Informazioni sul modulo fotovoltaico
Celle monocristalline
La produzione di celle in silicio monocristallino richiede materiale semiconduttore di elevata purezza. Le aste monocristalline vengono ricavate da materiale di silicio fuso e successivamente segate a fette sottili. Questo metodo di produzione garantisce un grado di efficienza relativamente elevato.
Celle policristalline
Le celle policristalline, chiamate anche celle multicristalline, sono prodotte con l'aiuto di un processo di fusione in cui il silicio liquido viene colato in blocchi che vengono successivamente segati a fette. Durante la solidificazione del lingotto si generano strutture cristalline di diverse dimensioni. I moduli policristallini hanno per lo più una lucentezza bluastra, la struttura irregolare li fa brillare alla luce del sole. Sono leggermente meno efficienti dei moduli monocristallini.
Cellule amorfe/strato sottile
Il silicio amorfo non forma una struttura cristallina regolare, ma disposizioni atomiche irregolari. Viene creato in un reattore al plasma mediante deposizione chimica in fase gassosa di silano gassoso. Ciò consente di risparmiare sia energia che materiale nel processo di produzione, il che rende queste celle molto convenienti. Le celle in silicio amorfo sono molto resistenti alla temperatura e possono essere facilmente adattate alle esigenze individuali in termini di dimensioni, design e capacità. Possono essere collegati in serie nello stesso momento in cui si formano le celle, facilitando la creazione di pannelli con una varietà di tensioni. La maggior parte dei moduli fotovoltaici flessibili sono realizzati con tecnologia amorfa.
Contatto posteriore Celle in silicio
Un tipo speciale di cella solare al silicio è la cosiddetta cella a contatto posteriore. Hanno contatti metallici sia positivi che negativi sulla superficie posteriore. Ciò consente alla superficie rivolta al sole di essere uniformemente nera, senza gli elettrodi metallici presenti sulla maggior parte delle celle solari. La struttura delle celle a contatto posteriore consente al modulo di guadagnare più elettricità per unità di superficie e conferisce un aspetto più favorevole.
Celle CIS/CIGS
CIS sta per rame, indio e selenio e CIGS sta per seleniuro di rame, indio e gallio. La tecnologia CIS/CIGS viene normalmente utilizzata spesso per i moduli fotovoltaici flessibili. L'assorbitore CIS/CIGS è depositato su un supporto di vetro o plastica, insieme agli elettrodi sulla parte anteriore e posteriore per raccogliere la corrente. Lo strato semiconduttore utilizza la luce più ampia di tutte le tecnologie solari. Le celle CIS/CIGS raggiungono elevate efficienze di conversione a bassi costi di produzione, grazie al fatto che hanno la risposta spettrale più alta di tutte le tecnologie fotovoltaiche. Sono adatti per l'applicazione su substrati flessibili e possono essere fabbricati su sottili lamine polimeriche senza alcun compromesso in termini di efficienza di conversione
Dalla cellula al modulo
Le singole celle solari sono interconnesse a moduli con capacità maggiore. Vengono collegati in serie e in parallelo per poter fornire tensioni o capacità adeguate ai diversi campi di applicazione. Un collegamento in serie delle celle comporta una tensione più elevata, un collegamento in parallelo comporta una corrente più elevata. I moduli fotovoltaici sono offerti per diverse applicazioni con diverse capacità nominali e tensioni. Le specifiche del modulo fotovoltaico si riferiscono alle condizioni di prova standard di un irraggiamento solare di 1000 W/m² con una temperatura delle celle di 25°. La maggior parte dei moduli fotovoltaici Off-Grid sono costituiti da 36, ??72 o 142 celle per ottenere una tensione favorevole per la batteria di 12 VCC, 24 VCD o 48 VCC. I moduli standard per i sistemi collegati alla rete hanno 60 celle.
Informazioni sul connettore FV
I termini "maschio" e "femmina" si riferiscono al contatto elettrico all'interno della scatola della spina, non al suo aspetto visibile.
