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Moduli a Film sottile

Data: 13 set 2006
ultima modifica: 25 mar 2009

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Film sottile con Alta efficienza

Il nuovo modulo Thin Film, film sottile, SHARP da 85 watt di picco si colloca nella zona alta dei moduli per la sua efficienza dell'8%. In Italia dovrebbe essere commercializzato il modulo NA-850Wp e ho visto che su siti tedeschi già si parla del modulo  NA-851Wp.

I nuovi moduli dovrebbero essere commercializzati a partire da dicembre 2005.

Il nuovo modulo integra la tecnologia del silicio amorfo con la tecnologia a film sottile Tandem e permette di portare l’efficienza di conversione del modulo all’ 8%, efficienza circa 1,3 volte superiore rispetto ai moduli a silicio amorfo standard che di solito arrivano al 6%.

Ad esempio per avere 1 Kwp servono 12.5 metri quadrati visto che la densità dei moduli è di 80 Wp/m2.

Rispetto ai moduli a silicio cristallino (nelle due varianti mono o poli), il nuovo modulo Thin Film Sharp può essere prodotto utilizzando un quantitativo ridotto di silicio. Significa che il modulo ha costi poco sensibili al prezzo del silicio "solar grade" attualmente in costante crescita.

Non ho indagato anche perché in rete non ho trovato testi con le specifiche tecniche ma la garanzia in potenza dovrebbe essere la solita ovvero 20 anni con un calo massimo del 20% della potenza di picco e 25 anni con un calo del 25%. Le grosse aziende danno questa garanzia che significa che nel caso qualche modulo sia difettoso viene consegnato un numero di moduli aggiuntivi in modo da rimpiazzare la potenza perduta che non rispetta le specifiche.

Ecco le caratteristiche generali dei moduli a film sottile rispetto a quelli in silicio monocristallino e policristallino.

MONO e POLI CRISTALLINO Thin Film (FILM SOTTILE)
Impiego di materiale (silicio) 20 g/W 0,4 g/W
Coefficiente di temperatura -0,5% -0,24%
Colore blu nero
Tipo di materiale lingotto di silicio SiH4 gas

Un distributore ufficiale dei prodotti Sharp da cui ho tratto le informazioni per questi moduli è Enerpoint che tratta prodotti per sistemi solari.

Film sottile su Acciaio inox

Un altro modulo interessante e di alta qualità è quello costruito dalla Unisolar che usa come supporto acciaio invece del vetro. In particolare i suoi moduli in silicio amorfo tripla giunzione sono costruiti in serie partendo da un lunghissimo rotolo di lamiera che viene svolto e su cui viene depositato il silicio in un impianto serializzato.

L'efficienza di questi moduli è intorno al 6% cioè 60 Wp/m2 quindi, ad esempio, per avere 1 Kwp servono quasi 17 metri quadri.

La unisolar ha prezzi che sono un po' più alti degli altri moduli in silicio amorfo ma ha anche molta esperienza con questa tipologia di pannelli. La garanzia è la solita e cioè 20 anni con un calo massimo del 20% della potenza di picco e 25 anni con un calo del 25%. Per alcuni pannelli si da una garanzia ancora più favorevole.

Generalità sull'amorfo
  1. bassissima quantità dei materiali usati (è un film sottile e quindi non è più spesso di 10 micron, con tutti gli strati) si pensi che il costo del materiale che incide di più è quello del vetro di supporto che è un semplicissimo vetro floating non temperato.
  2. l'alta scalabilità industriale: a differenza del silicio i moduli a film sottile sono preparati in-line e cioè entra il vetro da un parte ed esce senza soluzione di continuità dall'altra il modulo finito dopo qualche minuto (bassi tempi di produzione)
  3. le basse energie utilizzate per produrlo: 700 massimo 800 gradi di temperatura contro i 1500 del silicio mono e poli cristallino.
Secondo un ricercatore che si occupa di film sottile i prezzi del silicio amorfo sono tenuti artificialmente alti dai pochi produttori mondiali per "non uccidere il mercato". In effetti i quantitativi venduti sono pochi. A una domanda su quanti Mw si producano all'anno la risposta è stata:
per ora (e sottolineo per ora perché ci sono progetti in fase di realizzazione) se ne producono 75 MW da parte di First Solar e credo circa 7 MW da parte di Antec Solar (in Germania), anche Panasonic ha una piccola produzione...
Poi è stato chiesto: «a circa che prezzo vengono venduti?»
ho avuto modo di parlare con Reiner Gegenwart (in inglese :-)) ), ad una  conferenza in slovenia, che è il responsabile della distribuzione di First  Solar in Europa e mi diceva che il prezzo è tenuto artificialmente alto per  non uccidere il mercato. Lui mi parlava di circa 3-4 euro per Wp, ma non  vorrei dire una sciocchezza visto che i prezzi cambiano velocemente.
Film sottile al Tellururo di cadmio

