Il pannello fotovoltaico, o modulo fotovoltaico, è il cuore di ogni sistema di generazione di energia elettrica per conversione diretta della luce solare. Può essere usato per piccolissime applicazioni, con potenze dell'ordine dei millwatt, fino alle centrali elettriche, con potenze di centinaia di kW.
Come funziona ? La luce solare è pensabile come composta di entità dotate di energia, i fotoni, che vanno a colpire la superficie del pannello. Quest'ultimo è costruito con materiali semiconduttori per lo più silicio (Si) organizzato in strutture particolari dette "giunzioni p-n".
Le giunzioni p-n sono ben note a chi conosce i componenti elettronici. Per effetto delle stesse esistono zone interessate da un campo elettrico. Quando i fotoni colpiscono la superficie del pannello fotovoltaico, dalla sua struttura cristallina si liberano elettroni. Gli elettroni liberati si muovono nel nel campo elettrico presente all'interno della giunzione p-n, dando luogo ad una corrente elettrica in un circuito collegato al pannello.
L' entità della corrente generata da un singolo cristallo è minima, ma il pannello fotovoltaico è in realtà una struttura modulare composta da molte strutture cristalline connesse in serie e parallelo fino ad ottenere la tensione e la corrente desiderate.
Il tipico pannello fotovoltaico a silicio cristallino ha una struttura a strati: nella parte inferiore troviamo un supporto metallico, solitamente di alluminio o argento: è uno degli elettrodi. Su di esso, per costruire una giunzione p-n, sono presenti due strati di cristalli di silicio, opportunamente trattati (il termine tecnico è "drogati"). La giunzione vera e propria è la superficie di interfaccia. L'ultimo strato è una griglia molto fine riportata con particolari tecniche sulla superficie del Silicio. Tale griglia costituisce il secondo elettrodo e deve essere abbastanza fitta da captare gli elettroni senza però essere di ostacolo ai fotoni che devono raggiungere i sottostanti strati di silicio.
Infine, il particolare colore blu è dato da uno strato protettivo realizzato con una vernice con proprietà antiriflettenti a base di Diossido di titanio (TiO2).
Il rendimento dei pannelli fotovoltaici è aumentato considerevolmente negli anni: le prime realizzazioni dei Bell laboratories del 1954 avevano efficienze del 5% circa e vennero usate nei programmi spaziali. Al giorno d'oggi le celle più efficienti si stima possano raggiungere il 25%. Significa che circa un quarto dell' energia del sole viene convertita in energia elettrica.
Attualmente in commercio vi sono principalmente tre tipi di pannelli:
- con celle a silicio monocristallino
- con celle a silicio policristallino
- a silicio amorfo
In realtà esistono e sono in commercio anche pannelli che sono combinazioni di queste tre opzioni. Le ragioni sono da ricercare in una costante tensione al raggiungimento di rendimenti più elevati, cioè in ultima analisi una maggiore competitività del pannello.
In un impianto fotovoltaico vi sono i pannelli, nei quali viene generata corrente continua. Essa può venire immagazzinata tal quale in sistemi di accumulo (batterie) oppure trasformata in corrente alternata e immessa in rete tramite un inverter.
Link consigliati:
mostra convegno internazionale sulle rinnovabili
sito dell' associazione europea fotovoltaico
Bookmark/Search this post with:
Commenti recenti
4 giorni 2 ore fa
10 settimane 2 giorni fa
10 settimane 2 giorni fa
10 settimane 2 giorni fa
19 settimane 6 giorni fa
20 settimane 1 giorno fa
20 settimane 1 giorno fa
20 settimane 6 giorni fa
21 settimane 10 ore fa
21 settimane 1 giorno fa