La decisione di convertire la tua casa all'energia solare potrebbe essere stata facile. Non solo l'energia solare fa bene al pianeta, riduce la nostra dipendenza dai combustibili fossili, ma fa anche bene al tuo portafoglio poiché raccogli risparmi a lungo termine sulle bollette dell'elettricità.
Questo articolo copre questi tipi di pannelli solari in modo più approfondito e mette in evidenza il design dei pannelli solari, materiali e valutazioni di efficienza per ciascuno per aiutarti a selezionare i migliori pannelli solari per la tua casa e bilancio.
Materiali del pannello solare
Mentre impegnarsi per il passaggio al solare può essere facile, la navigazione nel processo di installazione può sembrare un po' opprimente. Scegliere i pannelli da soli richiede una certa ricerca e comprensione della scienza alla base dell'energia solare residenziale.
I pannelli solari sono costituiti da dozzine di celle fotovoltaiche (chiamate anche celle fotovoltaiche) che assorbono la luce solare che colpisce il tetto di una casa e convertono quell'energia in elettricità a corrente continua (CC). La maggior parte dei sistemi solari domestici include un inverter, che cambia l'elettricità CC in corrente alternata (CA) che può quindi alimentare la casa. I backup della batteria possono immagazzinare l'energia solare inutilizzata per l'uso notturno o durante un'interruzione.
Sebbene le marche e gli stili dei pannelli solari siano numerosi, la buona notizia è che ce ne sono solo tre principali tipi di pannelli solari attualmente utilizzati negli impianti solari residenziali: monocristallino, policristallino e pellicola sottile. Diamo un'occhiata più da vicino a ciascuno.
Pannelli solari monocristallini
I pannelli solari monocristallini - i pannelli mono come spesso li chiamano le aziende solari - prendono così il nome perché sono fatti da un unico silicio puro. I pannelli monocristallini sono i più comuni che si trovano sui tetti nei sistemi solari residenziali perché sono il pannello più adatto per piccoli spazi e durano più a lungo del policristallino e del film sottile pannelli.
Esistono due diversi tipi di pannelli monocristallini: emettitore passivato e contatto posteriore (PERC) e bifacciale. I pannelli PERC hanno uno strato conduttivo aggiunto sul retro delle celle per aumentare l'assorbimento di energia. I pannelli PERC sono più comunemente usati nei sistemi solari sui tetti.
Allo stesso modo, i pannelli bifacciali possono assorbire la luce su entrambi i lati, ma a una velocità maggiore rispetto ai pannelli PERC. Per questo motivo, i pannelli bifacciali sono in genere riservati ai sistemi a terra che lasciano entrambi i lati dei pannelli scoperti.
Progettazione di pannelli solari monocristallini
I pannelli monocristallini sono per lo più neri solidi ma hanno uno spazio bianco dappertutto. Il design nero li rende meno evidenti su un tetto. Tuttavia, non sono lucidi come i pannelli a film sottile, che sono completamente neri e giacciono piatti sui tetti.
Materiali per pannelli solari monocristallini
Le celle solari in silicio monocristallino sono prodotte utilizzando il metodo Czochralski, in cui un cristallo seme di silicio viene posto in una vasca fusa di silicio puro ad alta temperatura. Ciò crea un singolo cristallo di silicio, o lingotto, che viene poi diviso in wafer più sottili. Quei wafer costituiscono i pannelli solari.
Pannelli solari policristallini
I pannelli policristallini rappresentano la precedente tecnologia dei pannelli solari e quindi possono essere più convenienti rispetto alla nuova varietà monocristallina. Tuttavia, poiché la tecnologia è più vecchia, i pannelli policristallini non sono efficienti come la loro controparte più moderna. Inoltre, non reggono bene alle alte temperature, quindi non sono raccomandati per l'uso nei climi più caldi tutto l'anno.
Progettazione di pannelli solari policristallini
I pannelli policristallini hanno una tonalità blu a causa del loro processo di produzione. Il colore blu è in realtà un po' marmorizzato nell'aspetto, quindi ci sono alcune variazioni di colore e consistenza da pannello a pannello. I proprietari di case interessati alla creazione di un sottile sistema di pannelli solari dovrebbero optare per pannelli monocristallini su varietà policristalline.
Materiali per pannelli solari policristallini
I pannelli policristallini sono costituiti da celle solari al silicio, le stesse dei pannelli monocristallini. La differenza sta nel processo di raffreddamento dei pannelli policristallini, che crea più cristalli anziché uno solo.
I pannelli policristallini utilizzati nei sistemi solari domestici hanno in genere 60 celle solari, che producono da 240 a 300 watt di potenza. Il pannello solare residenziale medio, in confronto, contiene 72 celle e genera da 300 a 400 watt di elettricità.
