Quando usare i pannelli fotovoltaici a film sottile

In un mondo in cui nuovi pannelli solari e innovazioni nella tecnologia solare stanno emergendo quasi ogni mese, i proprietari di case hanno molte opzioni di pannelli tra cui scegliere. Tra le molte innovazioni nello spazio di produzione dei pannelli, nessuna potrebbe essere più attraente e visivamente eccitante dei pannelli solari fotovoltaici a film sottile. In questo articolo approfondiremo ciò che distingue il film sottile dai pannelli fotovoltaici (FV) in silicio standard e offriremo alcune informazioni su quando il fotovoltaico a film sottile è un’opzione ideale per i proprietari di case e il mercato residenziale.

I pannelli solari a film sottile sono pannelli costruiti con materiali leggeri e spesso flessibili. Non sono ancora competitivi con i tradizionali prodotti solari residenziali, ma stanno mostrando un potenziale in crescita.

Vantaggi dei pannelli solari a film sottile

Molti pannelli solari flessibili disponibili sul mercato per i proprietari di case rientrano nella categoria dei “pannelli a film sottile”. Un pannello fotovoltaico a film sottile è realizzato con strati che sono oltre 300 volte più sottili dei pannelli solari in silicio standard, il che conferisce loro un profilo molto più sottile rispetto ai pannelli fotovoltaici tradizionali a cui siamo abituati.

Le celle solari a film sottile sono in uso da oltre 30 anni. La loro prima applicazione è stata nel calcolatore ad energia solare, qualcosa che la maggior parte dei bambini e degli impiegati hanno avuto ad un certo punto della loro vita. Questa applicazione conteneva una piccola quantità di silicio amorfo.

Ora sono in uso sistemi molto più grandi e le loro applicazioni includono cose come la costruzione di sistemi integrati, fattorie solari e veicoli di nuova generazione, ma le quote di questa tecnologia sono in calo da anni. Ciò è dovuto principalmente al massiccio calo del prezzo dei pannelli solari in silicio cristallino per cui anche i pannelli a film sottile sono diminuiti di prezzo. Ciò ha causato la demotivazione per l’installazione e l’uso di pannelli solari flessibili, più economici ma meno efficienti.

Le celle solari a film sottile provengono da celle solari di seconda generazione, che vengono create stratificando più di una pellicola sottile di materiale fotovoltaico su una base composta da un substrato di plastica, metallo o vetro. Il risultato finale è un pannello molto più sottile della media dei pannelli solari monocristallini o policristallini. Questo li rende flessibili e più leggeri Ciò significa anche che il tetto deve supportare solo una struttura molto leggera che non richiede rack.

Anche il costo di produzione è inferiore, il che, a sua volta, riduce il costo di acquisto. Oltre a ciò, i pannelli a film sottile hanno una speciale configurazione a strati che utilizza tutta la capacità del diverso materiale di assorbire la luce al massimo delle loro potenzialità. Questo in modo che le celle non finiscano per perdere la stessa percentuale di efficienza degli altri modelli quando sono in ombra o il cielo è nuvoloso.

Svantaggi dei pannelli fotovoltaici a film sottile

Lo svantaggio, tuttavia, è che i pannelli solari a film sottile sono meno efficienti, hanno una durata inferiore rispetto ai pannelli fotovoltaici tradizionali e occupano molto più spazio rispetto ai loro concorrenti. Questo li rende più adatti a scopi commerciali rispetto a quelli residenziali. I più grandi parchi fotovoltaici del mondo sono realizzati con celle solari a pannelli sottili.

L’ostacolo più comune per i pannelli fotovoltaici a film sottile è la loro minore efficienza rispetto ai pannelli classici. Oggi, le valutazioni di efficienza per i pannelli monocristallini o policristallini medi oscillano tra il 16 e il 20 percento. I pannelli solari a film sottile, d’altra parte, offrono tipicamente un’efficienza compresa tra l’11 e il 13 percento. Tuttavia, i test sui pannelli a film sottile nel 2016 hanno dimostrato un’efficienza superiore al 25% e si prevede che il ritardo di efficienza del film sottile verrà risolto negli anni a venire.

