Pannelli Fotovoltaici Cigs per l’Integrazione Architettonica

Conosciamo ormai perfettamente la forma dei pannelli fotovoltaici perchè siamo abituati a vederli sopra i tetti delle case. Un po’ meno siamo in grado di riconoscere i moduli Cigs O Cis detti anche a film sottile, thin film. Vengono molto spesso utilizzati per essere perfettamente integrati con il profilo architettonico di un tetto o delle pareti esterne di un edificio. Oggi parleremo di questa tecnologia, dei vantaggi, delle differenze con il classici pannelli fotovoltaici a silicio cristallino e della loro convenienza.

Cigs sta per Copper, Indium, Gallium, Selenide, ovvero Rame, Indio, Gallio, Seleniuro, i componenti utilizzati per realizzarli. Ci sono anche altre tecnologie con cui vengono realizzati: Cis (Rame, Indio, Seleniuro), tellururo di cadmio (CdTe) e silicio amorfo (a-Si).

pannelli_thin_film

Che differenza c’è tra Cigs e Pannelli in Silicio cristallino

Lo spessore dei Cigs varia da pochi nanometri (nm) a decine di micrometri (micron), molto più sottile rispetto alla quella convenzionale, quella di prima generazione con celle a silicio cristallino (c-Si), che utilizza wafer fino a 200-300 micron.

Questo permette alle celle a film sottile di essere flessibili, come un foglio di carta. Si piegano, avvolgono qualsiasi elemento e si trasportano con molta facilità. Quindi pesano di meno e hanno meno resistenza o attrito.

Vengono utilizzate nella realizzazione di impianti fotovoltaici integrati, nei tetti con tegole fotovoltaiche, nei lastrici e come cella semi-trasparente per essere inserita nelle vetrate delle case. Possiamo in questo modo sfruttare tutte le superfici possibile per la loro installazione.

Efficienza

i moduli a film sottile hanno rendimenti piú bassi rispetto ai quelli in silicio. Parliamo di una media del 9-10% contro un 15-20%. Nel corso degli anni però l’efficienza è migliorata e sono stati testati moduli che raggiungono il 20%.

Il grafico qui sotto ben illustra la situazione dei rendimenti delle varie tecnologie fotovoltaico. Al top ci sono i pannelli solari multigiunzione che arrivano al 44%, grafico viola, poi quelli in cristallino, grafico blu, e poi in verde i thin film. Si tratta ovviamente delle massime efficienze, ottenibili con prodotti non ancora del tutto commercializzati.

efficienza_thin_film

 

Nonostante questi miglioramenti nelle performance, la quota di mercato del film sottile non ha mai raggiunto più del 20 per cento di penetrazione negli ultimi due decenni.

Altre tecnologie a film sottile, che sono ancora in una fase iniziale di ricerca, sono classificate come celle fotovoltaiche di terza generazione e includono l’uso di elementi organici, celle sensibilizzate con coloranti, celle solari a polimeri, che utilizzano nanocristalli, il micromorfo e le celle solari perovskite.

Meglio film Sottile o Cigs o Silicio cristallino

se avete poco spazio a disposizione, i moduli a silicio cristallino sono quelli che fanno per voi. Per riuscire a realizzare la stessa quantità di energia elettrica nell’ anno i thin film hanno bisogno di uno spazio quasi doppio.

Per un impianto fotovoltaico da 3 Kwp necessitiamo di 21-25 mq con moduli poli o monocristallini, con il film sottile dobbiamo mettere in conto almeno 40-45 mq.

Un altro svantaggio dei film sottile è legato alla loro durata. La vita di un pannello cigs è un pochino inferiore.

I cigs hanno però diversi vantaggi:

  • costano di meno. Dato che abbiamo solo bisogno di uno spessore di pochi micron di materiale, ci vogliono meno materie prime.
  • rispondono meglio in giornate nuvolose o se ci sono ombreggiamenti sulle celle: in parole povere quelli a silicio cristallino si prendono solo una porzione dello spettro solare dei raggi, i thin film invece tutta la gamma.
  • possono essere rimossi con facilità e non hanno bisogno di supporti pesanti per l’installazione, risparmiamo denaro per le staffe.
  • si installano anche negli edifici dei centri storici perchè poco invasivi visivamente.

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