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Film sottile CIS

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I moduli CIS studiati con una tecnologia differente rispetto ai normali moduli fotovoltaici in silicio, sono composti da pellicole di una lega compatta di rame, indio e diselenide, CIS appunto, che permette loro di essere utilizzati per un'applicazione domestica e industriale con elevata integrazione architettonica*.
La tecnologia CIS offre prestazioni eccezionali anche con poca luce e ha una minima tolleranza alle alte temperature.
Sono garantiti affidabilità e alte prestazioni per molti anni anche in condizioni climatiche non proprio favorevoli.
Le celle, ricoperte da un vetro trasparente temprato che garantisce maggior potenza, assicura resistenza all'impatto e protezione contro grandine, neve e ghiaccio.



L'uscita di ogni modulo è costituita da due cavi conduttori protetti ai raggi UV, in grado di garantire semplicità e varietà di montaggio; l’erogazione è a bassa tensione (16 V) e i moduli possono essere usati per caricare un accumulatore che fornirà successivamente energia elettrica in qualsiasi momento.

Il rendimento dei moduli CIS è caratterizzato da un coefficiente di temperatura favorevole, notevolmente migliore rispetto ai moduli in celle mono o policristalline. Con temperature più elevate, come in estate, la diminuzione di rendimento dei moduli CIS è inferiore a quella di moduli mono o policristallini.

Grazie alla stabile struttura vetro-vetro sia sul lato posteriore sia su quello anteriore, il modulo è protetto in modo duraturo dagli influssi ambientali nonché dalle sollecitazioni meccaniche, la cui stabilità è paragonabile a quella di un lucernario.




La particolare disposizione delle celle lunghe e molto sottili dei moduli CIS li rende più vantaggiosi dei moduli in silicio cristallino in situazioni di ombreggiamento parziale, che si verificano ad esempio per la presenza di camini, alberi, edifici prossimi, neve, sporcizia quale escrementi di uccelli, fogliame, nuvole ecc.

Contrariamente ai moduli in silicio, i moduli CIS sono privi di saldature. La corrente viene “prelevata” attraverso 2 o 3 nastri conduttori e “convogliata” direttamente nella scatola di collegamento. Già durante il processo di fabbricazione le celle vengono collegate tra di loro in un blocco monolitico. La corrente “prodotta” nei moduli in silicio viene derivata attraverso le cosiddette barre di distribuzione e collegata di cella in cella. In alcuni punti, queste barre di distribuzione vengono saldate tra di loro, possono modificarsi nel corso degli anni e comportare perdite parziali o totali di rendimento del modulo. Inoltre, le barre di distribuzione possono danneggiare la comune pellicola di protezione del lato posteriore con un conseguente rischio di delaminazione del modulo.

Ottimo comportamento in condizioni di scarso irraggiamento paragonabile alle migliori tecnologie al silicio cristallino. I moduli sono in grado di generare rendimenti energetici ottimi anche con radiazione diffusa.



Che cos'è un pannello fotovoltaico CIS?

L'acronimo CIS sta per Copper (=Rame), Indium (=Indio), Selenium (=Selenio).
Si tratta quindi di pannelli fotovoltaici che non utilizzano il silicio come materiale sensibile alla luce solare, ma il "Diseleniuro di Rame e Indio" (CuInSe2)

Quali sono i vantaggi di un pannello CIS?

Ci sono vantaggi pratici di notevole importanza:

Minor costo
Il minor costo di produzione di un pannello CIS è dovuto sia all'utilizzo di materiali meno costosi del Silicio, sia ad una tecnologia di produzione più economica, e questo genera il vantaggio di un costo inferiore del prodotto finito.

Il materiale viene depositato secondo la tecnologia Thin Film (= Film sottile), cioè uno strato di pochi micron di materiale fotovoltaico contro i 250-350 micron delle celle al Silicio cristallino

Miglior resa all'illuminazione parziale.

In caso di irraggiamento solare ottimale il silicio cristallino è, tra i pannelli oggi in produzione industriale, il materiale con la maggior resa fotovoltaica specifica (cioè il materiale che produce il maggior numero di Watt x m2).

Quando però l'irraggiamento non è ottimale, ad es. in caso di ombreggiamento parziale, un pannello in silicio cristallino ha un brusco calo di produzione, in quanto la minor efficienza di una cella si ripercuote su tutte le celle ad essa connesse

Il "silicio amorfo" in parte risolve quest'aspetto, ma ha un'efficienza molto più bassa del silicio cristallino (7-8% contro 14-18% dei pannelli al silicio cristallino) e quindi richiede una superficie di pannelli molto più elevata (c.a. il doppio)

I moduli fotovoltaici CIS di ultima generazione hanno invece un'efficienza che può arrivare al 12-13%, paragonabile a quella del silicio policristallino (14%), e subiscono un minor calo di produttività in caso di ombreggiamento parziale: in ultima analisi si ottiene pertanto una maggior quantità di energia media prodotta, a parità di potenza.
Inoltre, grazie alla particolare configurazione del materiale, la tecnologia Thin Film consente di ottenere pannelli CIS flessibili.

Per quanto riguarda le prestazioni nel tempo, il decremento di produzione negli anni di un modulo CIS è analogo a quello di un modulo cristallino, e cioè dopo 20 anni produce l'80% della potenza nominale.
Ci sono aspetti negativi?

Un aspetto da valutare nella scelta di un modulo CIS è la maggior dimensione del pannello rispetto ad un modulo in silicio cristallino, a parità di potenza.

Riportiamo a fianco un esempio indicativo di confronto dimensioni a parità di potenza nominale fra le varie tecnologie in commercio.

In combinazione con una tecnologia di sistema ottimale, possono ottenere rendimenti elevati in confronto ai moduli mono o policristallini.
Per poter “fornire” per 20 anni almeno l’80% del rendimento del modulo, gli stessi devono disporre di una stabilità eccezionale nei confronti degli influssi ambientali. In tutto il mondo vengono impiegati da molti anni migliaia di moduli CIS provenienti dalla produzione pilota, che si sono affermati per le proprie prestazioni e qualità anche in impianti di riferimento indipendenti oltre che presso gestori privati e pubblici. Inoltre, Würth Solar effettua continuamente test sulla resistenza all’invecchiamento per rispondere alle esigenze di qualità più elevate.

Grazie a una tecnologia di produzione sofisticata, i moduli CIS possono essere adattati alle più svariate esigenze del cliente relative alla forma e alla geometria nonché alle caratteristiche elettriche.

Oltre all’impiego classico in impianti su tetti, i moduli CIS sono ideali anche per l’integrazione su facciata e come elementi di copertura. I moduli CIS consentono anche soluzioni con moduli semitrasparenti per la regolazione dell’incidenza luminosa. Sono fattibili anche le cosiddette soluzioni integrate. Con questa variante è possibile rinunciare del tutto alle tegole. Sono altrettanto possibili soluzioni per piccole applicazioni quali pompe per lo stagno, illuminazione di numeri civici, parcometri.

I moduli fotovoltaici sul tetto sono ormai parte integrante del nostro panorama familiare. Purtroppo molti tetti hanno subito una deturpazione estetica per via dei moduli fotovoltaici. I moduli CIS, invece, presentano un aspetto elegante grazie all’estetica caratterizzata dalle strisce nere e contribuiscono in tal modo a valorizzare esteticamente il tetto o la facciata. Funzionalità ed estetica sono integrate in modo praticamente perfetto.

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