Qual è il pannello fotovoltaico più efficiente?

Per coloro che cercano i pannelli solari più efficienti per il proprio sistema di energia solare fotovoltaica, la prima cosa che devi sapere è come confrontare le metriche di efficienza per diversi marchi di produttori di pannelli fotovoltaici. L’efficienza del pannello solare è una metrica utile utilizzata per determinare la quantità di energia prodotta da un pannello solare rispetto ad altri prodotti. Molti consumatori e persone del settore solare considerano l’efficienza energetica il criterio più importante per valutare la qualità di un pannello solare.

Sebbene sia un criterio importante, non è l’unico da considerare quando si valuta se installare un particolare pannello fotovoltaico. L’efficienza del pannello solare si riferisce alla capacità del pannello di convertire l’energia ricevuta in elettricità.

In pratica, l’efficienza del pannello solare è una misura della quantità di energia solare (irraggiamento) che cade sulla superficie di un pannello e viene convertita in elettricità. A causa dei numerosi progressi recenti nella tecnologia delle celle solari negli ultimi decenni, l’efficienza media di conversione dei pannelli è aumentata dal 15% al 20%. Questo grande salto di efficienza ha portato la potenza di uscita di un pannello di dimensioni standard a passare da 250W a 340W.

Cosa è l’efficienza di un pannello fotovoltaico

L’efficienza del pannello solare fotovoltaico è una misura della capacità di un pannello solare di convertire la luce solare in elettricità utilizzabile. Data la stessa quantità di luce solare che splende per la stessa durata di tempo su due pannelli solari con classi di efficienza diverse, il pannello più efficiente produrrà più elettricità rispetto al pannello meno efficiente. L’efficienza dei pannelli solari è determinata dalla produzione di elettricità da parte delle celle solari, che a sua volta è influenzata dalla composizione delle celle, dalla configurazione elettrica, dai componenti circostanti e altro ancora.

Data la stessa quantità di luce solare che splende per la stessa durata di tempo su due pannelli solari con classi di efficienza diverse, il pannello più efficiente produrrà più elettricità rispetto al pannello meno efficiente. L’efficienza dei pannelli solari dipende dalla produzione di elettricità da parte delle celle solari, che a loro volta sono influenzate dalla composizione, dalla configurazione elettrica, dai componenti circostanti e altro ancora.

In termini pratici, per due pannelli solari della stessa dimensione fisica, se uno ha un’efficienza del 21% e l’altro ha un’efficienza del 14%, il pannello con un’efficienza del 21% produrrà il 50% in più di chilowattora (kWh) di elettricità alle stesse condizioni del pannello con un’efficienza del 14%. Pertanto, il massimizzare l’uso di energia e il risparmio sulle bollette elettriche dipende in gran parte dall’efficienza dei pannelli solari di alto livello.

L’efficienza totale del pannello viene misurata in condizioni di test standard (STC), sulla base di una temperatura della cella di 25 °C, irraggiamento solare di 1000 W/m2 e massa d’aria di 1,5. L’efficienza (espressa in %) di un pannello è calcolata dalla potenza nominale massima (W) a STC, divisa per l’area totale del pannello in metri, secondo la formula:

Quanto sono efficienti i pannelli solari?

La maggior parte dei pannelli solari fotovoltaici hanno un’efficienza compresa tra il 15% e il 20%, con valori anomali su entrambi i lati dell’intervallo. I pannelli solari di alta qualità possono superare il 22% di efficienza in alcuni casi (e quasi raggiungere il 23%!), ma la maggior parte dei pannelli fotovoltaici disponibili non ha un’efficienza superiore al 20%.

Ecco i primi cinque migliori produttori di pannelli solari nel 2019, classificati in base al pannello solare più efficiente che hanno da offrire: SunPower (22,8%); LG (22,0%); REC Solar (21,7%); CSUN (21,2%); Solaria (20,5%). Come si vede, i pannelli fotovoltaici più efficienti oggi sul mercato hanno un’efficienza fino al 22,8%, mentre la maggior parte dei pannelli varia dal 15% al ​​17%.

I pannelli SunPower sono noti per essere il marchio di pannelli solari più efficiente disponibile sul mercato. Anche se avranno un prezzo più alto, SunPower sarà spesso il preferito dai consumatori per chiunque si preoccupi dell’efficienza come metrica di interesse principale. Tuttavia, vi sono fattori da considerare prima di scegliere i pannelli solari migliori su cui puoi mettere le mani.

