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Nel corso degli ultimi anni, i pannelli solari sono diventati degli elementi sempre più essenziali sia per le abitazioni private che per le realtà produttive attente alla produzione di energia pulita, efficiente e sostenibile.
Alla luce dei notevoli cambiamenti imposti dalla pandemia da Covid-19, un numero crescente di aziende e persone ha deciso di adottare un approccio maggiormente responsabile dal punto di vista ambientale. A dispetto della battuta d’arresto subita da molti settori, il mercato solare europeo ha visto una crescita dell’11% nel 2020 e un aumento produttivo di 18,7 GW, il valore più alto degli ultimi 9 anni.
Questo incremento non è dovuto soltanto ai prezzi competitivi dell’energia solare, ma anche alla sua scalabilità e all’elevato grado di innovazione tecnologica. In base al loro utilizzo, si possono distinguere due grandi categorie di impianti solari: i pannelli solari fotovoltaici e i pannelli solari termici. Vediamone tutti i dettagli.
Come funzionano i pannelli solari e a cosa servono
È comune confondere i pannelli solari fotovoltaici con quelli termici che, invece, producono acqua sanitaria. Grazie a materiali semiconduttori, una volta irradiati dalla luce solare, i sistemi fotovoltaici hanno la capacità di generare una corrente elettrica attraverso il principio fisico dell’effetto fotovoltaico. L’elettricità prodotta sarà utilizzata in casa e in azienda oppure immessa nella rete elettrica nazionale in cambio di un accredito sulla bolletta tramite gli incentivi del Conto Energia.
Anche gli impianti solari termici sfruttano l’energia del sole come fonte rinnovabile, ma il principio di funzionamento non è lo stesso. In pratica l’effetto è molto simile a quello che avviene all’interno di una serra. Quando la luce colpisce la superficie, una parte dei raggi incidenti viene riflessa, mentre l’altra restante riesce ad attraversare il vetro che copre la piastra metallica captante. Quest’ultima, una volta scaldata, emette energia sotto forma di radiazione infrarossa, ma il calore di ritorno viene trattenuto internamente dal vetro stesso e trasportato a un serbatoio di accumulo mediante le serpentine della piastra.
Ma cosa accade quando il sole non splende?
Anche in caso di cielo coperto e scarso irraggiamento solare, questi tipi di impianti sono in grado di produrre calore a partire dalla radiazione diffusa per effetto della riflessione da parte delle nubi. Il calore, dunque, sarà accumulato in una caldaia (a gas o elettrica) capace di assicurare un volume pari a più del doppio del fabbisogno giornaliero di acqua calda. L’insolazione può dipendere sia dalla nuvolosità che dall’orientamento del pannello rispetto al sole. Quando l’irraggiamento solare è insufficiente, pertanto, si ricorre al riscaldamento centralizzato o a quello elettrico.
Qual è la differenza tra pannelli solari e fotovoltaici
Dopo aver spiegato in breve il funzionamento dei due tipi principali di pannelli solari, vediamo più nel dettaglio le caratteristiche distintive di ognuno.
Entrambe le tecnologie, infatti, si avvalgono della stessa fonte rinnovabile di energia, ma lo fanno con modalità e scopi completamente differenti.
Pannelli solari termici
Come accennato prima, i pannelli solari termici sfruttano l’energia delle radiazioni solari e la convertono in energia termica trasferibile a un serbatoio di accumulo per un uso successivo, come la produzione di acqua calda sanitaria o il riscaldamento domestico degli ambienti. Di solito occupano un’area di superficie relativamente ridotta: per scaldare l’acqua sanitaria può essere anche sufficiente l’installazione di un solo pannello solare termico per abitazione. Gli impianti termici presentano un elevato grado di efficienza e richiedono un investimento piuttosto contenuto, grazie anche alle recenti agevolazioni e agli incentivi.
Tra gli utilizzi più comuni compaiono:
- produzione di acqua calda
- supporto al riscaldamento
- calore di processo nell’industria
- solar cooling (o raffrescamento solare)
Pannelli fotovoltaici
I pannelli fotovoltaici, per contro, hanno la funzione di convertire l’energia solare per produrre elettricità a corrente continua, che verrà trasformata da un inverter in corrente alternata, cioè quella destinata all’uso domestico (come l’illuminazione o gli elettrodomestici). Questi tipi di impianti richiedono un investimento economico maggiore, poiché necessitano di più pannelli e, quindi, di molto più spazio per soddisfare le esigenze energetiche di un’abitazione o un’azienda.
Il principale vantaggio del fotovoltaico consiste proprio nella sua versatilità. L’elettricità prodotta, infatti, può essere impiegata per molteplici applicazioni, tra cui le principali sono:
- impianti per l’alimentazione di utenze isolate
- sistemi fotovoltaici di connessione a rete
- impianti fotovoltaici anti-blackout
Un altro vantaggio dei pannelli solari fotovoltaici è il loro contributo a diminuire l’impronta di carbonio (carbonio o carbon footprint), cioè la misura della quantità di gas serra che produciamo in grammi o chilogrammi di CO2.
