produzione di energia elettrica con sistemi a celle ... - Il Saturatore

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quadro attuale e potenziale di sviluppo una disponibilità della tecnologia idonea al raggiungimento di questo scopo che sarà disponibile e adottabile nei prossimi 10 anni. Se ipotizziamo che nel 2010 il rendimento di un pannello fotovoltaico sarà pari al 15% otterremo 17MJ/Wp con un pannello al silicio policristallino, mentre con un pannello al silicio monocristallino 20MJ/Wp. Sembra ragionevole ipotizzare che l’efficienza energetica del processo di produzione cresca dell’1% ogni anno. Se si assume che nel 2020 l’efficienza del silicio commerciale sarà del 20% allora l’efficienza dei moduli fotovoltaici dovrebbe raggiungere circa il 17% ed il minore fabbisogno energetico perpetrabile dovrebbe attestarsi intorno a 13 MJ/Wp. L’incapsulamento dei materiali ed il processo di lavorazione sono le fasi che richiedono il maggiore dispendio di energia, per la tecnologia a spessore sottile “Thin Film” sono meno chiare, infatti, le prospettive di riduzione del fabbisogno energetico per la sua produzione su scala industriale. Una modesta riduzione, intorno al 10÷20%, è attesa per i prossimi anni nel settore della produzione dei vetri e dei materiali da incapsulare, anche se non è ancora chiaro se sarà possibile sostituire il vetro come copertura del pannello con un materiale polimerico. Altri fattori che potrebbero contribuire alla riduzione del fabbisogno energetico per la produzione dei collettori solari con tecnologia a spessore sottile potrebbero essere: 224 - costituzione di collettori solari senza cornice; - celle con spessori minori; - produzione su larga scala. Da queste strategie si potrebbe attendere una riduzione del fabbisogno energetico per la produzione dei collettori solari di circa il 30% per arrivare al traguardo dei 900 MJ/m² nei prossimi 10 anni. Facendo delle proiezioni al 2010 ulteriori riduzioni non sembrano ottenibili. Nuove tecnologie per la elettrodeposizione che richiedono minore attività di processo e di controllo, potrebbero ridurre l’input energetico per questa tecnologia. Naturalmente l’efficienza energetica del modulo fotovoltaico cresce se la produzione di energia per Wp cresce (restando costante l’input energetico per m²), in tal senso sono attendibili variazioni significative tra tipologie differenti di spessori sottili. Sono auspicabili rendimenti superiori a quelli odierni; se per esempio si assume il rendimento di un modulo pari al 15%, nell’anno 2020, l’energia richiesta per Wp potrebbe ridursi a 5÷6 MJ. L’obbiettivo dello studio condotto in Olanda è stato quello di capire se l’input energetico richiesto durante la produzione dei componenti di un sistema fotovoltaico sia ragionevolmente inferiore all’output energetico. Principalmente sono state fatte valutazioni in termini di energy pay back time (EPBT). Walter Morgano Tesi di Dottorato di Ricerca
quadro attuale e potenziale di sviluppo Per un sistema fotovoltaico collegato in rete sottoposto a un livello di irraggiamento medio alto pari 1.700 kWh/m 2 anno l'EPBT è al momento pari a 2,5÷3 anni per impianti domestici e di 4 anni per impianti di maggiori dimensioni. Sotto altre condizioni climatiche i valori di EPBT saranno inversamente proporzionale alle condizioni di irraggiamento. Inoltre, è stato mostrato che ci sono buone prospettive affinché nei prossimi 10 anni l'EPBT di impianti domestici diminiusca a meno di 2 anni, se miglioreranno sia la tecnologia di produzione che le prestazioni dei moduli. Per moduli in silicio cristallino sarebbe necessario un processo di purificazione meno impegnativo dal punto di vista energetico, mentre per i sistemi thin film sarebbe necessario giungere a sistemi con maggiori rendimenti di conversione. Le emissioni di CO 2 sono state valutate pensando il sistema fotovoltaico collocato in un sito caratterizzato dalle coordinate geografiche dell’Olanda; e stato valutato che attualmente le emissioni di CO 2 siano pari a 50÷60 g/kWh, valore notevolmente minore rispetto all’emissione di CO 2 di un impianto tradizionale a combustibile fossile per la produzione di energia elettrica i cui parametri in termini di emissioni di CO 2 sono compresi tra 400 ÷ 1000 g/kWh. E’ da sottolineare, però, la maggiore emissione di CO 2 rispetto ai sistemi di produzione elettrica da fonte rinnovabile eolica e biomassa (
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