Struttura dei pannelli fotovoltaici: cornice, connettori, celle, vetro
Un pannello fotovoltaico è un sistema complesso progettato per convertire la luce solare in energia elettrica. La sua struttura è composta da diversi elementi, ognuno con una funzione specifica, che lavorano in sinergia per massimizzare l’efficienza energetica.
Le celle fotovoltaiche sono il cuore del pannello. Realizzate principalmente in silicio, possono essere monocristalline, policristalline o amorfe. Le celle monocristalline offrono una maggiore efficienza energetica, mentre quelle policristalline sono più economiche. Le celle amorfe, pur avendo una minore efficienza, sono più flessibili e leggere. Per ottimizzare l’assorbimento della luce solare e ridurre le perdite dovute alla riflessione, le celle sono ricoperte da uno strato antiriflesso. Questo strato, solitamente costituito da ossido di silicio o nitruro di silicio, aumenta l’efficienza del pannello fotovoltaico.
I contatti elettrici, generalmente realizzati in argento o alluminio, sono posizionati sulle celle per raccogliere la corrente elettrica generata. Sono progettati per minimizzare la resistenza elettrica e massimizzare la raccolta di corrente.
L’inverter è un dispositivo elettronico che converte la corrente continua (DC) prodotta dalle celle solari in corrente alternata (AC), utilizzata dalla rete elettrica domestica. Senza l’inverter, l’energia prodotta non sarebbe compatibile con gli apparecchi elettrici.
Il vetro temperato, utilizzato come copertura superiore del pannello, protegge le celle solari dagli agenti atmosferici come pioggia, neve e vento. È progettato per permettere alla luce solare di passare attraverso senza dispersioni, garantendo così l’efficienza del pannello.
La cornice in alluminio anodizzato conferisce robustezza al pannello, proteggendo i bordi del vetro e migliorando la resistenza meccanica. Inoltre, l’alluminio è un materiale leggero e resistente alla corrosione, ideale per garantire la longevità del pannello.
Accaparramento delle materie prime e produzione dei prodotti – fabbriche Cina
Negli ultimi anni, la Cina ha rafforzato in modo deciso il suo ruolo di leader nella filiera del fotovoltaico. Oggi controlla circa il 90% della produzione globale di silicio policristallino, materia prima fondamentale per realizzare celle solari, e detiene quasi il monopolio nella fabbricazione di wafer, con una quota che sfiora il 97%. In pratica, l’intero ciclo produttivo — dalla trasformazione del silicio all’assemblaggio dei pannelli — è concentrato all’interno dei suoi confini. Questa supremazia industriale ha reso l’Europa fortemente dipendente dalle importazioni, con scarse possibilità di competere sui costi.
Nel 2024, la produzione cinese ha superato 1,8 milioni di tonnellate di silicio e ha continuato a crescere, anche grazie al supporto statale e a una catena di fornitura estremamente efficiente. Tuttavia, una capacità produttiva così elevata ha finito per generare squilibri: i prezzi del polisilicio sono crollati del 50% e i pannelli hanno subito una riduzione del 40%.
Alcune aziende hanno iniziato a reagire. Una delle più significative è Tongwei, gigante cinese del settore, che ha attirato l’attenzione degli osservatori quando ha annunciato un taglio programmato della produzione in quattro dei suoi impianti principali. Una decisione insolita per un’azienda in piena espansione, ma necessaria per riequilibrare il mercato e contrastare il calo dei margini. In un certo senso, è stato un segnale: perfino i colossi si piegano alle logiche di un mercato sempre più saturo e competitivo.
Oltre alla questione economica, esistono anche criticità legate alla centralizzazione del mercato. Episodi come gli incendi negli impianti cinesi del 2020 hanno dimostrato quanto un evento imprevisto in un unico Paese possa avere conseguenze globali. Per rispondere a queste vulnerabilità, Pechino sta ora spingendo verso una maggiore efficienza tecnologica, imponendo nuovi standard e obbligando le imprese a investire in ricerca.
Nonostante le difficoltà, la Cina continua a fornire prodotti a basso costo a gran parte del mondo, esportando oltre 230 GW di moduli nel solo 2024. Il suo modello industriale, costruito su scala, investimenti pubblici e innovazione, rimane ancora difficilmente eguagliabile.
Innovazioni tecnologiche: celle solari bifacciali, pannelli più efficienti
I pannelli solari bifacciali rappresentano una tecnologia avanzata in grado di generare energia elettrica su entrambi i lati, sfruttando sia la luce diretta che quella riflessa. Diffusasi negli ultimi anni, questa soluzione si sta rivelando particolarmente utile in contesti dove lo spazio è limitato, grazie alla sua capacità di aumentare la produttività rispetto ai modelli tradizionali. A livello costruttivo, impiegano le stesse celle fotovoltaiche dei pannelli convenzionali, ma integrano un secondo strato trasparente o una superficie posteriore riflettente per trattenere le celle in posizione e catturare la luce da più angolazioni.
La configurazione bifacciale consente al modulo di assorbire anche la radiazione solare riflessa da superfici come cemento, sabbia o tetti chiari. Sebbene offrano buone prestazioni, questi pannelli trovano impiego soprattutto in ambiti industriali o impianti di grandi dimensioni, dove è possibile installarli sollevati dal suolo e con l’angolazione ideale per massimizzare la raccolta di energia. In ambito residenziale, invece, sono ancora poco diffusi a causa della complessità dell’installazione e delle condizioni ambientali meno favorevoli.
I moduli bifacciali possono inoltre essere combinati con sistemi a inseguimento solare, che orientano i pannelli in base alla posizione del sole durante la giornata. Questa soluzione consente di aumentare ulteriormente la resa energetica: si stima infatti che, grazie agli inseguitori, l’efficienza dei moduli bifacciali possa crescere fino al 30-40% rispetto a un’installazione fissa.
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