Pannelli Fotovoltaici a Giunzione Multipla

La tecnologia legata al "solare" non è molto progredita negli ultimi anni anche se la direzione è sempre la stessa, aumentare l'efficienza dei moduli, oscillante oggi tra il 13% dei pannelli fotovoltaici a basso costo ed il 20% di quelli ad alto rendimento. La novità è rappresentata dai pannelli fotovoltaici a giunzione multipla che potrebbero aumentare l'efficienza facendola arrivare quasi al 40%. Ciò significherebbe metà spazio necessaria per un impianto fotovoltaico oppure usando le stesse dimensioni, raddoppio di produzione di energia elettrica.

Che cosa sono e come funziona la tecnologia dei pannelli fotovoltaici a giunzione multipla:
Al giorno d'oggi la maggior parte dei pannelli fotovoltaici usa una giunzione singola per creare un campo elettrico all' interno del semiconduttore di silicio. In una cella a singola giunzione solo i fotoni che hanno energia uguale o più grande dello spettro di banda della stessa cella possono liberare un elettrone all' interno del circuito. In poche parole la risposta del modulo fotovoltaico a singola giunzione è limitata alla porzione dello spettro solare la cui energia è al di sopra del gap di banda del materiale assorbente, i fotoni con l' energia inferiore non vengono utilizzati e quindi si sprecano.

Per sfruttare al massimo l'energia del sole si possono usare due o più differenti celle, con più di uno spettro di banda e più di una giunzione per generare il voltaggio. Si chiamano pannelli a giunzione multipla oppure a "cascata" o in "tandem". I pannelli con celle a multigiunzione possono aumentare la loro conversione ed incrementare l'efficienza utilizzando parti più ampie dello spettro di banda solare.

Un dispositivo a multigiunzione è fatto di una pila di celle ordinate in ordine decrescente di spettro di banda. La cella più in alto cattura i fotoni con energia più grande e passa il resto dei fotoni che non riesce ad assorbire a quella successiva e così via.

Gran parte della ricerca di oggi sulle celle multigiunzione si concentra su materiali come arseniuro di gallio da usare nei pannelli. Le prove effettuate hanno fatto raggiungere un'efficienza di circa il 35%. Altri materiali studiati per i dispositivi multigiunzione sono stati il silicio amorfo e il diseleniuro di indio e rame.

Pannelli fotovoltaici Integrati architettonicamente, quali incentivi

L'integrazione architettonica dei pannelli fotovoltaici in alcuni casi è una via obbligata se si decide per l'installazione di un impianto solare. Molti comuni infatti hanno vincoli paesaggistici moltostretti e non rilasciano la concessione se si tratta di "centro storico". In questo caso l'unica soluzione possibile è quella dell' integrazione architettonica, ma cosa intende il Gse, gestore dei servizi energetici quando parliamo in tal senso? Una guida è stata redatta, è scaricabile a questo indirizzo.

"L’integrazione architettonica del fotovoltaico è tale se la rimozione dei moduli
fotovoltaici compromette la funzionalità dell’involucro edilizio, rendendo la
costruzione non idonea all’uso", quindi se togliamo i pannelli che abbiamo installato su tetto e quel tetto non è più utilizzabile perchè rimane un "vuoto" dove, ad esempio, può filtrare acqua, siamo nell' ambito dell' integrazione. Pensiamo ad esempio alle tegole fotovoltaiche che vanno a sostituire i coppi di un tetto. Oppure, come riporta ancora la guida del Gse, ai "moduli fotovoltaici trasparenti (a film sottile) per facciate, finestre e coperture (opportunamente realizzati e installati per consentire il passaggio della luce all’interno dell’involucro edilizio".