Pannelli solari a film sottile
A causa della loro minore efficienza, le celle solari a film sottile sono più spesso utilizzate nelle grandi installazioni solari industriali in cui lo spazio non è un vincolo. Al contrario, i pannelli a film sottile possono essere una buona opzione per progetti solari più piccoli, come l'alimentazione di una barca, e piccoli edifici commerciali, come magazzini, con tetti metallici sottili.
Design del pannello solare a film sottile
I pannelli a film sottile hanno l'aspetto più elegante tra i tipi a tre pannelli. Poiché sono completamente neri, piatti e flessibili nella forma e nelle dimensioni, si fondono facilmente su una casa tetto e non richiedono la costruzione di ponteggi che spesso pannelli monocristallini e policristallini fare.
Tuttavia, i pannelli a film sottile non sono efficienti, quindi ne servirebbero molti di più, forse anche abbastanza da coprire l'intero tetto, per generare energia per una casa. Ciò potrebbe comportare costi complessivi più elevati e un aumento delle istanze di problemi del pannello, guasti e degrado generale nel tempo.
Materiali per pannelli solari a film sottile
Un sottile strato di una sostanza fotovoltaica come il silicio amorfo o il tellururo di cadmio viene posizionato su una superficie solida, spesso vetro, per creare un pannello a film sottile. La scelta della sostanza fotovoltaica utilizzata nel processo di produzione creerà diversi pannelli a film sottile, inclusi alcuni altamente flessibili.
Confronta i principali tipi di pannelli solari
Costi del pannello solare
Dal punto di vista per pannello, i pannelli monocristallini sono i più efficienti e quindi i più costosi. I pannelli policristallini possono effettivamente essere realizzati utilizzando frammenti di cristallo rimasti dalla produzione di pannelli monocristallini. Poiché i costi di produzione sono inferiori e il processo di produzione è più semplice, i pannelli policristallini sono molto meno costosi dei pannelli monocristallini. I pannelli a film sottile tendono ad essere il tipo più economico di pannello solare in generale a causa della loro struttura ultraleggera e sottile.
Costo medio per watt:
- Film sottile: $ 0,43–$.70
- Monocristallino: $.32–$1.50
- Policristallino: $.70–$1.50
Efficienza del pannello solare
Più elettricità può generare un pannello solare, maggiore è il grado di efficienza. Ciò significa anche che i pannelli più efficienti occuperanno la minor quantità di spazio e meno sarà necessario per un sistema solare domestico funzionante.
L'efficienza è influenzata dai cambiamenti della luce solare durante il giorno poiché i cieli nuvolosi ridurranno ovviamente la quantità di energia che i pannelli solari possono assorbire. Elevati livelli di calore possono anche avere un impatto negativo sull'efficienza energetica. I pannelli accumulano calore durante il giorno e questo può ridurre la potenza in uscita fino al 25% durante quei periodi.
Sia i pannelli monocristallini che quelli policristallini sono adatti per la maggior parte dei luoghi che ricevono una quantità media di luce solare e hanno fluttuazioni di temperatura stagionali. I pannelli a film sottile hanno un coefficiente di temperatura inferiore rispetto agli altri due tipi di pannelli, quindi potrebbero essere una buona opzione per le persone che vivono in climi più caldi o in aree che ricevono più luce solare annuale.
Sebbene queste lievi variazioni influiscano su tutti i tipi comuni di pannelli, le varietà a più alta efficienza tengono conto delle fluttuazioni e le compensano in termini di potenza complessiva.
Di seguito è riportata una ripartizione delle valutazioni di efficienza e della capacità di alimentazione di ciascuno dei diversi tipi di pannelli solari.
- Monocristallino:
- Efficienza: oltre il 20%
- Capacità di alimentazione: fino a 300 watt
- Policristallino:
- Efficienza: 15–17%
- Capacità di alimentazione: 240–300 watt
- Pellicola sottile:
- Efficienza: 6–15%
- Capacità di alimentazione: nessuna misura standard, poiché i pannelli a film sottile non hanno dimensioni uniformi, ma generalmente una resa inferiore rispetto ai pannelli cristallini
Fattori da considerare quando si seleziona un tipo di pannello
Oltre all'esposizione alla luce solare e al calore, ci sono molti altri fattori che possono influire sulle prestazioni di un pannello solare.
Valutazione della grandine
I pannelli solari vengono testati per l'impatto della grandine facendo cadere piccole sfere d'acciaio da una certa altezza o sparando palline di ghiaccio direttamente sui pannelli per simulare la grandine.
I pannelli monocristallini e policristallini sono realizzati con materiali più spessi e possono quindi resistere a colpi di grandine a velocità fino a 50 miglia orarie. I pannelli solari a film sottile, invece, sono meno in grado di resistere alla grandine perché sono più leggeri e flessibili.