Abbiamo introdotto i termini PV Standard3 e PV Standard4 per abbinare i sistemi a spina. Questi sistemi di connettori possono essere collegati sia con prolunghe per cavi QuickCab3 e QuickCab4 che con adattatori QuickClip3 o QuickClip4 e possono essere combinati con tutti i sistemi di connettori FV da 3 mm e 4 mm disponibili in commercio. Questi sistemi di connettori di solito richiedono l'uso di pinze a crimpare.
Sono disponibili anche sistemi di connettori senza attrezzi che hanno 2 caratteristiche essenzialmente diverse:
- PV Standard4 può essere collegato direttamente e senza attrezzi a un cavo con l'aiuto di una clip a molla e può essere combinato con tutti i sistemi di connettori e adattatori da 4 mm
- I PV Standard4 possono essere cablati anche senza l'uso di attrezzi, tuttavia non sono compatibili con i sistemi di connettori commerciali da 4 mm. Questo giunto del cavo può essere invertito e rimosso dal cavo.
L'impermeabilità della custodia della spina non è garantita se vengono utilizzati prodotti di produttori diversi.
La durata del sistema a spina può ridursi se i contatti elettrici di diversi produttori sono incompatibili con i materiali e si verifica un'erosione dei contatti.
Orientamento
Il rilievo preliminare dell'ubicazione e la corretta disposizione del campo fotovoltaico sono importanti per massimizzare la produzione di energia del sistema fotovoltaico Off-Grid. L'array fotovoltaico deve essere installato con un angolo di inclinazione e un angolo di azimut adeguati e con il minimo di ombreggiatura.
Angolo di inclinazione
I pannelli fotovoltaici sono più efficienti quando sono perpendicolari ai raggi del sole. Il valore predefinito è un angolo di inclinazione pari alla latitudine della stazione. Questo normalmente massimizza la produzione annua di energia. Più il sistema è installato vicino all'equatore, minore dovrebbe essere l'angolo di inclinazione.
Tuttavia, più il sistema è lontano dall'equatore, più il percorso del sole e l'altitudine solare variano durante l'anno. In Europa, ad esempio, l'altitudine solare durante l'estate raggiunge i 60 – 65° mentre in inverno gli angoli solari arrivano fino a 13 – 18°. Ciò significa che l'angolo di inclinazione perfetto varia durante tutto l'anno. Per ottimizzare la cattura dei pannelli solari si consiglia un angolo di inclinazione di 28 – 30° in Europa, più 15° in inverno o meno 15° in estate.
Angolo di inclinazione: più il sistema è installato vicino all'equatore, minore dovrebbe essere l'angolo di inclinazione.
Orientamento geografico – Angolo di azimut
Per massimizzare la raccolta possibile dell'energia solare giornaliera e stagionale, i moduli fotovoltaici dovrebbero essere orientati geograficamente. Un pannello solare rivolto verso l’equatore promette il massimo rendimento energetico. Nell'emisfero settentrionale l'orientamento ottimale per un modulo fotovoltaico è il sud (Azimut 180°), nell'emisfero meridionale è il nord. Tuttavia, i moduli fotovoltaici possono essere rivolti fino a 45º a est o a ovest del vero sud (o nord) senza diminuire significativamente le loro prestazioni.
Ombreggiamento delle celle fotovoltaiche
La resa elettrica delle celle fotovoltaiche è molto sensibile all'ombreggiamento. Anche quando una piccola parte del pannello è in ombra e il resto rimane al sole la resa elettrica diminuisce drasticamente. L'ombreggiamento di alberi, pali, antenne, camini, edifici esistenti o futuri nelle vicinanze hanno tutti un impatto importante sulla produzione di energia fotovoltaica. La diminuzione della produzione di energia dovuta all'ombreggiamento trova la sua spiegazione elettronica nel collegamento in serie dei pannelli solari. A causa di un flusso ridotto di elettroni o, nel peggiore dei casi, di elettroni che invertono il percorso attraverso la porzione ombreggiata della giunzione pn, la produzione di energia dell'intero campo fotovoltaico ne risente.