Altri pannelli fotovoltaici che sono integrati architettonicamente:
quelli flessibili per coperture che sostituiscono il tradizionale materiale di rivestimento del tetto dell' edificio, diventando parte integrante della copertura.
Dal punto di vista funzionale i moduli fotovoltaici flessibili devono garantire:
- la tenuta all’acqua e la conseguente impermeabilizzazione della struttura edilizia;
- una tenuta meccanica comparabile con quella dell’elemento edilizio sostituito;
- una resistenza termica tale da non compromettere le prestazioni dell’involucro edilizio.

O ancora:
I pannelli fotovoltaici trasparenti posti sui vetri delle finestre che, contenuti
tra due lastre trasparenti, lasciano filtrare la luce; oppure realizzati con la tecnologia del film sottile, con la pellicola fotovoltaica opportunamente trattata per permettere la trasparenza
richiesta.

E poi:
i pannelli fotovoltaici usati per il rivestimento esterno della facciata di un edificio, che diventano parte integrante della stessa. Dal punto di vista funzionale la superficie fotovoltaica deve garantire:
- la tenuta all’acqua e la conseguente impermeabilizzazione della struttura edilizia;
- una tenuta meccanica comparabile con quella dell’elemento edilizio sostituito;
- una resistenza termica tale da non compromettere le prestazioni dell’involucro edilizio.

Gli incentivi per i pannelli integrati architettonicamente sono molto allettanti perchè parecchio alti:
-impianto che entra in funzione entro il primo semestre 2012 con potenza compresa tra 1 e 20 kwp : 0,418 euro per kw prodotto.
impianto che entra in funzione entro il secondo semestre 2012 con potenza compresa tra 1 e 20 kwp : 0,41 euro per kw prodotto.

Dal 2013 le tariffe hanno valore onnicomprensivo sull’energia immessa nel sistema elettrico. Sulla quota di energia autoconsumata è attribuita una tariffa speci fica: 0,398 euro (tariffa autoconsumo) e di 0,543 euro (tariffa omnicomprensiva). Nel corso dei vari semestri del 2013 e 2014 le tariffe scendono nell’ ordine del 3-4% ogni 6 mesi.

Incentivi Fotovoltaico in Francia, Spagna, Germania e Inghilterra

Gli incentivi al fotovoltaico non sono previsti solo in Italia, ma anche in altre nazioni europee. In alcuni casi la remunerazione per kw prodotto è anche superiore rispetto alla nostra, inoltre ci sono delle detrazioni fiscali non previste da noi. Vediamo da vicino la situazione in Francia, Spagna, Germania ed Inghilterra.

Francia:
Tariffe ridefinite a seconda dell'edifìcio cui installate o se afferenti impianti a terra. Per impianti fino a 9kwp su edificio avremo una remunerazione nel 2012 di 0,3880 euro per kwp (33,95 da 9 a 36kwp di potenza) ed in più una detrazione d'imposta dell' 11% sulle spese per l'installazione. Più bassi gli incentivi per impianti con potenza superiore divisi in scaglioni.
Le tariffe sopra esposte sono valide fino al 31 marzo 2012, secondo la nuova normativa saranno riviste trimestralmente in funzione del numero ed entità dei progetti presentati nel trimestre precedente. Ulteriori informazioni: http://www.photovoltaique.info/Aujourd-hui-arrete-du-4-mars-2011

GERMANIA:
Renewables Energy Sources Act (EEG): Sulle seguenti tariffe dal primo gennaio 2012 c'è un taglio del 15%. Per un impianto fotovoltaico su tetto fino a 30 kW quindi 24,43 c€/kWh; per un impianto fotovoltaico sempre su tetto fino a 100 kW, 23,23 centesimi di euro per kWh; per installazioni fino a 1 MW. 21,98 c€/kWh; per quelli invece superiori a questa potenza, l'incentivo sarà di 18.33 c€/kWh. Le installazioni fotovoltaiche a terra si parte da 17,94 c€/kWh fino ai 18,76 c€/kWh. Per informazioni: http://www.bmu.de/english/renewable_energy/doc/6465.php

