietati nelle produzioni elettriche o elettroniche. Il divieto di utilizzo nella produzione di celle fotovoltaiche parte dal 2013.
• 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 per spray-coating, cioè viene letteralmente 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). Viene impiegata soprattutto per applicazioni militari o scientifiche avanzate (come missioni automatizzate di esplorazione planetaria o fotorivelatori particolarmente sensibili). Tuttavia il costo proibitivo del materiale monocristallino a partire dal quale sono realizzate le celle, lo ha destinato ad un impiego di nicchia.
• 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)

Composizione
I moduli in silicio mono o policristallini rappresentano la maggior parte del mercato. Sono tecnologie 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 nastrini metallici, in modo da formare opportune serie e paralleli elettrici. La necessità di silicio molto puro attraverso procedure di purificazione dell'ossido di silicio presente in natura eleva il costo della cella fotovoltaica.
 
Cella fotovoltaica

Cella fotovoltaica

La cella fotovoltaica o cella solare è l'elemento base nella costruzione di un modulo fotovoltaico. La versione più diffusa di cella fotovoltaica, quella in materiale cristallino, è costituita da una lamina di materiale semiconduttore, il più diffuso dei quali è il silicio, e si presenta in genere di colore nero o blu e con dimensioni variabili dai 4" ai 6". Il rendimento della cella fotovoltaica si ottiene valutando il rapporto tra l'energia prodotta dalla cella e l'energia luminosa che investe l'intera sua superficie. Valori tipici per gli esemplari in silicio multicristallino comunemente disponibili sul mercato si attestano attorno al 18%.


Ora vediamo da vicino la costruzione di un modulo fotovoltaico in silicio:
Il modulo fotovoltaico in silicio è costituito da un sandwich di materie prime detto laminato e dai materiali acessori atti a rendere usabile il laminato.

Il laminato viene preparato con i seguenti materiali:

• Vetro (i moduli costruiti in Italia abitualmente usano vetro da 4mm di spessore)
• Etilene vinil acetato - EVA
• Celle mono o poli cristalline
• Backsheet

Il vetro viene usato come base su cui viene steso un foglio di Eva. Sopra all'Eva vengono posizionate le celle rivolte con il lato fotosensibile verso il basso, viene steso un altro foglio di eva e quindi viene steso un foglio di materiale isolante plastico oppure un'altra lastra di vetro. Il vetro è a basso contenuto di ferro per garantire una maggiore trasparenza ai raggi solari ed è temprato. Abitualmente il vetro lascia passare circa il 91,5% dell'insolazione ricevuta. Il sandwich così realizzato viene inviato al laminatore per realizzare la laminazione.
Se la laminazione è stata fatta correttamente il laminato potrebbe resistere alle intemperie per almeno 25/30 anni.

Prestazioni e rendimento:
Le prestazioni dei moduli fotovoltaici sono suscettibili di variazioni anche sostanziose in base:

• al rendimento dei materiali;
• alla tolleranza di fabbricazione percentuale rispetto ai valori di targa;
• all'irraggiamento a cui le sue celle sono esposte;
• all'angolazione con cui questa giunge rispetto alla sua superficie;
• alla temperatura di esercizio dei materiali, che tendono ad "affaticarsi" in ambienti caldi;
• alla composizione dello spettro di luce.
• banda spettrale di radiazione solare assorbita.

Ricerca e innovazioni
La ricerca in campo fotovoltaico è indirizzata verso il miglioramento del rapporto fra efficienza e costo del modulo fotovoltaico. Il basso valore di questo rapporto costituisce il limite più forte all'affermazione su grande scala di questa tecnologia energetica il che si traduce in un alto costo per kilowattora prodotto almeno nel periodo di ammortamento dell'impianto. Quindi la ricerca si indirizza verso la scoperta di materiali semiconduttori e tecniche di realizzazione che coniughino il basso costo con un'alta efficienza di conversione.
Presso l'Università di Toronto nel 2005 è stato inventato un materiale plastico che sfrutta nanotecnologie per convertire in elettricità i raggi solari anche nella banda dell'infrarosso, e che quindi funziona anche con il tempo nuvoloso. Gli autori della ricerca sperano che costruendo pannelli fotovoltaici con questo materiale si possano ottenere prestazioni cinque volte superiori al silicio, tanto che una copertura dello 0,1% della superficie terrestre sarebbe sufficiente a sostituire tutte le attuali centrali elettriche. Il materiale può essere spruzzato su una superficie, come un vestito o la carrozzeria di un'automobile.
Un'importante collaborazione fra Eni e Mit sta orientando gli investimenti nella costruzione di celle fotovoltaiche con materiali che ne aumentino il rendimento rispetto al 15-17% attuale del silicio.
La società cinese Suntech Power Holdings, una delle società leader al mondo, nel piano industriale di dicembre 2010 ha stimato di raggiungere nel 2015 un'efficienza di conversione su larga scala pari al 23%.
Il neonato fotovoltaico organico consente un abbattimento dei costi, pur senza aumento di efficienza. Questa tecnologia usa pigmenti organici al posto dei semiconduttori inorganici e può sfruttare economiche tecniche realizzative di fotolitografia.

Certificazioni:
I moduli fotovoltaici, se impiegati in un impianto fotovoltaico connesso alla rete all'interno dell'Unione Europea, devono obbligatoriamente essere certificati in base alla normativa IEC 61215, che ne determina le caratteristiche sia elettriche che meccaniche. Tra i test più importanti si cita quello per determinarne la potenza in condizioni di insolazione standard, espressa in watt picco (Wp).

(Nella terza parte parleremo, infine, del conto energia; ricordo come sempre l'utile link per ricevere un preventivo senza impegno: CLICCA QUI!)