Produzione massima o offset massimo: se il tuo obiettivo è massimizzare la quantità di elettricità prodotta dal tuo sistema, oppure vuoi assicurarti di acquistare la quantità minima di elettricità dal tuo fornitore, ma la quantità di spazio sul tetto che hai a disposizione per installare i pannelli solari è limitata in quanto a dimensione, si può scegliere di installare pannelli solari ad alta efficienza. Ciò ti garantirà la massima produzione dal tuo sistema di pannelli solari.

Costo contro valore: i pannelli solari più efficienti tendono a costare di più rispetto alle loro controparti meno efficienti. Potresti voler analizzare se tale differenza di costo iniziale è giustificata dall’aumento del risparmio ottenuto dalla generazione di più elettricità durante il ciclo di vita del tuo sistema di energia solare. Una maggiore produzione di elettricità significa che devi acquistare meno energia dalla tua utility e ciò può generare una redditività più elevata.

In termini ambientali, una maggiore efficienza significa che un pannello solare ripagherà l’energia incorporata (energia utilizzata per estrarre le materie prime e produrre il pannello solare) in meno tempo. Sulla base di un’analisi dettagliata del ciclo di vita, la maggior parte dei pannelli solari a base di silicio ripagano già l’energia incorporata in 2 anni.

Tuttavia, poiché l’efficienza del pannello è ormai aumentata oltre il 20%, il tempo di recupero dell’investimento si è ridotto a meno di 1,5 anni in molte località. Una maggiore efficienza significa anche che un sistema fotovoltaico genererà più elettricità durante la vita media di oltre 20 anni di un pannello solare e rimborserà il costo iniziale prima, il che significa che il ritorno sull’investimento (ROI) sarà ulteriormente ridotto.

Il termine efficienza è molto diffuso, ma un pannello leggermente più efficiente non sempre equivale a un pannello di qualità migliore. Molte persone considerano l’efficienza il criterio più importante nella scelta di un pannello solare, ma ciò che conta di più è la qualità di produzione che è correlata alle prestazioni del mondo reale, all’affidabilità, al servizio del produttore e alle condizioni di garanzia.

Cosa determina l’efficienza del pannello solare?

L’efficienza del pannello è determinata da due fattori principali; l’efficienza della cella fotovoltaica (PV), basata sul design della cella e sul tipo di silicio, e l’efficienza totale del pannello, sulla base del layout della cella, della configurazione e delle dimensioni del pannello. L’efficienza della cella è determinata dalla struttura della cella e dal materiale di silicio di base utilizzato, che è generalmente di tipo P o di tipo N.

Ci sono diversi altri fattori che determinano l’efficienza di un pannello solare. Fondamentalmente, l’efficienza del pannello solare è determinata dalla quantità di luce solare in entrata che il pannello solare può convertire in elettricità utilizzabile. Ma quali fattori determinano il tasso di conversione finale? Ci sono diversi elementi che ricercatori e produttori di celle solari prendono in considerazione quando progettano e producono pannelli solari efficienti:

  • Materiale: il tipo di materiale (silicio monocristallino, silicio policristallino, tellururo di cadmio, etc.) influenza il modo in cui la luce si converte in elettricità.
  • Cablaggio e bus: l’organizzazione di cavi e il “busbar” su un pannello solare che effettivamente cattura e trasferisce l’elettricità impatta sull’efficienza.
  • Riflessione: se la luce viene riflessa da un pannello solare, l’efficienza potrebbe diminuire. Questo è il motivo per cui lo strato di vetro sopra le celle solari in silicio è così importante.

Inoltre, fattori come la capacità di assorbire la luce su entrambi i lati di una cella (pannelli solari bifacciali) e la capacità di assorbire lunghezze d’onda variabili della luce (pannelli solari multigiunzione) cambiano l’equazione di efficienza per i pannelli solari. Tutto sommato, ci sono una moltitudine di leve che scienziati e ricercatori possono utilizzare quando lavorano per migliorare l’efficienza dei pannelli solari. Alla fine, si tratta di convertire più luce solare in entrata in elettricità.

L’efficienza complessiva del pannello può essere influenzata da molti fattori tra cui; temperatura della cella, livello di irraggiamento, tipo di cella e interconnessione delle celle. Sorprendentemente, anche il colore del foglio nero protettivo del pannello può influire sull’efficienza. Un backsheet nero potrebbe sembrare esteticamente più gradevole, ma assorbe più calore con conseguente aumento della temperatura della cella e aumenta la resistenza, che a sua volta riduce leggermente l’efficienza di conversione totale.



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