Che cos'è un pannello solare?
Un pannello solare è un dispositivo destinato ad assorbire energia dai raggi del sole, sia per l'uso immediato che per lo stoccaggio. Esistono due tipi principali di pannelli solari: moduli fotovoltaici e collettori solari termici. I moduli fotovoltaici hanno lo scopo di convertire l'energia del sole in energia elettrica, per alimentare cose come luci, computer o automobili. I collettori solari termici sono costruiti per assorbire l'energia del sole direttamente come energia termica e sono spesso usati per riscaldare l'acqua per le docce o per riscaldare l'acqua che può essere forzata attraverso una struttura per riscaldarla.
Il primo tipo di pannello solare, il modulo fotovoltaico, è in realtà una raccolta di un numero di celle solari. I pannelli solari multipli comprendono un array solare o un array fotovoltaico. Le celle solari sono combinate in un unico pannello solare per facilità d'uso ed economia di scala. Combinandoli in pannelli gestibili, diventano più facili da trasportare e installare e l'elettronica utilizzata per elaborarli può essere condivisa da un numero di celle solari diverse.
Il tipo più comune di pannello solare utilizza silicio cristallino sotto forma di wafer o pellicole sottili costituite da silicio o tellururo di cadmio. Quando la luce colpisce il pannello solare, parte dell'energia luminosa viene assorbita nel semiconduttore che lo compone, liberando elettroni. Questi elettroni vengono quindi forzati in una direzione, creando una corrente, che può quindi essere catturata, convertita e utilizzata per alimentare tutto ciò di cui abbiamo bisogno. È un concetto abbastanza semplice, ma al momento è in corso un affascinante mondo di innovazione e scoperta per sbloccare la potenza del pannello solare.
Una delle preoccupazioni più immediate con un pannello solare è come ottenere la massima energia dalla più piccola quantità di area. Un pannello solare è costoso e occupa spazio, quindi deve essere sia economico sia dal punto di vista dell'impronta ambientale, al fine di valerne la pena installarlo anziché prelevare elettricità da una rete. I pannelli solari di consumo attualmente funzionano con un'efficienza compresa tra il 5% e il 18% e questo numero è aumentato in modo significativo nell'ultimo decennio. Esiste un settore robusto costruito attorno alla produzione di pannelli solari innovativi in grado di assorbire ancora più luce solare e sembra probabile che pannelli solari di consumo a prezzi accessibili che assorbono dal 20% al 30% saranno disponibili entro troppo tempo.
Ci sono anche altri piani esotici in serbo per aumentare enormemente l'efficienza, con molti progetti teorici che sperano in un'efficienza fino al 50%. Ciò ha implicazioni per una vasta gamma di applicazioni, dall'alimentazione di abitazioni all'alimentazione di veicoli all'alimentazione di astronavi. Un'altra innovazione nella progettazione dei pannelli solari tenta di rendere i pannelli stessi incredibilmente sottili, trasparenti e flessibili, in modo che possano essere posizionati su oggetti come finestre, eliminando virtualmente il loro ingombro.
L'altro tipo di pannello solare, il collettore solare termico, è in uso da centinaia di anni in una forma o nell'altra. L'idea è fondamentalmente di mettere uno specchio d'acqua in un contenitore e di far assorbire quanta più energia luminosa possibile a quel contenitore, semplicemente dipingendolo di nero. Questo quindi riscalda l'acqua, che può essere utilizzata per molti scopi diversi. Molte persone usano il riscaldamento solare forzato per riscaldare le loro case, facendo scorrere l'acqua calda attraverso tubi nei pavimenti o nelle pareti, che poi si irradiano e riscaldano l'aria all'interno.