I moduli fotovoltaici sono costituiti generalmente da 48-72 celle in serie, che permettono l’accoppiamento con gli accumulatori da 12 Vcc nominali. Per ottenere i pannelli fotovoltaici, le celle vengono collegate e saldate tra loro mediante terminali in modo da formare stringhe fotovoltaiche.
La struttura dei Moduli Fotovoltaici è quindi quella di un sandwich avente come parte centrale il piano della cella fotovoltaica e intorno una lastra di vetro temperato, seguita da un foglio sigillante di EVA che permette l’isolamento dielettrico dell’adiacente piano delle celle, seguito posteriormente da un secondo foglio di EVA e da un’altra lastra di vetro o un rivestimento isolante in tedlar.
Il sandwich è quindi scaldato in un forno a circa 100°C, temperatura alla quale i componenti si sigillano tra loro, l’EVA passa da traslucido a trasparente e si elimina l’aria residua interna, che potrebbe provocare corrosione a causa del vapor acqueo presente.
Si fissa infine il sandwich così trattato in una cornice d’alluminio estruso anodizzato (per resistere alla corrosione) e si dispone la cassetta di giunzione per completare la produzione del modulo fotovoltaico.
Moduli Fotovoltaici Parametri Caratteristici
STC (Standard Test Conditions)
G incidente = 1.000 W/mq
T moduli = 25°C
Spettro = 1,5 AM
Vento = 0 m/s
NOCT (Nominal Operating Cell Temperature)
G incidente = 800 W/mq
T aria = 20°C
Vento = 1 m/s
NOCT tipico = 45 – 50°C
Energia Grigia = E’ la quantità di energia necessaria al ciclo completo di fabbricazione di un modulo fotovoltaico (estrazione materie prime, trasporto, lavorazione).
Tempo di Recupero Energetico = E’ il tempo necessario al modulo fotovoltaico per produrre una quantità di energia solare uguale alla propria energia grigia.
Fattore di Recupero Energetico = E’ il rapporto tra la durata di vita di un modulo fotovoltaico e il suo tempo di recupero energetico (oppure tra Etot ed Egrigia).
| Unità | Siicio monocristallino | Silicio multicristallino | Silicio amorfo | |
| Energia grigia | kWh/Wp | 5-8 | 3,5 – 7 | 2,5 – 4 |
| Tempo di recupero energetico | anni | 3,9 – 6,6 | 2,9 – 5,8 | 2,1 – 3,3 |
| Fattore di rimborso energetico | – | 3,7 – 6,4 | 4,3 – 8,6 | 7,5 – 126 |
Ipotesi: produzione specifica annua = 1.200 [kWh/kWp]; durata di vita 25 anni; senza considerare il tipo di applicazione.
Nel ciclo di vita i moduli fotovoltaici producono da 4 a 10 volte di più energia di quella che è stata necessaria per fabbricarli.
In genere gli unici sistemi di produzione di Energia Elettrica che abbiano un fattore superiore ad 1 sono solo quelli da Fonte Rinnovabile.
Il campo fotovoltaico
Il campo fotovoltaico é costituito da un insieme di moduli fotovoltaici collegati in serie e in parallelo tra di loro.
Collegando in serie i moduli fotovoltaici:
La corrente totale del modulo si “adegua” a quella del modulo che genera meno corrente, mentre la tensione globale è data dalla somma della tensione dei singoli moduli fotovoltaici. Un insieme di pannelli solari fotovoltaici collegati in serie costituisce la cosiddetta “stringa”.
Mettendo in parallelo più stringhe di moduli fotovoltaici:
La corrente totale del campo fotovoltaico è data dalla somma della corrente in uscita da ogni stringa. La tensione globale del sistema fotovoltaico è invece equivalente alla tensione generata da una singola stringa.
La potenza nominale totale dell’impianto fotovoltaico è pari alla somma della potenza nominale di ogni singolo modulo.
Ombreggiamenti sui Moduli Fotovoltaici
La riduzione della potenza erogata causata da un ombreggiamento parziale del campo fotovoltaico può essere non proporzionale alla porzione di superficie in ombra, ma molto superiore.
Occorre prestare quindi molta attenzione ai collegamenti: se, ad esempio, di fronte al campo fotovoltaico si ha un palo, bisognerà fare in modo che l’effetto dell’ombra si senta su una sola stringa e non vada ad intercettare più serie di pannelli fotovoltaici, compromettendo quindi il corretto funzionamento di tutto l’impianto fotovoltaico.
E’ come se si stringesse con una mano una tubazione entro cui scorre dell’acqua, impedendo alla stessa di fluire. Analogamente avviene con le cariche generate dalle celle fotovoltaiche dei diversi moduli fotovoltaici: se un’ombra appare su un modulo, gli elettroni provenienti dai moduli esposti al sole “trovano la strada bloccata” e non possono arrivare “a destinazione”.
BNR Green Energy realizza impianti fotovoltaici di elevatissimo standard di qualità sia per quello che attiene i moduli fotovoltaici (Kyocera, Sharp, Sanyo Hit, Mitsubishi, Helios, Hyundai, Eurener etc….) sia per quanto attiene la componentistica elettrica che per quella strutturale.
Di sotto un focus più preciso sui moduli fotovoltaici adottati.
