Quali sono i componenti principali dei pannelli solari?

I pannelli solari, che costituiscono una pietra miliare nella tecnologia dell'energia solare, sono costituiti da una serie di componenti diversi. Ognuno di questi componenti contribuisce alla capacità dei pannelli di sfruttare la luce solare e convertirla in energia elettrica. Questo articolo esplorerà i componenti essenziali di un pannello solare, esaminando come ogni componente sia fondamentale per il funzionamento e l'efficienza del pannello. Ogni parte del pannello solare, dal vetro che copre la superficie alla scatola di giunzione per i collegamenti elettrici, è essenziale per il suo funzionamento. Scopriamo la complessità della costruzione dei pannelli solari!

Contiene:

1. Un pannello solare costruito in vetro
2. Il film utilizzato per incapsulare il pannello solare

3.Cella di energia solare

4. Vetro posteriore o pannello solare posteriore

5. Il telaio per i pannelli solari

6. J-Box, o scatola di giunzione per pannelli solari

Nel contesto dei pannelli solari, il vetro fotovoltaico riveste un ruolo cruciale, svolgendo diverse funzioni vitali. Innanzitutto, funge da protezione essenziale, preservando le celle solari e i collegamenti saldati da agenti ambientali avversi, come impatti, grandine, umidità, nebbia salina e ammoniaca. Inoltre, ha una duplice funzione: permette alla luce solare di penetrare nel pannello, massimizzando così la produzione di energia elettrica, mentre allo stesso tempo riduce le riflessioni luminose.

Ecco le principali caratteristiche e applicazioni del vetro fotovoltaico:

Trasmissione eccezionale della luce: Il vetro fotovoltaico si distingue per la sua notevole capacità di far passare la luce. In confronto al vetro comune, che permette il passaggio di circa il 91,5% della luce solare, il vetro fotovoltaico trattato in modo speciale, come quello rivestito, può raggiungere una trasmittanza luminosa di circa il 93,5%. Questo significa che una maggiore quantità di luce solare può raggiungere direttamente le celle solari attraverso il vetro, aumentando così l'efficienza complessiva nella conversione dell'energia solare in elettricità.

Ampia cattura dello spettro luminoso: Questo tipo di vetro cattura in modo efficace la luce solare in un ampio spettro, che va dai 380 ai 1100 nanometri, sfruttando le bande energetiche chiave della luce solare. Inoltre, riflette i raggi infrarossi con lunghezze d'onda superiori a 1200 nanometri, contribuendo a ridurre l'assorbimento di calore e a evitare che le alte temperature compromettano l'efficienza del pannello.

Resistenza agli urti robusta: Il vetro fotovoltaico è caratterizzato da una notevole resistenza agli urti. Ad esempio, un vetro completamente temperato con uno spessore di 3,2 mm può sopportare l'impatto di una sfera d'acciaio da 1 kg caduta da un metro di altezza e può resistere alle grandinate con chicchi fino a 2,5 mm di diametro. Questa robustezza garantisce la sicurezza e la stabilità dei pannelli solari anche nelle condizioni climatiche più avverse.

In termini di tipi di vetro e spessori utilizzati per pannelli solari specifici, esistono due categorie principali:

• Pannelli solari monovetro: Questi pannelli solari di solito impiegano un vetro completamente temperato con uno spessore di 3,2 mm sulla parte anteriore, con l'uso di un materiale retrostante chiamato backsheet.

I pannelli solari hanno film di incapsulamento, noti anche come incapsulanti per pannelli solari. È fondamentale per fissare e proteggere le celle solari, fornendo al contempo l'isolamento e l'impermeabilità richiesti. Si trovano tra il vetro anteriore e il rivestimento posteriore del pannello solare.

Protezione delle celle solari: I film di incapsulamento svolgono un ruolo essenziale nel garantire la stabilità a lungo termine e l'efficienza delle celle solari, prevenendo danni e movimenti indesiderati.

Trasparenza e resistenza agli agenti atmosferici: I film di incapsulamento di alta qualità sono noti per la loro eccezionale trasparenza, che minimizza le perdite di energia solare. Inoltre, devono resistere agli agenti atmosferici, come i raggi UV e le variazioni climatiche, per garantire prestazioni durevoli.

Isolamento e impermeabilizzazione: Queste pellicole isolano efficacemente i pannelli solari, proteggendoli dall'umidità e da altri agenti ambientali dannosi, prevenendo così la corrosione e i danni alle celle solari.

Durata nel tempo: I film di incapsulamento devono essere in grado di mantenere le loro prestazioni anche dopo lunghe esposizioni alla luce solare e ai cambiamenti climatici.

Tra i tipi più comuni di film di incapsulamento troviamo l'EVA (Etilene-Acetato di Vinile), il POE (Elastomero Poliolefinico) e l'EPE coestruso.

