I pannelli solari utilizzano luce o calore per produrre elettricità?

La confusione che circonda gli effetti del calore e della luce sull’energia solare inizia con il fatto che esistono diversi tipi di energia solare. Un tipo di energia, chiamato solare termico, utilizza la luce solare per generare calore che può essere utilizzato per cose come l’acqua calda sanitaria o per generare vapore per azionare turbine e generare elettricità. Ma questi pannelli comportano una complessa integrazione con i sistemi di acqua calda per funzionare.

Un altro tipo di energia solare è generata dai pannelli solari fotovoltaici (PV), che utilizzano la luce per produrre direttamente elettricità. Molte persone pensano che il luogo più efficiente per generare energia con i pannelli solari fotovoltaici (PV) sia un deserto torrido dove il sole cuoce tutto. Non posso essere più sbagliato.

Ovviamente c’è molta luce solare. Ma l’elettronica, come le apparecchiature di un sistema solare fotovoltaico, funziona in realtà in modo più efficiente quando fa freddo, non solo nelle calde giornate estive.

La temperatura di prova standard per valutare la potenza dei pannelli solari fotovoltaici è di 77 gradi Fahrenheit (o 25 gradi Celsius). In una giornata calda, i pannelli solari perdono gradualmente efficienza man mano che il termostato si alza. Ma i pannelli solari avanzati sono progettati per ridurre al minimo queste perdite. Infatti, i pannelli vantano un bassissimo “coefficiente di temperatura” o perdita di potenza dovuta al calore.

Tuttavia, il freddo potrebbe essere solo il biglietto per l’efficienza solare fotovoltaica. Immagina una giornata invernale vivace e luminosa. È il punto debole per la generazione solare fotovoltaica. Anche la neve può aiutare riflettendo la luce solare sui pannelli, purché non copra effettivamente i pannelli.

Vedete, le celle fotovoltaiche (PV) si avvicinano ai pannelli solari utilizzando principalmente lo spettro visibile per produrre energia. Parte di questa luce è visibile all’occhio umano e parte, come la luce infrarossa e ultravioletta, non è visibile. Le nuvole possono bloccare molta luce visibile, ma non bloccano l’intero spettro (spiegando perché bruci ancora quando è nuvoloso). I pannelli utilizzano più luce infrarossa e ultravioletta rispetto ad altri pannelli. Questo, unito al fatto che sono più efficienti1, può significare che i proprietari di case richiedono meno pannelli.

Altri fattori coinvolti nella produzione di energia

La temperatura e lo spettro della luce hanno un grande impatto sulla quantità di energia che i pannelli solari possono produrre. Ma anche l’angolo di luce solare. L’angolo diventa un grosso problema quando si pianificano sistemi solari fotovoltaici per i proprietari di case. Ogni installazione domestica è unica perché ogni casa è esposta al sole in modo diverso e i pannelli ben orientati possono aiutare a catturare più luce solare durante le ore di punta della giornata. Vedete, l’efficienza del pannello viene misurata con la luce in avanti. Ma sulla maggior parte dei tetti il ​​sole è raramente perpendicolare alla soletta. Quindi le prestazioni fuori angolo, ad esempio quando il sole è basso nel cielo, sono importanti.

Anche la quantità di luce gioca un ruolo nella produzione di energia. In generale, intorno a mezzogiorno c’è più luce del giorno rispetto a qualsiasi altra ora del giorno e la posizione della casa può svolgere un ruolo importante nella quantità di luce che entra nei pannelli solari. Ad esempio, una casa in collina può ricevere molta luce al mattino, ma non molta al pomeriggio. Molte case hanno problemi con l’ombreggiatura da alberi e altri ostacoli. E anche polvere o foglie possono ridurre l’effetto.

Tutti i fattori finora discussi influiscono sulla produzione di energia del nuovo sistema. Tuttavia, è anche importante garantire che il sistema resista alla prova del tempo. La principale causa di degrado (noto anche come usura) dei pannelli convenzionali è la corrosione e le crepe quasi invisibili nelle celle, che riducono le prestazioni. I pannelli solari sono progettati per durare più di 40 anni, grazie alla robusta (ma flessibile) base in metallo su cui sono costruite le nostre celle. In effetti, i pannelli hanno il tasso di degrado più basso dei pannelli solari del settore. Ciò significa che i pannelli producono più energia per un periodo di tempo più lungo.

L’uso di fonti rinnovabili come la luce solare per produrre energia può ridurre l’accumulo di carbonio che può causare il cambiamento climatico. Ma il più grande vantaggio dell’utilizzo dell’energia solare per alimentare la tua casa è la riduzione delle bollette elettriche che possono durare per decenni.