Questa efficienza ridotta significa che avrai bisogno di più pannelli solari per produrre la stessa quantità di energia, il che può essere un ostacolo per alcuni progetti solari con spazio sul tetto limitato per l’installazione. In compenso, poiché i pannelli a film sottile possono essere modellati per adattarsi alla superficie su cui sono installati, possono essere facilmente installati su strutture meno convenzionali come le pensiline per auto, oltre che sui tetti bombati dei capannoni.

Inoltre, i pannelli fotovoltaici a film sottile non sono adatti per molti progetti solari sui tetti domestici, perché potrebbe non esserci abbastanza spazio sul tetto per produrre la quantità di energia desiderata. In tal caso, conviene orientarsi sui pannelli con la maggiore efficienza disponibili sul mercato, che sono i pannelli al silicio monocristallini e alcuni modelli policristallini.

Confronto tra film sottile e pannelli mono- e policristallini

A seconda del tipo di materiale fotovoltaico utilizzato, le celle fotovoltaiche a film sottile sono classificate in quattro diversi tipi, che sono:

  1. Silicio amorfo (a-Si) e altro silicio a film sottile (TF-Si)
  2. Tellururo di cadmio (CdTe)
  3. Deseleniuro di rame indio gallio (CIS o CIGS)
  4. Celle solari sensibilizzate con colorante (DSC) e altre celle solari organiche

In termini di compensazione del carbonio, i pannelli solari a film sottile hanno un vantaggio importante rispetto ai pannelli tradizionali. Il silicio richiesto per i pannelli standard è molto più significativo dei pannelli a film sottile, il che significa che le emissioni richieste per creare una cella e un pannello a film sottile sono molto inferiori rispetto ai pannelli mono o policristallini.

Tuttavia, questo “vantaggio ambientale” delle celle solari a film sottile può essere annullato dal fatto che il film sottile contiene spesso quantità moderate di cadmio, un noto cancerogeno. Se questa è una delle maggiori preoccupazioni per te, i pannelli a film sottile CIGS saranno una scommessa migliore in quanto sono prodotti praticamente senza cadmio.

Un’altra potenziale soluzione per questo è cercare un impianto fotovoltaici con tecnologia CdTe al fine di garantire che l’impianto a pannelli non sia nelle immediate vicinanze della tua casa o cortile. L’efficienza è stato l’ultimo fattore decisivo che ha impedito ai pannelli a film sottile di prendere piede nel mercato fotovoltaico residenziale, avendo un impatto significativo sulle dimensioni fisiche del sistema e sulla produzione di elettricità.

Il film sottile ha senso per applicazioni residenziali?

I pannelli solari a film sottile hanno visto la maggior parte del loro utilizzo fino ad oggi in installazioni su scala commerciale e di investimento come fattorie di pannelli solari, impianti fotovoltaici per le aziende, per scuole o università. Il concetto di “economie di scala” è dunque al lavoro con la tecnologia dei pannelli a film sottile perché i pannelli leggeri e versatili sono facili da installare.

Pertanto, più grande è il sistema installato, più conveniente diventa poiché i costi di installazione ridotti compensano le perdite di uscita in watt del pannello dovuta a minori efficienze. Detto questo, però, c’è ancora un’opportunità per il film sottile nel settore residenziale: le case più grandi con uno spazio adeguato sul tetto possono beneficiare di un’installazione con economia di scala e dei vantaggi estetici del “senza cornice” e dell’installazione su vetro, comunemente offerta dai principali produttori.

Se l’estetica è una forte priorità per la tua installazione fotovoltaica, il film sottile potrebbe quindi diventare il modo più economico per ottenere l’aspetto che desideri. Poiché l’efficienza del mercato di questi pannelli continua ad aumentare (come previsto), il film sottile potrebbe fare presto un più forte ingresso nel mercato residenziale. Solo il tempo, però, lo dirà.

Indipendentemente dalla tua preferenza per i pannelli a film sottile o wafer di silicio, è importante ottenere alcune cifre riguardanti il ​​costo stimato della tua installazione, il risparmio sulla bolletta elettrica a lungo termine e il periodo di rimborso. Alcuni software offre stime istantanee personalizzate in base al tetto e alle offerte locali nella tua zona e può offrire informazioni sui costi e sui vantaggi dell’utilizzo del fotovoltaico.

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