Pannelli solari Ibridi Fotovoltaico e Termico Insieme

L’irraggiamento solare può essere sfruttato  in due modi: per creare acqua calda e produrre energia elettrica. Nel primo caso parliamo di impianto solare termico, nel secondo di fotovoltaico. Cosa accade quando abbiamo a che fare con un sistema in grado di realizzare tutte e due le cose? E’ proprio quello che accade con i pannelli solari ibridi.

Quindi doppia produzione di energia sotto forma di elettricità e calore realizzata con un unico pannello avente le stesse dimensioni e lo stesso aspetto esterno di un pannello fotovoltaico standard. Questa grande innovazione tecnologica permette di soddisfare tutto il fabbisogno energetico degli edifici riducendo al minimo la superficie occupata sul tetto in un unico impianto.

Pannelli solari ibridi come sono fatti

Lo strato superiore di un pannello ibrido, quello rivolto verso il Sole, è costituito da decine di celle fotovoltaiche. Sono realizzate in silicio, un materiale in grado di catturare la luce solare e poi trasformarla in elettricità , grazie all’effetto fotovoltaico .

Puoi quindi alimentare liberamente le utenze elettriche della tua casa con questa energia.  Lo strato inferiore del pannello ibrido non solo cattura il calore proveniente dal sole (le celle fotovoltaiche lasciano passare una parte dei raggi),  ma recupera anche il calore prodotto dai pannelli stessi .

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E sì, come puoi immaginare, i pannelli solari producono calore se esposti alla luce solare .

Calore che puoi usare per:

  • riscaldare l’aria della tua casa tramite ventilazione;
  • riscaldare l’acqua calda per uso sanitario.

Pannelli solari ibridi funzionamento

Sappiamo che durante il funzionamento un pannello fotovoltaico standard produce solo il 20% di elettricità, per il restante 80% sviluppa calore. Questo calore, oltre ad essere disperso, è dannoso per il modulo, le cui prestazioni calano quando sale la temperatura. Si stima che superati i 25 gradi Centigradi, una cella fotovoltaica perde lo 0,5% di efficienza per grado aggiuntivo . In piena estate una cella può raggiungere anche i 70 gradi con perdite potenziali di produzione elettrica di oltre il 20%. Il solare ibrido permette non solo di produrre acqua calda, ma anche di migliorare le prestazioni della parte fotovoltaica grazie all’ abbassamento della temperatura. 

I pannelli solari ibridi incorporano una cella fotovoltaica ed uno scambiatore che permette di produrre sia energia elettrica che calore con una superficie più compatta.  Lo scambiatore serve per riscaldare un fluido termovettore (che trasporta il calore).

Combinando le caratteristiche dei moduli fotovoltaici e del solare termico, i pannelli solari ibridi, basandosi sul principio della cogenerazione solare, permettono di:

  • produrre elettricità per illuminare un ambiente e alimentare tutti i dispositivi elettrici montati in casa con energia rinnovabile.
  • Produrre calore in  grado di riscaldare l’ acqua, una piscina , l’aria dell’ ambiente o anche per far funzionare un sistema riscaldante a pannelli radianti a pavimento.

Alcuni pannelli solari ibridi hanno un sistema di scambio termico ottimizzato tra la faccia anteriore del fotovoltaico e la circolazione dell’acqua antigelo, grazie a uno scambiatore di calore integrato. A differenza di un collettore solare termico , l’ibrido non contiene sistematicamente un isolamento sul lato inferiore per evitare qualsiasi perdita di calore.

Consentendo di generare un aumento di efficienza fino al 40% per la stessa superficie dei pannelli solari, questo sistema ibrido, innovativo ed ecologico, è una soluzione da considerare nel contesto del risparmio energetico . I pannelli solari ibridi possono essere utilizzati in un impianto ON-GRID, ovvero allacciato alla rete, oppure OFF-GRID con sistema di accumulo con batterie fotovoltaiche.

Combinando le possibilità del solare termico e del fotovoltaico in un’unica tecnologia, questa cogenerazione permette di ottimizzare la superficie . Ciò, infatti, permette di evitare di dover moltiplicare gli impianti utilizzati e quindi di ridurre l’area espositiva necessaria.

In inverno e nelle mezze stagioni, il rendimento della parte termica è meno buono di quello di un collettore termico convenzionale perchè il sole è piú debole. Ma in estate il fatto che la temperatura sia più elevata, permette di disporre tutti i giorni di acqua calda che può anche essere “stoccata” in un serbatoi e resa disponibile a richiesta anche nelle ore notturne.

Per “ottimizzare” un impianto fotovoltaico ibrido e renderlo funzionale anche in inverno si affianca una caldaia che entra in funzione solo quando l’acqua stoccata nel serbatoio scende sotto una certa soglia di temperatura.

Pannelli solari Ibridi vantaggi e svantaggi

è facile capire come il grande vantaggio sia quello di avere con lo stesso impianto la possibilità di produrre acqua calda ed energia elettrica RISPARMIANDO SULLO SPAZIO DI OCCUPAZIONE. Un sistema da 3 Kw (spazio occupato circa 22-25 mq) è in grado di produrre in Centro Italia circa 4000 kilowatt di energia elettrica l’anno ed una fornitura d’acqua calda costante per una famiglia di 4 persone con un uso molto limitato di gas durante i mesi piú freddi (dicembre-gennaio-febbraio).

Il fotovoltaico è piú efficiente, specie in estate con le temperature molto alte che vengono “abbassate” dal sistema termico.

Tuttavia, non è raro che i pannelli solari termici (che producono solo acqua calda) si guastino.

Ad esempio:

  • quando si riscaldano troppo in estate, per evitare danni. Se il sistema non si guasta, il surriscaldamento può causare malfunzionamenti che richiedono l’intervento di uno strumento di risoluzione dei problemi ;
  • in inverno, quando le temperature esterne diventano molto basse ci può essere il congelamento del fluido termovettore, responsabile del trasporto del calore tra i pannelli ibridi.

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Pannelli solari Ibridi prezzi

Essendo una tecnologia recente e non ancora largamente diffusa a livello di installazioni presenti sul territorio, il costo medio dei pannelli solari ibridi è superiore a quello dei pannelli fotovoltaici (tra il 30 e il 40% in più rispetto a un sistema fotovoltaico standard). Il prezzo è poi influenzato dai componenti montati. Esempio: grandezza serbatoio, tipo di inverter, tipo di modulo montato.

Rimane quindi una soluzione ancora poco utilizzata in Italia a causa di un maggior costo di investimento . Ancora relativamente sconosciuta al grande pubblico questa tecnologia adattata all’uso domestico può però consentire di raggiungere quasi in maniera totale l’autoconsumo . Inoltre, il costo aggiuntivo iniziale in termini di investimento viene rapidamente ammortizzato dai guadagni di produzione di energia .

In queste condizioni, tutto suggerisce che la tecnologia ibrida ha un futuro fiorente. Essendo una soluzione che combina due tecnologie, beneficiate di un più interessante rapporto costo di installazione / tecnologia installata. Questa soluzione “due in uno” consente di ottimizzare lo spazio sul tetto o su terreno.

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