I pannelli solari e fotovoltaici sfruttano entrambi l’irraggiamento del Sole, ma il loro scopo è totalmente diverso, nonostante possano sembrare simili, essi presentano alcune differenze.
Un pannello solare è un dispositivo che intrappola l’energia solare rendendola disponibile per il riscaldamento. Esso sfrutta il principio dell’effetto serra. Un pannello solare è una scatola il cui fondo è costituito da una lastra di alluminio ricoperta con uno strato di speciale vernice nera, che assorbe la quasi totalità dei raggi solari che la raggiungono. Di conseguenza, la lastra si riscalda fortemente e riemette calore sotto forma di raggi infrarossi a bassa lunghezza d’onda.
La scatola ha una copertura di vetro ermetica; il vetro è trasparente alla radiazione a onda corta proveniente dal Sole, ma costituisce una barriera per i raggi infrarossi emessi dalla lastra, riducendo così al minimo le perdite di calore per irraggiamento e per convezione. Nel corpo stesso della lastra sono ricavati dei canali in cui una pompa esterna fa scorrere l’acqua, che si riscalda a contatto col metallo, asportando il calore che esso ha accumulato; al diminuire della velocità di scorrimento, l’acqua viene riscaldata maggiormente, perché scambia calore più a lungo con la lastra.
Questa tecnologia è semplice, non inquinante, e utilizza una fonte di energia gratuita e rinnovabile; essa può contribuire notevolmente a ridurre i consumi energetici per il riscaldamento, sostituendo o integrando i tradizionali impianti termici a combustibile. L’unico svantaggio è che la notte, non essendoci il calore del sole, porterà ad un raffreddamento dell’acqua per il mattino presto.
Un pannello fotovoltaico è un dispositivo che grazie ai fotoni del Sole, si liberano elettroni che vengono convogliati in un circuito creando corrente. Esso è costituito da alcune decine di celle di silicio, connesse mediante giunti conduttori. La struttura della cella è relativamente semplice. Ogni cella è composta principalmente da due strati: uno carico positivamente e l’altro carico negativamente. Questo produce un campo elettromagnetico stabile all’interno della cella che convoglia il flusso di elettroni nella stessa direzione creando un moto di corrente. Gli strati di silicio e biossido di silicio costituiscono invece gli elementi del circuito elettronico stesso, permettendo la transizione di corrente.
Appena arriva un fotone, lo strato anti-riflettente ne favorisce l’assorbimento. Adesso il fotone interagisce con gli atomi dello strato Positivo liberando un elettrone che viene convogliato verso il circuito, si ha la corrente!
Il primo scienziato a riconoscere questo fenomeno nel 1888 fu Augusto Righi, fisico italiano di Bologna, anche se si dovettero aspettare gli scritti di Einstein per una formalizzazione del principio fisico. Da allora il fotovoltaico ha trovato molteplici applicazioni: dall’industria spaziale a quella privata, fino alle piccole abitazioni candidandosi ad una delle risorse energetiche più sicure e pulite, gli svantaggio del fotovoltaico sono che la notte non può accumulare energia e che i suoi prezzi sono ancora molto elevati.
Cecilia