Per mostrarti un esempio virtuoso ed eco-friendly di pannelli solari, non dobbiamo andare lontano dalla sede di Fratelli Mariani a Cormano. Infatti, negli ultimi anni abbiamo acquisito una maggiore consapevolezza in merito all’impatto ambientale della nostra azienda. Perciò, abbiamo iniziato a fare scelte più ecosostenibili, a partire dagli edifici che ospitano la nostra attività.
A tal proposito, abbiamo installato dei pannelli solari sui tetti, coprendo una superficie di circa 10.000 mq. Questo investimento ci consente di catturare l’energia del sole, utilizzando celle fotovoltaiche, per poi convertirla in elettricità con una produzione potenziale annua fino a 367.900 KWh.
Di cosa sono fatti i pannelli solari
Nonostante oggi esistano diverse tipologie di collettori, un pannello solare termico, nella sua configurazione base, è costituito dai seguenti componenti essenziali:
- Un assorbitore di luce solare capace di assorbire la radiazione incidente e trasformarla in calore. Solitamente è composto da un metallo con un’ottima conducibilità termica (come rame o alluminio) ed è rivestito da un particolare strato selettivo per incrementare l’assorbimento.
- Una lastra di vetro posizionata sopra all’assorbitore per permettere sia il passaggio dei raggi solari incidenti che l’impedimento di dispersione termica.
- Un telaio in alluminio in grado di tenere insieme tutte le parti, resistere alle intemperie e conferire al pannello robustezza e stabilità.
- Un serbatoio di accumulo per lo stoccaggio dell’acqua calda prodotta.
Per quanto concerne i pannelli solari fotovoltaici, l’elemento base è costituito dal modulo fotovoltaico che converte direttamente le radiazioni solari in energia elettrica ed è composto da un insieme di celle solari in silicio assemblate tra loro.
Tra i tanti modelli in commercio, il più diffuso è quello formato da 36 celle disposte su 4 file parallele e collegate in serie per ottenere la potenza desiderata.
Inoltre, per garantire un ulteriore supporto al sistema di copertura dell’impianto, si ricorre a lamiere stirate e tele metalliche ad alta resistenza agli agenti atmosferici.
Come smaltire pannelli solari
I pannelli solari non hanno una durata infinita: con il tempo possono consumarsi e subire dei danni di diversa natura. Se la manutenzione non fosse sufficiente, allora si dovrà procedere alla loro immediata sostituzione.
In media, il ciclo di vita di un impianto fotovoltaico ha un durata di 20-25 anni e ha una perdita di potenza annuale pari allo 0,5%. Passando ai pannelli solari termici, invece, l’attività media è di 10-15 anni, ma sempre a patto che la manutenzione ordinaria sia effettuata con regolare cadenza biennale.
Dunque, cosa fare una volta esaurito il loro funzionamento?
Secondo il Decreto Legislativo n. 49/2014, i pannelli solari rientrano a tutti gli effetti nella categoria RAEE (Rifiuti di Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche), ma lo smaltimento non richiede particolari accorgimenti: gli impianti di ultima generazione, infatti, sono interamente costituiti da materiali non inquinanti e riciclabili.
Nel caso dei RAEE, pertanto, i produttori o gli importatori delle apparecchiature devono garantire un recupero e uno smaltimento compatibile con l’ambiente. Entrando più nel dettaglio, in base alla potenza nominale, si possono distinguere due differenti modalità di smaltimento:
- Lo smaltimento dei pannelli domestici (potenza inferiore ai 10 kWp) e i costi di dismissione sono a carico delle aziende produttrici, senza gravare in alcun modo sugli utilizzatori finali. Il rifiuto potrà essere conferito gratuitamente dal proprietario al Centro di Raccolta dei RAEE più vicino.
- Lo smaltimento dei pannelli professionali (potenza pari o maggiore di 10 kWp) e acquistati prima del 12 aprile 2014, compete ai produttori solo se l’impianto viene sostituito. In caso di sola rimozione, tutti i costi sono a carico del proprietario.
Inoltre, per coloro che beneficiano degli incentivi del Conto Energia, entra in gioco il GSE (Gestore dei Servizi Energetici) che tratterrà una parte dei contributi versati per destinarla alle future operazioni di raccolta e smaltimento dei pannelli solari.
Conclusione: pannelli solari cosa sapere
Secondo il direttore esecutivo dell’Agenzia Internazionale per l’Energia, Fatih Birol, il solare sarà l’energia del futuro e l’Italia avrà un ruolo di primo piano nel guidare la transizione dalle fonti fossili a quelle totalmente green. I pannelli solari, quindi, rappresentano la soluzione ideale per chi desidera utilizzare energia alternativa da risorse rinnovabili con una struttura durevole e resistente.
Alla luce di tutto ciò, conviene di più il solare termico o il fotovoltaico?
Non esiste una risposta univoca a questa domanda: dipende da una serie di fattori, come ad esempio le caratteristiche della casa, la zona, le condizione climatiche, l’orientamento del tetto, la quantità di kW necessari e le abitudini di consumo familiari. L’unica persona in grado di fornire un parere tecnico sulla scelta più ottimale da adottare è un professionista esperto del settore.