L’evoluzione dei pannelli solari a film sottile

Fotovoltaico cristallino, a film sottile, celle e silicio. Vediamo insieme cos’è, come funziona, caratteristiche, marchi e prezzi del solare a film sottile. E scopriamo le ultime novità dagli Stati Uniti.

Pannelli solari a film sottile: cosa sono e come funzionano

Il pannello fotovoltaico è un dispositivo elettrico con celle in grado di convertire l’energia, mediante l’effetto fotovoltaico. Di solito è usato come generatore di corrente in un impianto fotovoltaico. I pannelli solari tradizionali sono costituiti da celle al silicio cristallino (monocristallino o policristallino). Da qualche anno sono arrivati sul mercato i pannelli solari a film sottile, con celle che assorbono luce fino a 350 volte in più delle celle al silicio cristallino.

Il fotovoltaico a film sottile è costruito con una di queste quattro tecnologie:

• Tellururo di Cadmio (CdTe in formula molecolare) – usato nel fotovoltaico tradizionale, il tellururo di cadmio occupa il 50% del mercato anche del solare a film sottile. Questo materiale contiene una grande quantità di cadmio, tossico per l’uomo.
• Silicio amorfo (a-Si) – il silicio amorfo è il materiale più simile al silicio usato per i pannelli tradizionali. E’ più duraturo e sano rispetto agli altri materiali ma meno efficace. È usato per impianti di piccole superfici.
• Seleniuro di rame, indio e gallio (CIGS) o Diseleniuro di rame e indio (CIS) – il primo ha un’efficienza intorno al 20% ma non dà gli stessi risultati su larga scala. Il secondo ha una resa migliore per illuminazione parziale ma capacità più bassa (9-10%), quindi ha bisogno di maggior superficie a parità di potenza.
• Arseniuro di gallio (GaAs) – materiale versatile e costoso, ha un alto livello di efficienza (28.8%) per ogni cella fotovoltaica. È usato per impianti tradizionali su larga scala o in ambienti inusuali.

Differenze dal fotovoltaico cristallino

Confrontando i pannelli solari a film sottile con quelli tradizionali, ci sono quattro fattori da tenere in considerazione per valutare il proprio impianto:

• Impatto ambientale – gli impianti tradizionali usano maggior silicio di quelli a film sottile provocando maggior inquinamento. Tuttavia questo beneficio si limita quando vengono scelti pannelli con il Tellururo di Cadmio, sostanza cancerogena per l’uomo. Per l’impatto ambientale, la scelta migliore è il CIGS o il CIS che non contengono questo elemento. Oppure affidarsi ad una comunità solare locale, cioè disporre di un impianto condiviso. In Italia è presente solo in Emilia Romagna raggruppata dal Centro comunità solari locali.
• Efficienza – gli impianti cristallini hanno un’efficienza media del 15-16% mentre quelli a film sottile dell’11-13%, fattore discriminante per valutare la dimensione e il rendimento dell’impianto. Alcuni test del 2016 hanno dimostrato un’efficienza fino al 25% sui pannelli solari a film sottile. Ci si aspetta quindi che il ritardo rispetto agli impianti tradizionali venga raggiunto nei prossimi anni.
• Spazio – per avere una maggior efficienza, gli impianti a film sottile hanno bisogno di più spazio sul tetto rispetto a quelli tradizionali.
• Costi di installazione – i pannelli solari a film sottile sono più facili da installare e quindi meno costosi rispetto a quelli cristallini.

Uso, costi e opportunità del solare a film sottile

I pannelli solari a film sottile sono meno costosi rispetto ai tradizionali impianti fotovoltaici perché, come detto, hanno bisogno di maggiori superfici. Vengono infatti usati su larga scala, ad esempio in ambito industriale o per scuole e università. Tuttavia sono produttivi anche con poca luminosità o con un’inclinazione al sole non perfetta.

I costi variano per ogni impianto, in base alle sue caratteristiche. Negli ultimi anni i prezzi sono scesi molto. Ad esempio, i pannelli solari a film sottile con silicio amorfo hanno avuto un calo del 50%, secondo una ricerca dell’Energy & Strategy Group del Politecnico di Milano. Ad oggi, i costi dei pannelli fotovoltaici con silicio amorfo (a-Si) sono intorno ai 0,50€/watt. Mentre quelli con tecnologia a CdTe sono intorno ai 0,42€/watt, con una riduzione del 26%.

Gli impianti solari a film sottile hanno una grande opportunità di crescita nel settore abitativo per due motivi: la convenienza per grandi superfici (anche con scarsa luminosità) e il design innovativo.

I produttori in Italia

I produttori e distributori di moduli solari a film sottile sono molti in Italia. Ci sono le multinazionali, dalle più note come Sharp e Schüco a First Solar (soprattutto in CdTe) e Solar Frontier (CGIS e CIS), dalla francese Solardis alla svizzera Sika. Come aziende nazionali ci sono Iscom, Ondulit Italiana o il gruppo Marcegaglia. Qui trovate un elenco completo dei produttori di pannelli solari a film sottile presenti in Italia.

L’evoluzione nel 2017

Dagli Stati Uniti arrivano le tendenze del 2017 per il solare a film sottile: dal fotovoltaico trasparente e senza cornice “effetto-vetro” alle tegole solari Tesla. Inoltre continuano i test tecnici per migliorare l’efficienza dei moduli solari a film sottile e pareggiare in efficienza i pannelli tradizionali.

Esistono importanti innovazioni nel fotovoltaico, da quello che produce elettricità con la pioggia alla solar Shirt, la prima maglietta che ricarica il cellulare. Il solare, come qualsiasi settore, è in continua evoluzione. Noi di Green.it continueremo a tenervi aggiornati sulle ultime novità e su progetti innovativi.