La Marcegaglia Group Energy e il Ministero dell'Ambiente stanno finanziando una nuova industria italiana per la produzione di pannelli a film sottile in tellururo (tellurio) di cadmio e solfuro di cadmio, singola giunzione di tipo etero. Ne hanno dato notizia i maggiori giornali. Il sito del progetto è solar sse e un interessante articolo l'ha pubblicato ilsole24ore. L'articolo è di Beppe Caravita che si occupa spesso di questi argomenti. Il suo blog è Network Games.

Il fotovoltaico in tellururo di cadmio/solfuro di cadmio ha la caratteristica di avere un maggior rendimento e maggiore stabilità nel tempo rispetto al silicio amorfo tradizionale e l'impianto di Arese della Marcegaglia e del Ministero dell'Ambiente promette di avere costi per watt di picco molto bassi, vengono promessi 0.8 €/Wp contro i 3 $/Wp finora raggiunti con l'amorfo in silicio.

Un ricercatore, Alessandro Romeo, che si occupa specificatamente di ricerca sulle celle al tellururo di cadmio/solfuro di cadmio (TeCd/SCd) ha aggiunto molte notizie interessanti che riporto su questo testo. Questo è il suo sito. Afferma che i prezzi limite a livello industriale per il silicio cristallino (mono e poli) sono di 2 $/Wp mentre per le celle al TeCd sono di 0.5 $/Wp.

Secondo il NREL ed in particolare il Dr. Wu queste celle arrivano al 16.5% in laboratorio e sono stati preparati moduli 60x120 cm, quindi di dimensioni usabili praticamente per produrre energia elettrica, al 10.5%.

Sul sito del progetto solar sse è stato pubblicato un interessante aggiornamento:
In autunno 2006 sono stati definiti i partner industriali per la realizzazione dell'impianto attraverso una nuova società Arendi S.r.L. che avrà il compito di realizzare e commercializzare i pannelli fotovoltaici di nuova generazione entro due anni.

I soci di Arendi S.r.L. sono:
  • Marcegaglia Group
  • Banca IFIS
  • Alchimia S.p.A.
  • Solar Systems and Equipments

Il Ministero dell'Ambiente ha contribuito ad ottenere questo grande risultato.
Il progetto è quindi partito e sta diventando una realtà industriale che per fine 2008 sfornerà i primi pannelli in TeCd.

Aggiornamento 25 mar 2009: Pannelli fotovoltaici molto economici sono quelli della First Solar che è nel mercato da 10 anni e che ha sviluppato per prima la tecnologia al tellururo di cadmio, ho chiesto un preventivo per 40 pannelli da 75 watt di picco (3000 watt totali) e una ditta mi ha fatto un prezzo di 6 mila euro (solo pannelli). Su questa tecnologia ho scritto un testo con molti aggiornamenti recenti.

Per quanto riguarda la Arendi la fase di industrializzazione è stata spostata a fine 2009. In un forum (usenet) ho sollecitato più volte il Prof Alessandro Romeo per avere spiegazioni sul motivo del ritardo ma non ho ricevuto risposte, so solo che stanno lavorando.

𝒜ℬ𝒞𝒟ℰℱ𝒢ℋℐ𝒥𝒦ℒℳ𝒩𝒪𝒫𝒬ℛ𝒮𝒯𝒰𝒱𝒲𝒳𝒴𝒵

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Data: 13 set 2006
modifica: 23 dic 2006
ultima modifica: 25 mar 2009
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