Il tellururo
di cadmio è un composto chimico cristallino e stabile formato da cadmio e
tellurio con una struttura cristallina di blenda.
Il Tellururo di cadmio è
tossico se ingerito, se la sua polvere viene inalata, o se è maneggiato in modo
scorretto (cioè senza appositi guanti e altre precauzioni di sicurezza).
Nell'ambito del campo fotovoltaico, si garantisce l'incapsulamento del
materiale, ma in caso di incendio, ovviamente, non può esistere nessun tipo di
protezione in grado di evitare l'esplosione del modulo e quindi la dispersione
nell'ambiente della sostanza altamente inquinante che in base alla normativa
europea "Direttiva 2004/107/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 15
dicembre 2004 concernente l'arsenico, il cadmio, il mercurio, il nickel e gli
idrocarburi policiclici aromatici nell'aria ambiente" recepita in Italia con il
"decreto legislativo 3 agosto 2007, n. 152" e nel successivo "decreto
legislativo 26 giugno 2008 , n. 120" le quantità d'inquinante disperso
nell'ambiente devono rientrare in determinati parametri.
Il materiale CdTe è stabile a temperatura ambiente. Gli studi sulla pericolosità
ambientale e la sua tossicità per l'uomo sono stati fatti da Fthenakis V.,
Morris S., Moskowitz P. e Morgan D. nel 1999 poi pubblicati nel "Toxicity of
cadmium telluride, copper indium diselenide, and copper gallium diselenide"
(2000).
Viene utilizzato principalmente
per la costruzione delle celle
solari: si tratta di un semiconduttore con caratteristiche simili
all'arseniuro di gallio o al silicio ma meno costoso, poiché sia il cadmio che
il tellurio sono considerati materiali di scarto nei processi di estrazione dei
minerali non ferrosi. L'efficienza dichiarata dai produttori è dell'ordine 15% (max),
su moduli 10%, in realtà la resa pone questa tecnologia in fondo alle tabelle di
comparazione, dove si intende come efficienza il miglior rapporto tra potenza di
picco (Wp) e superficie del dispositivo (mq), con valori inclusi tra il 6% e 9%.
Il Sole è una
sfera con un diametro di 1,4 milioni di chilometri (109 volte quello della
Terra) e una massa circa 300.000 più grande di quella terrestre.
E' formato per il
75% da idrogeno, il 23% di elio e solo il 2% di elementi più pesanti.
Produce il
proprio calore trasformando l'idrogeno in elio nella sua parte più interna, dove
la temperatura raggiunge i 15 milioni di gradi centigradi (alla superficie la
temperatura è di circa 6000 gradi centigradi.
La reazione di
trasformazione si chiama fusione nucleare e mette insieme quattro nuclei di
idrogeno (protoni) per formare un nucleo di elio, liberando grandi quantità di
energia. Questa energia, sotto forma di fotoni, si irradia nello spazio.
Si definisce
costante solare, la radiazione che incide perpendicolarmente su una superficie
unitaria posta al limite superiore dell'atmosfera ed è pari a 1350 watt per
metro quadrato.
Questo valore,
moltiplicato per la superficie della sezione della Terra (raggio medio terrestre
al quadrato per pi greco) ci fornisce la quantità di energia che la Terra riceve
dal Sole ogni secondo: 173.000 terawatt (173.000.000 di Watt)
Il fotovoltaico è una tecnologia
che consente di trasformare direttamente la luce solare in energia elettrica
sfruttando il cosiddetto effetto fotovoltaico.
Esso si basa sulle proprietà che
hanno alcuni materiali
semiconduttori
come il silicio che, opportunamente trattato, genera energia elettrica quando
viene colpito dalle radiazioni solari.
Le celle fotovoltaiche sono il dispositivo più elementare capace di operare tale
conversione; ogni cella produce circa 1,5 watt di potenza in condizioni
standard, cioè quando si trova ad una temperatura di 25 gradi centigradi ed è
sottoposta ad una potenza della radiazione pari a 100 watt al metro quadro.
La potenza in uscita da un
impianto fotovoltaico in condizioni standard si chiama “potenza di picco” (Wp):
esprime la potenza elettrica erogata da un generatore fotovoltaico con un
irraggiamento di 1.000 watt per metro quadro, temperatura dei moduli di 25 gradi
centigradi e una massa d’aria pari a 1,5. In realtà l’energia elettrica
prodotta è minore del valore del picco a causa delle temperature più elevate e
dei valori più bassi della radiazione.
Molte celle assemblate e collegate tra loro in un'unica struttura formano un
modulo fotovoltaico. Il modulo tradizionale è formato da una serie di 36 celle,
per ottenere una potenza in uscita di circa 50 watt, ma attualmente, soprattutto
per esigenze architettoniche, si trovano in commercio moduli con un numero molto
più alto di celle e quindi si raggiungono potenze fino a 200 watt per ogni
singolo modulo. Per aumentare la
potenza
elettrica è necessario collegare più moduli: più moduli formano un pannello
e, analogamente, più pannelli formano una stringa.
Il pannello solare piano ad
assorbimento è quello più diffuso; è composto da una lastra metallica nera,
nella quale sono realizzati, con apposite tecnologie, dei piccoli canali dove
scorre il fluido termovettore; l’assorbitore è alloggiato in una scatola
coibentata e chiusa da una superficie vetrata capace di recuperare gran parte
del calore che produce, per l’effetto serra che essa provoca. Il rendimento che
questo dispositivo raggiunge è così del 60%.
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