INGHILTERRA:
tagli sono previsti a partire da agosto 2012 solo per impianti che superano i 50 kwp. Per un impianto fotovoltaico fino a 4 kW la remunerazione è di 0,52 €/kWh; a partire da 4kW fino a 10 kW sarà di 0,45 €/kWh; da 10 kW fino a 50 kW sarà di 0,40 €/kWh;
per un impianto da 50 kW fino a 100 kW sarà di 0,40 €/kWfi se reg. prima del 1 agosto 2012,
di 0,23 6/kWh dopo il primo agosto 2012;
da 100 kW fino a 150 kW sarà di 0.37 €/kWh se reg. prima del 1 agosto 2012, di 0,23 €/kWh dopo il 1 ' agosto 2012: per un impianto da 150 kW fino a 250 kW sarà di 0.37 €/kWh se reg. prima del 1° agosto 2012. di 0.18 €/kWh dopo il 1 ' agosto 2012; per un impianto superiore a 250 kW.

SPAGNA:
dal 27 gennaio 2012 sono stati sospesi tutti gli incentivi che prima venivano corrisposti per 25 anni 0,44 euro per kw su impianti fino a 100 kwp.
sarà di 0,37 €/kWh se reg. prima del 1 ' agosto 2012, di 0,10 €/kWh dopo il 1* agosto 2012;

Microeolico, piccoli impianti per il tetto di casa

Non esistono solo i pannelli fotovoltaici come fonti di energia alternativa, ma anche il microeolico ed il minieolico. Che cosa si intende? Definiamo un impianto microeolico se l'area spazzata dalle pale è inferiore a 2mq, mentre viene chiamato minieolico se è compresa tra 2 e 200mq.

Cerchiamo di capirne di più:
un qualsiasi dispositivo di energia da fonte rinnovabile funziona solo quando la fonte c'è (sole per il fotovoltaico, vento per l'eolico). L'autonomia si può ottenere o accumulando l'energia prodotta e utilizzandola all'occorrenza (si usano le batterie), o in senso più ampio utilizzando la rete come "grande serbatoio" dove attingere quando c'è bisogno di energia e dove immettere energia quando il nostro impianto ne produce più di quella che istantaneamente assorbiamo come singola utenza.

Quanto può produrre un impianto mini o microeolico?
Non è facile indicarla a priori senza sapere dove verrà installato e quali sono le condizioni di vento del luogo di installazione. Si può ovviare a questa incertezza misurando con un rilievo anemometrico la ventosità; a volte, quando si ha la percezione che il luogo sia idoneo, è consigliabile un piccolo aerogeneratore, considerando anche il costo contenuto di un piccolo impianto.

Con quali altre fonti può essere integrata il minieolico?
Ovviamente con tutte. L'integrazione è un grosso vantaggio perchè ad esempio in una giornata di sole con poco vento avremo energia da un impianto fotovoltaico, in una giornata di temporale il vento potrà contribuire alla produzione di energia tramite il generatore minieolico.

Come dove applicare le pale o turbine:
sulle abitazioni è consigliabile installare solo al di sotto di certe dimensioni e quindi di potenze. Le turbine, in genere, non sono molto rumorose ma il fastidio che possono recare è legato alla vibrazione che il palo, rigido, trasmette e amplifica sulla struttura in cemento armato dell'edificio. Inoltre le aree urbane presentano spesso situazioni di vento turbolento e di modesta entità per la diffusa presenza di ostacoli.

Prezzi del minieolico:
per dimensionare un impianto dobbiamo avere diversi elementi di valutazione: il consumo di energia dell'utenza, la sua disponibilità in termini di "Vento" del sito oggetto dell'installazione. Infatti, un generatore minieolico varia molto la sua resa energetica in funzione del sito dove verrà Installato. Il costo di un Impianto varia, inoltre, anche per le diverse caratteristiche che possiamo avere: altezza della torre, accessibilità del sito, facilità di evacuazione e trasporto dell'energia, ecc. Ad esempio un impianto tutto compreso da 1kw costa circa 2-3mila euro.