Progetto SIMEA - Automatica - Università degli Studi di Padova

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SIMEA Stato dell’arte energetica degli edifici 5.3.4. Tipi di cella fotovoltaica 206 Doc.No 20100610.SIMEA.MR.03 Versione 1 Una modalità di suddivisione degli impianti fotovoltaici è rispetto alla costruzione della cella fotovoltaica che usano, in particolare in funzione della purezza del silicio di cui è composta la cella. 5.3.4.1. Silicio amorfo • Rendimento: basso, inferiore al 10% • Andamento del rendimento: poco sensibile all’aumento di temperatura • Atre caratteristiche: peggioramento dell’efficienza importante nei primi mesi di funzionamento • Condizioni di lavoro: miglior comportamento con radiazione diffusa • Vita del pannello: meno longevo del silicio cristallino • Costo energetico di produzione: basso costo • Tipi di formati: moduli flessibili con spessore variabile inferiore a 30μm 5.3.4.2. Silicio cristallino (mono e policristallino) • Rendimento: variabile; monocristallino 15-17% e policristallino 12-14% • Andamento del rendimento: calo di efficienza dello 0.4% ogni grado di temperatura • Altre caratteristiche: stabilità prestazionale nel tempo (90% dopo 20 anni e 80% dopo 30 anni) • Condizioni di lavoro: energia raccolta con ampio spettro solare e resa migliore con radiazione diretta • Vita del pannello: almeno 25 anni • Costo energetico di produzione: elevato costo di produzione energetico • Tipi di formati: solo formato rigido Fig. 5.3.2 Tipologie di moduli fotovoltaici: pannello in silicio amorfo, monocristallino e policristallino. 5.3.5. Modalità di connessione Altro modo di suddividere l’impianto fotovoltaico è considerando il tipo di connessione, quindi impianti ad isola (o stand alone) oppure impianti connessi alla rete (o grid connected) in Fig. 5.3.3. 5.3.5.1. Impianti stand-alone • Utilizzo energia: in loco (utenze isolate, illuminazioni, ripetitori radio, ecc.) • Componenti necessari: hanno bisogno di accumulatori, sistemi di regolazione della carica e di controllo del sistema oltre ad eventuali inverter • Costi: elevato costo iniziale soprattutto a causa dei componenti e molta manutenzione specializzata per la presenza degli accumulatori • Efficienza sistema: l’efficienza del sistema è scarsa a causa soprattutto degli accumulatori
SIMEA Stato dell’arte energetica degli edifici 5.3.5.2. Impianti grid-connected 207 Doc.No 20100610.SIMEA.MR.03 Versione 1 • Utilizzo energia: condivisione dell’energia con la rete • Componenti necessari: hanno bisogna solo di inverter e contatori di energia • Costi:costo iniziale inferiore ai precedenti e manutenzione ordinaria • Efficienza sistema: l’efficienza del sistema coincide con l’efficienza del pannello in quanto poi l’energia è inviata in rete Fig. 5.3.3 Schema concettuale delle 2 diverse tipologie di connessione dell’impianto fotovoltaico: stand alone e grid connected. 5.3.6. Conclusioni Di seguito in Tab. 5.3.1 si confrontano le principali tipologie di moduli fotovoltaici indicando i valori medi di alcune delle caratteristiche più importanti che definiscono il pannello. Peso specifico kg/m 2 Potenza specifica W/m 2 Modulo silicio amorfo Modulo silicio monocristallino Modulo silicio policristallino Modulo silicio monocristallino tecnologia HIT 16-18 14-20 14-20 12 48-52 130-150 120-140 circa 190 Coeff. di temperatura %/°C circa -0.2 circa -0.45 circa -0.45 circa -0.11 Spessore Mm 10-15 40-50 40-50 35 Efficienza % 6-8 13-15 12-14 16-18 Tab. 5.3.1 Caratteristiche moduli solari fotovoltaici. Viene di seguito inserito, come esempio, il data sheet di un modulo fotovoltaico in commercio (Fig. 5.3.4 e Fig. 5.3.5) per mostrare come riuscire nella pratica ad estrapolare le caratteristiche dei moduli fotovoltaici.
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