I pannelli solari fotovoltaici hanno la funzione di assorbire la luce diretta del sole che utilizzano come fonte di energia per poter generare l’elettricità.
Pannelli solari fotovoltaici
Cosa sono i pannelli solari fotovoltaici?
Indice
I pannelli solari fotovoltaici sono conosciuti anche come moduli fotovoltaici (PV). Questi pannelli sono collegati a delle celle solari fotovoltaiche per generare elettricità grazie all’energia solare. Possono essere utilizzati sia in ambito industriale, aziendale, in altre attività commerciali e anche per uso domestico.
Un pannello solare fotovoltaico standard può generare dai cento fino ai 365 Watt di energia elettrica. La produzione della quantità di energia è limitata anche nella maggior parte delle installazioni che contengono più pannelli solari fotovoltaici. Da cosa è composto un modulo di pannelli solari fotovoltaici?
- Pannelli solari fotovoltaici
- Inverter
- Batterie
- Sistema di cablaggio
- Sistema di interconnessioni
- Meccanismo di localizzazione solare (Facoltativo)
Per realizzare un modulo di pannelli solari, oltre a loro, serve quindi un inverter, delle apposite batterie che raccoglieranno l’energia elettrica e tutti i sistemi di cablaggio. Solitamente, questi pannelli vengono installati per offrire un apporto di energia e per il riscaldamento. Produrre energia solare è più economico dell’acquistare l’energia elettrica che viene prodotta dai combustibili fossili.
Costruzione pannelli solari fotovoltaici
I pannelli solari fotovoltaici utilizzano l’energia luminosa prodotta dai fotoni che provengono dal sole per poter generare l’elettricità. La maggior parte di questi moduli utilizzano delle celle al silicio cristallino mentre il membro strutturale che trasporta il carico energetico.
Queste celle devono essere protette dai danni meccanici, dalle intemperie e dall’umidità. La maggior parte dei moduli sono rigidi ma anche semi-flessibili perché basati su celle a film sottile. Le celle devono essere collegate elettricamente in serie, l’una all’altra per poter produrre energia.
Una scatola di derivazione fotovoltaica viene collegata alla parte posteriore del pannello solare funzionando da interfaccia di uscita. All’esterno dei pannelli solari, la maggior parte di questi moduli fotovoltaici utilizzano un tipo di connettore MC4 che serve per facilitare i collegamenti resistenti alle intemperie.
L’interfaccia può essere una presa della corrente standard oppure un’alimentazione di tipo USB. Alcuni esempi di pannelli solari fotovoltaici:
Tutti i collegamenti elettrici che compongono un modulo fotovoltaico sono realizzati in serie per poter ottenere una tensione di uscita desiderata o in parallelo. Il risultato è quello di fornire la capacità di corrente desiderata espressa in ampere.
I conduttori sono realizzati con fili che possono essere realizzati in rame, argento o altri materiali conduttivi. Alcuni speciali moduli fotovoltaici possono avere dei concentratori in cui la luce solare viene focalizzata da lenti o da specchi su celle più piccole.
I pannelli solari fotovoltaici possono utilizzare anche delle strutture metalliche costituite da componenti che servono a supportare meglio la struttura del pannello. La maggior parte dei moduli fotovoltaici sono prodotti attualmente da silicio cristallino e le celle solari sono fatte di policristallino e silicio monocristallino.
Le ultime tecnologie sulla produzione di pannelli solari utilizzano celle a film sottile molto avanzate. Producono una conversione energetica ad alta efficienza rispetto ad altre tecnologie solari utilizzate in passato. Nei moduli rigidi a film sottile, la cella e il modulo sono fabbricati nella stessa linea di produzione.
La cella viene creata su un substrato di vetro o superstrato. Il substrato o superstrato viene laminato con un incapsulante su un foglio anteriore o posteriore.
Efficienza dei pannelli solari fotovoltaici
Alcuni moduli di pannelli fotovoltaici possono produrre elettricità da svariate differenti frequenze di luce. Di solito però, non possono coprire l’intera gamma solare in particolare i raggi ultravioletti. Quindi, gran parte dell’energia solare viene sprecata.
Per migliorarne l’efficienza vengono prodotti dei pannelli solari con un design che divide la luce in sei o otto diverse lunghezze d’onda che produrranno un diverso colore di luce. In questo modo, i raggi vengono diretti su diverse celle sintonizzate in diversi intervalli.
Attualmente, il miglior tasso di conversione della luce solare raggiunta è pari a circa il venti per cento nei nuovi prodotti.
Manutenzione e riciclaggio dei pannelli solari
L’efficienza di conversione di un pannello solare è quindi circa del venti per cento. Però, l’efficienza può essere ridotta dalla sporcizia, dalla polvere e da altri particolati che si possono accumulare sui pannelli solari. La principale manutenzione dei pannelli solari è la loro pulizia.
Se non vengono mai puliti, con il tempo perdono la loro efficienza che non può più essere recuperata nemmeno pulendoli.
Celle solari
La maggior parte delle parti di un pannello solare fotovoltaico può essere riciclato fino a quasi il suo cento per cento. I materiali recuperabili sono il vetro e grandi quantità di metalli ferrosi e non ferrosi. Però, le possibilità di riciclaggio dipendono dal tipo di tecnologia utilizzata nei pannelli solari.
Prezzo di un pannello solare
I sistemi di pannelli solari fotovoltaici montati a terra possono essere generalmente grandi impianti per la produzione di energia solare a scopi industriali. Questi moduli solari sono tenuti in piedi da telai fissati a terra o da supporti di montaggio. Vengono utilizzati anche altri sistemi per il fissaggi come supporti da palo, lastre di cemento o basi in calcestruzzo o acciaio che utilizzano un peso per fissare il sistema di moduli solari in posizione. Invece, i sistemi di energia solare montati su tetto sono costituiti da moduli solari tenuti in posizione da telai fissati a supporti di montaggio a tetto.
Tutti i cablaggi che collegano i moduli solari adiacenti alle apparecchiature per la raccolta di energia devono essere installati secondo i codici elettrici locali e devono essere condotti in un condotto adatto alle condizioni climatiche. I costi di produzione di energia del mondo reale dipendono molto dalle condizioni meteorologiche locali.
In un paese sempre nuvoloso, il costo per kWh prodotto sarà superiore a quello dei paesi più soleggiati. Per le centrali solari commerciali, l’elettricità viene venduta alla rete di trasmissione elettrica. Il costo dell’energia solare in questo caso, dovrà corrispondere al prezzo dell’elettricità all’ingrosso.
Alcuni sistemi fotovoltaici, come quelli installati su tetto, possono fornire energia elettrica diretta. In questi casi, l’installazione può essere competitiva quando il costo di uscita corrisponde al prezzo al quale l’utente paga per il suo consumo di elettricità.
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