Valutazione dell'uragano
Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti mantiene un elenco di specifiche consigliate per i pannelli solari in termini di capacità di resistere a forti tempeste come gli uragani. I pannelli che soddisfano queste specifiche saranno progettati con un meccanismo di bloccaggio o fissaggio per evitare che diventino portati dal vento. Anche in questo caso, i pannelli monocristallini e policristallini, per la loro costruzione, sono più pesanti e più modificabili con dispositivi di fissaggio rispetto ai pannelli a film sottile.
Conclusione: scegliere il pannello solare giusto
Per la maggior parte dei sistemi solari residenziali, i pannelli solari monocristallini sono l'opzione migliore. Sebbene siano più costosi dei pannelli policristallini, i pannelli monocristallini sono più performanti e duraturi. Ciò significa che, nonostante il costo più elevato, l'aumento dell'efficienza e della potenza erogata dai pannelli monocristallini potrebbe effettivamente farti risparmiare denaro nel tempo in termini di bollette elettriche.
Tuttavia, i pannelli policristallini sono ancora un'opzione pratica per coloro che vogliono passare al solare ma non possono permettersi il costo dei pannelli monocristallini. Tieni presente che se l'estetica è importante per te, i pannelli policristallini sono i più evidenti e forse, obsoleti, dei tre tipi di pannelli solari.
Non raccomandiamo l'uso di pannelli a film sottile nel tuo impianto solare residenziale a causa della loro inefficienza e carenze di durabilità a lungo termine. Tuttavia, se si desidera alimentare un capannone, un'officina, una barca o un veicolo ricreativo, i pannelli a film sottile possono essere un'opzione conveniente in un design sottile.
Comprendere le differenze nei tipi di pannelli solari, per non parlare delle opzioni disponibili per marca, può essere schiacciante. La maggior parte delle società di installazione di pannelli solari consiglierà un tipo e una marca di pannelli in base alle esigenze della tua casa e al tuo budget. Ti consigliamo di contattare Momentum Solar per assistenza con la progettazione del tuo sistema solare residenziale e la selezione dei pannelli solari.
Domande frequenti sull'energia solare residenziale
La maggior parte delle case avrà bisogno di circa 30 pannelli solari. Tale stima si basa su un consumo energetico medio di 1.000 kilowatt all'ora e con pannelli da 320 watt installati. Tuttavia, il numero esatto di pannelli di cui avrai bisogno dipende dalle dimensioni della tua casa, dallo spazio disponibile sul tetto e dal tuo consumo energetico domestico medio mensile.
Sì, in molti casi puoi gestire una casa completamente con l'energia solare. Tuttavia, l'energia solare non è necessariamente una soluzione praticabile per ogni casa.
Dovresti prima considerare:
- La quantità di elettricità attualmente utilizzata su base mensile
- La quantità di luce solare che riceve la tua casa
- Se il tuo tetto può ospitare pannelli solari
Se hai un fabbisogno energetico eccessivamente elevato e/o vivi in una zona molto ombreggiata, i pannelli solari potrebbero non generare abbastanza elettricità per far funzionare la tua casa. Allo stesso modo, se il tuo fabbisogno energetico è normale ma hai uno spazio limitato sul tetto, la potenza del tuo sistema solare sarà notevolmente ridotta.
Tutti i tipi di pannelli solari si degradano a un tasso di circa l'1% all'anno. Si tratta di normale usura senza l'inclusione di condizioni meteorologiche avverse o variazioni di temperatura. Se installati correttamente, i pannelli dovrebbero durare dai 25 ai 30 anni, che è la gamma standard per le garanzie sulle prestazioni.
Tuttavia, i pannelli monocristallini sono i più durevoli dei tre tipi di pannelli solari. Con la manutenzione ordinaria e l'esposizione limitata a condizioni meteorologiche estreme, i pannelli monocristallini possono continuare a funzionare, anche se a un livello di produzione sempre più basso, fino a 50 anni.
I due principali svantaggi dell'energia solare sono il costo iniziale e le limitazioni delle dimensioni e dell'ubicazione della casa rispetto alle dimensioni del sistema. Mentre i pannelli solari possono farti risparmiare denaro a lungo termine, richiedono una forte iniziale investimento, ovunque da $ 11.000 a $ 50.000, e possono essere necessari diversi anni prima che inizi a vedere un ritorno quell'investimento.
Inoltre, lo spazio disponibile sul tetto può limitare notevolmente le dimensioni del sistema solare di una casa. Ciò significa che i proprietari di case che desiderano passare al solare potrebbero dover utilizzare un sistema che non è abbastanza grande per soddisfare le loro esigenze quotidiane o abbandonare del tutto l'idea.