La cella fotovoltaica è una componente imprescindibile dei pannelli solari, quella che si occupa di trasformare la luce del sole in energia elettrica pulita e rinnovabile.
Le celle rappresentano infatti il “motore invisibile” che alimenta l’impianto fotovoltaico e, grazie ai progressi tecnologici degli ultimi anni, oggi sono più efficienti e accessibili che mai.
Se quindi stai valutando di installare un impianto domestico, oppure ne possiedi già uno, è molto importante che tu sappia tutto su come funzionano i suoi elementi principali per capire come sfruttare al meglio il sole, risparmiare sulla bolletta e ridurre l’impatto ambientale.
Vediamo che cos’è una cella fotovoltaica e perché il suo “ruolo” all’interno dell’impianto è così importante.
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Cella fotovoltaica: a cosa serve, quali funzioni svolge
Le celle fotovoltaiche sono, in sostanza, i piccoli “quadratini” che puoi vedere nei pannelli solari installati sul tetto: sono loro a catturare la luce del sole e a produrre l’energia elettrica.
Alla base c’è il cosiddetto effetto fotovoltaico, scoperto nell’Ottocento e oggi sfruttato su larga scala. Ogni cella fotovoltaica è realizzata con sottili strati di silicio semiconduttore, un materiale che, quando viene colpito dai fotoni (le particelle di luce), libera elettroni e genera così una corrente elettrica continua (DC).
Questa corrente, una volta raccolta dall’impianto, viene inviata all’inverter, il dispositivo che la trasforma in corrente alternata (AC), la stessa che utilizzi in casa per alimentare elettrodomestici e impianti.
Le celle sono collegate tra loro per formare il modulo (ovvero il pannello vero e proprio): più celle ci sono, maggiore sarà la potenza complessiva dell’impianto fotovoltaico.
Tipologie di celle e caratteristiche principali
Esistono diverse tipologie di cella fotovoltaica, che funzionano in base a tecnologie differenti, ognuna con vantaggi e limiti da valutare in base allo spazio e al budget.
Le più diffuse negli impianti domestici sono le celle monocristalline, formate da un unico cristallo di silicio. Si riconoscono per il colore nero uniforme e si distinguono per l’alta efficienza (oggi in media intorno al 20% o più) e per una buona resa anche quando il cielo è coperto o il sole non colpisce i pannelli in modo diretto.
Rappresentano la scelta ideale se hai un tetto piccolo e vuoi ricavare il massimo di energia da una superficie ridotta, anche se il costo iniziale può essere leggermente più alto.
Ci sono poi le celle policristalline, che invece derivano da più cristalli di silicio fusi insieme e hanno una caratteristica tonalità blu cangiante. Costano generalmente meno, ma offrono anche un’efficienza leggermente inferiore rispetto alle monocristalline.
Possono risultare un’opzione valida se hai ampie superfici da coprire e vuoi contenere la spesa iniziale.
Infine poi abbiamo la cella fotovoltaica a film sottile, che viene realizzata depositando sottilissimi strati di materiali semiconduttori (ad esempio tellururo di cadmio o silicio amorfo) su supporti flessibili.
Sono molto leggere e adattabili, ideali per tetti non tradizionali o superfici curve, ma in genere garantiscono un livello di efficienza più basso, e richiedono quindi più spazio per produrre la stessa quantità di energia.
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Ulteriori sviluppi
Ultimamente diversi produttori di pannelli fotovoltaici stanno sviluppando celle tandem perovskite‐silicio, una delle tecnologie più promettenti per superare i limiti teorici delle celle fotovoltaiche “tradizionali”.
Altre tecnologie che assicurano una resistenza e una durata elevata si basano sul concetto del Back Contact, contatti posizionati posteriormente su una solida base in metallo.
Questa costruzione contribuisce a rendere le celle particolarmente robuste e pronte a sopportare qualsiasi sollecitazione possa arrivare dagli agenti atmosferici nel corso dei decenni.
Durata e manutenzione della cella fotovoltaica
Le celle sono elementi progettati per funzionare a lungo: i pannelli domestici in commercio offrono in genere garanzie di 25-30 anni.
È fondamentale però che ogni cella fotovoltaica possa garantire livelli elevati di prestazioni nel tempo, e perché ciò avvenga è necessario provvedere ad una manutenzione davvero minima.
Di solito basta una pulizia periodica dei moduli, soprattutto se vivi in zone con molta polvere, smog o vicino al mare, dove la salsedine può depositarsi sui vetri. È consigliabile anche un controllo tecnico periodico, per verificare che i collegamenti elettrici e l’inverter funzionino sempre correttamente.
L’esposizione al sole resta però il fattore più importante per la resa di ogni cella fotovoltaica: orientamento e inclinazione del tetto devono essere adeguati, e occorre inoltre evitare ombreggiamenti causati da alberi, comignoli o edifici vicini.
Conoscere le celle fotovoltaiche e il loro funzionamento ti aiuta a scegliere con maggiore consapevolezza i pannelli solari da installare, e a valutarne correttamente l’efficienza, i costi e le caratteristiche tecniche, così da ottenere il massimo risparmio ed una produzione stabile nel tempo.
