Qual è la differenza fra una cella solare e un pannello fotovoltaico?

Sei confuso sulla differenza tra pannelli solari e celle fotovoltaiche? Nonostante siano spesso usati in modo intercambiabile, i pannelli solari e le celle sono due parti molto diverse del tuo sistema solare fotovoltaico. Molte persone non conoscono la differenza tra celle fotovoltaiche e pannelli solari. Sebbene utilizzati in modo intercambiabile sul tuo sistema solare fotovoltaico, questi due sono completamente diversi. In questo articolo, daremo uno sguardo approfondito a qual è la differenza tra pannelli fotovoltaici e celle solari. Ti aiuteremo anche a capire come utilizzare correttamente i due termini.

Il ruolo delle celle fotovoltaiche

Per iniziare, esamineremo prima il ruolo delle celle fotovoltaiche nel tuo sistema solare fotovoltaico. Le tue celle solari producono elettricità tramite l’effetto fotovoltaico, dove la luce solare crea elettricità in alcuni materiali facendo cadere i loro elettroni esterni.

Senza entrare troppo nel tecnico, le celle fotovoltaiche possono essere realizzate sia da materiale monocristallino che policristallino e sono costituite da diversi strati, i più importanti dei quali sono i due semiconduttori al centro. Il semiconduttore superiore è uno strato negativo, poiché gli atomi del materiale contengono elettroni extra, che trasportano una carica negativa. Al contrario, il semiconduttore inferiore è uno strato positivo, poiché gli atomi del materiale hanno elettroni mancanti.

Quando la luce solare colpisce il semiconduttore superiore, gli elettroni liberi si eccitano, vengono rilasciati e quindi attratti dallo strato positivo sottostante. Si forma una barriera tra i due strati, poiché i conduttori su entrambi gli strati costringono gli elettroni a viaggiare intorno alla cella, creando una corrente elettrica. I conduttori quindi spingono questa corrente fuori dalla cella e in un carico elettrico, che cattura l’energia prodotta dalla cella fotovoltaica. Gli elettroni alla fine rientrano nella cellula e il processo si ripete.

Il ruolo dei pannelli solari

Poiché le celle fotovoltaiche generano solo una quantità limitata di energia, numerose celle sono collegate fra loro per creare un pannello solare. Lavorando insieme, più celle solari generano correnti più elevate e quindi più energia. Inoltre, sigillando più celle insieme, il pannello funge da custodia protettiva in cui le celle possono esistere. Ciò significa che le celle solari sono meno suscettibili ai danni da fattori esterni, comprese le intemperie come la grandine.

L’elettricità in corrente continua (CC) generata dai pannelli solari viene quindi diretta al tuo inverter centrale (o micro inverter, a seconda della configurazione del sistema), dove viene convertita in elettricità a corrente alternata (AC) che la tua casa e i tuoi elettrodomestici possono utilizzare. Il numero di celle nel tuo pannello dipenderà dalla marca e dalle dimensioni specifiche che scegli, sebbene 60 e 72 celle in un singolo pannello siano comuni.

Il sistema fotovoltaico nel suo insieme

Le singole celle solari producono quantità limitate di energia. I pannelli solari contengono più celle solari collegate in serie di circuiti paralleli che creano un modulo solare. I moduli solari sigillano le celle solari e il cablaggio in una custodia protettiva per proteggerli dalle condizioni meteorologiche. I moduli vengono quindi cablati insieme in un pannello solare fotovoltaico.

Il pannello fotovoltaico amplifica, protegge e dirige l’energia proveniente dai singoli moduli delle celle solari. Un pannello solare può essere costituito da un singolo modulo o più moduli a seconda della copertura richiesta. Poiché i moduli possono essere unità singole o multiple, il significato di moduli e pannelli viene talvolta utilizzato in modo intercambiabile, il che può creare confusione.

Un altro termine che potresti aver incontrato, un array fotovoltaico, è semplicemente usato per descrivere un sistema composto da più pannelli fotovoltaici, come quelli che vedi sui tetti. Come puoi vedere, celle e pannelli fotovoltaici sono entrambi parti integrali e strettamente connesse del tuo sistema solare fotovoltaico. Le celle fotovoltaiche sono il componente principale che compone un pannello solare, mentre i pannelli solari sono un componente vitale che compone un sistema solare.

Mentre una singola cella fotovoltaica è in grado di convertire la luce solare in elettricità da sola, il pannello è essenziale per combinare e dirigere la produzione di energia di numerose celle verso il tuo inverter e la tua casa. L’inverter provvederà alla conversione della corrente continua (CC) in alternata (AC) alla frequenza di rete (50 Hz) e alla tensione di rete (230 V) per alimentare i vari dispositivi.

Celle, moduli, pannelli, array fotovoltaici e loro prestazioni

Le celle fotovoltaiche sono collegate elettricamente in circuiti in serie e o in parallelo per produrre tensioni, correnti e livelli di potenza più elevati. I moduli fotovoltaici sono costituiti da circuiti di celle FV sigillati in un laminato protettivo per l’ambiente e sono gli elementi costitutivi fondamentali dei sistemi FV.

I pannelli fotovoltaici includono uno o più moduli fotovoltaici assemblati come un’unità precablata e installabile sul campo. Un array fotovoltaico è l’unità di generazione di energia completa, composta da un numero qualsiasi di moduli e pannelli fotovoltaici.

Le prestazioni dei moduli e degli array FV sono generalmente valutate in base alla loro potenza massima CC in uscita (watt) in condizioni di prova standard (STC). Le condizioni di prova standard sono definite da una temperatura operativa del modulo (cella) di 25 °C e un livello di irraggiamento solare incidente di 1000 W / m2 e con distribuzione spettrale della massa d’aria di 1.5.

Poiché queste condizioni non sono sempre tipiche del modo in cui i moduli e gli array FV operano sul campo, le prestazioni effettive sono generalmente comprese tra l’85 e il 90 percento del valore STC. I moduli fotovoltaici odierni sono prodotti estremamente sicuri e affidabili, con tassi di guasto minimi e una durata prevista di 20-30 anni. La maggior parte dei principali produttori offre garanzie di 20 o più anni per il mantenimento di un’elevata percentuale della potenza nominale iniziale.

Qual è la differenza tra il fotovoltaico e altre tecnologie di energia solare?

Esistono altri tipi di tecnologia di energia solare, tra cui l’energia solare termica e solare concentrata (CSP), che funzionano in modo diverso rispetto ai pannelli solari fotovoltaici, ma tutte sfruttano la potenza della luce solare per creare elettricità o riscaldare acqua o aria.

I principali tipi di tecnologie per sfruttare l’energia solare sono infatti:

  • I sistemi fotovoltaici (PV) convertono la luce solare direttamente in elettricità per mezzo di celle fotovoltaiche realizzate con materiali semiconduttori.
  • I sistemi a concentrazione di energia solare (CSP) concentrano l’energia del sole utilizzando dispositivi riflettenti come abbeveratoi o pannelli a specchio per produrre calore che viene poi utilizzato per generare elettricità.
  • I sistemi di riscaldamento solare dell’acqua contengono un collettore solare che è rivolto verso il sole e riscalda l’acqua direttamente o riscalda un “fluido di lavoro” che, a sua volta, viene utilizzato per riscaldare l’acqua.
  • I collettori solari traspiranti, o “pareti solari”, utilizzano l’energia solare per preriscaldare l’aria di ventilazione di un edificio.