(Seconda puntata. Vai alla prima puntata)

Una volta stabiliti i principi su cui si basa tutto l’ambaradam che va sotto il nome di sistema fotovoltaico (cosa che abbiamo fatto nella puntata precedente) cercheremo adesso di passare in rassegna aspetti più concreti della problematica legata ai pannelli solari fotovoltaici.

Punto primo
La prima considerazione da fare, anche alla luce di quanto emerso nella puntata precedente, é che la componente critica di tutto il sistema é costituita dai cosiddetti moduli fotovoltaici. Da soli, infatti, costituiscono più del 50/60% del valore dell’impianto. La tecnologia che essi richiedono in fase di costruzione é infatti molto costosa e per di più non é mutuabile da altre applicazioni (come può essere invece il caso dell’inverter, ampiamente collaudato per i treni, gruppi elettronici di soccorso per i PC ecc.) (vedi puntata precedente).

Scendiamo ancor più nel dettaglio perchè, per complicare ulteriormente le cose, la tecnologia impiegata non é unica o univoca. Bisogna infatti sapere che il punto di partenza per qualsiasi tipologia di impianto, almeno finora, é il “silicio“. Ma già  di questo ne esistono (come accennato la volta scorsa) due versioni che da sole coprono il 90% della produzione: il silicio monocristallino e il silicio policristallino.Altre tecnologie alternative sono quelle del silicio amorfo (4% della produzione di pannelli), e delle celle a film sottile (brevetto giapponese, 5% della produzione mondiale), di cui fornisco di seguito qualche dettaglio.

Per applicazioni particolari il mercato dei produttori propone il silicio amorfo che, per il processo produttivo, differisce in maniera sostanziale dai prodotti in cristallino [...] Differisce in maniera sostanziale dalle tecnologie in cristallo, essendo il materiale attivo disponibile in forma di gas e depositato su diversi tipi di superfici di sostegno. [...] La tecnologia del film sottile non offre le stesse garanzie di stabilità  nel tempo del rendimento delle celle. (vedi “La tecnologia fotovoltaica, stato dell’arte e potenzialità  di impiego nei processi produttivi”, edizione aggiornata 2006, edito da Area Science Park di Trieste

Celle a film sottile
Sono composte da strati di materiale semiconduttore (non sempre é presente il silicio), depositati generalmente come miscela di gas su supporti a basso costo (vetro, polimeri, alluminio) che danno consistenza fisica alla miscela. [...] Tra queste tecnologie si sono affermate, oltre alla tecnologia di produzione delle celle tradizionali in silicio amorfo, quelle per la produzione di celle a film sottile in CDTE (telloruro di cadmio), di celle in GaAs (arseniuro di gallio, rendimento di laboratorio 35%) e celle in CIS (diseliniuro doppio rame e iridio).

Come riferiscono gli esperti della materia, le celle a film sottile, che non necessariamente fanno capo al silicio, sono le più innovative e dovrebbero svincolarci in futuro dalla dipendenza dal silicio. Almeno in teoria. In pratica la loro produzione é molto ridotta a causa anche delle difficoltà  intrinseche, in quanto questo materiale non si presta alla costruzione di impianti fotovoltaici di potenza elevata.

Questa digressione era necessaria, e spero anche utile, a far comprendere come si sta muovendo attualmente la ricerca; senza dimenticare però che ci sta maggiormente a cuore la scelta dell’impianto più adeguato alle proprie esigenze (il concetto di base, che svilupperò in una puntata successiva, é se convenga davvero, almeno dal punto di vista del portafoglio, ma ci potrebbero essere anche altre considerazioni di carattere ambientale, installare un impianto fotovoltaico).

Tornando comunque al silicio, la tecnologia in assoluto più diffusa, occorre sapere che il materiale di partenza é in genere un minerale (carbone, per esempio) dal quale si estrae, attraverso vari procedimenti di purificazione, il cosiddetto “silicio di grado solare“.

A questo punto, operando opportunamente, si crea una sorta di salsicciotto del diametro di quindici centimetri circa, e lungo un metro/un metro e mezzo (silicio monocristallino), oppure un blocco molto consistente di silicio policristallino. È facile comprende perchè questa tecnologia sia così costosa. Viene infatti utilizzata una gran quantità  di materia prima. Inoltre, del blocco di partenza ne va sprecato attorno al 40% per il taglio, che “affetta” materialmente le lamine sottilissime di silicio.

Materia prima
Per costruire un pannello fotovoltaico é necessaria una quantità  tale di silicio quanta ne basterebbe per qualche migliaio di computer.
Le fettine di silicio ottenute subiscono un trattamento di metallizzazione sulla parte posteriore, mentre sulla parte anteriore si interviene con fosforo e altro per favorire la migrazione degli elettroni, il cui movimento sarà  responsabile del circuito elettrico. Il procedimento appena descritto richiede grandi investimenti in macchinari e in conoscenze specifiche in tecnologia, come si può facilmente immaginare, coperta da brevetto.

Conclusione
Le tecnologie relative ai pannelli solari sono di diverso tipo.
Diverse sono anche le prestazioni. Ogni tipologia di pannello ha infatti un proprio range di prestazioni sensibilmente diverse, con un margine di variabilità  abbastanza ampio. Per esempio, un pannello da 1,60 m x 85 cm (modulo standard da 72 celle) può avere una potenza che varia tra 150 e 180 W. Ciò é dovuto alla qualità  dei componenti delle singole celle.
Le celle vengono infatti fornite sulla base di una scala di prestazione, che può fare variare anche notevolmente il prezzo.

Prezzo e prestazione
Le offerte “stracciate” quando si acquista un impianto solare possono nascondere qualche sorpresa.
E quest’ultima potrebbe annidarsi nella resa dei singoli pannelli che sarebbero appunto “economici” a causa del loro scarso rendimento. Una scelta di cui ci si potrebbe pentire amaramente nel tempo, essendo l’impianto programmato per oltre trent’anni o più.
Sarebbe quindi opportuno che il venditore specificasse l’effettiva prestazione di ogni pannello e dell’impianto nel suo complesso.