• Film EVA: Solitamente utilizzato per l'incapsulamento di moduli monocristallini di tipo P Perc, l'EVA è composto principalmente da etilene e acetato di vinile, con una percentuale di estere etenilico dell'acido acetico compresa tra il 40% e il 70%. È apprezzato per il suo costo accessibile, la lavorabilità semplice, la rapida reticolazione e l'applicazione stabile e consolidata. Tuttavia, l'EVA può subire idrolisi in ambienti con luce, ossigeno e calore umido, generando acido acetico che può danneggiare le celle solari e i collegamenti saldati. Inoltre, la reazione con il sodio nel vetro può produrre una quantità significativa di ioni sodio mobili, riducendo la potenza del modulo e tende a ingiallire in condizioni fototermiche, compromettendo la trasparenza e causando perdite di potenza.

Le celle solari utilizzano la luce del sole per produrre energia. Sono la parte essenziale dei pannelli solari. Le caratteristiche e l'efficienza di queste celle dipendono dal tipo di materiale semiconduttore utilizzato.

Ne esistono due principali categorie: il tipo P e il tipo N.

Le celle solari di tipo P sono:

È ottenuto aggiungendo elementi trivalenti, come il boro, a materiali semiconduttori di base, come il silicio. Questo crea "buchi", aree prive di elettroni, che hanno una carica positiva.

Questi "buchi" generano una corrente elettrica quando vengono colpiti da un campo elettrico.

Perché sono convenienti e facili da produrre, i materiali di tipo P sono ampiamente utilizzati nelle celle solari al silicio multicristallino e alcune celle solari al silicio monocristallino.

Celle solari N:

Il drogaggio del silicio con elementi pentavalenti, come il fosforo, migliora la conduzione dell'elettricità del materiale aggiungendo più elettroni di valenza.

I materiali di tipo N stanno diventando sempre più importanti nelle tecnologie TOPCon, IBC e HJT, che sono celle solari ad alta efficienza, perché sono stabili nel tempo e funzionano bene.

I tipi di celle solari più diffusi sul mercato: 

Il campo delle celle solari sta rapidamente evolvendo grazie all'innovazione tecnologica. Recentemente, c'è stato un grande interesse per i materiali di tipo N, in quanto hanno dimostrato prestazioni notevoli. Un esempio di ciò sono le celle solari HJT (Heterojunction), che combinano con successo le migliori caratteristiche del silicio cristallino e amorfo. Queste celle diventano più stabili ed efficienti grazie all'aggiunta di uno strato di silicio amorfo tra il silicio di tipo N e quello di tipo P. Questo strato impedisce agli elettroni e ai buchi di entrare in contatto con il silicio cristallino, prevenendo la ricombinazione. Inoltre, la tecnologia TOPCon sfrutta strati di ossido di tunnel e strati di silicio policristallino come elettrodi, migliorando ulteriormente le prestazioni complessive delle celle. Le celle IBC (Interdigitated Back Contact) rappresentano un'altra opzione che assorbe più luce e minimizza gli effetti di ombreggiamento poiché gli elettrodi si trovano tutti sul retro della cella.

È probabile che le celle solari di tipo P avranno un ruolo di rilievo nel futuro mercato dell'energia solare, grazie ai progressi tecnologici e alla riduzione dei costi. Le celle di tipo N, d'altro canto, manterranno la loro diffusione in quanto godono di una stabilità di mercato e processi di produzione consolidati. Questi miglioramenti non solo aumentano l'efficienza della conversione dell'energia solare in elettricità, ma contribuiscono anche a promuovere opzioni energetiche più sostenibili ed ecologiche.

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I backsheet, o strati posteriori, dei moduli solari svolgono un ruolo cruciale nell'ambiente esterno. La loro principale funzione è proteggere i moduli a celle solari dagli effetti dannosi dell'ambiente, compresi l'usura causata dalla luce solare, l'umidità, il calore, il freddo e altre influenze ambientali. Inoltre, agiscono come isolanti resistenti alle condizioni meteorologiche avverse. La qualità del backsheet ha un impatto diretto sulla durata complessiva del modulo.

Ecco un'analisi più dettagliata dei backsheet:

Variazioni di aspetto: I backsheet sono disponibili in diverse colorazioni, tra cui bianco, nero e trasparente. I backsheet bianchi sono progettati per riflettere la luce solare sulle celle solari, aumentando così l'efficienza energetica. Quelli neri, più comuni in Europa e in America, contribuiscono all'estetica delle installazioni sui tetti. I backsheet trasparenti consentono ai pannelli solari di generare energia da entrambi i lati.

Composizione dei materiali: Solitamente, i backsheet sono composti da tre strati: un rivestimento esterno, uno strato centrale in PET (Polietilene tereftalato) e un rivestimento interno. Per garantire la durata e la protezione dai danni dei raggi UV, spesso vengono utilizzati materiali speciali come film di fluoro e PVDF in questi strati.

Compatibilità delle prestazioni: I backsheet sono progettati per essere compatibili con vari tipi di celle solari, tra cui Perc, N e TOPCon. La loro bassa permeabilità all'acqua è essenziale per mantenere l'efficienza e la durata delle celle solari, garantendo un funzionamento efficiente dei pannelli solari nel lungo periodo.

Vetro posteriore:

Il vetro posteriore è disponibile in due spessori, 2,0 mm e 1,6 mm, e sta guadagnando popolarità grazie alla sua eccezionale durata e resistenza alle condizioni ambientali.

Ecco alcuni vantaggi e applicazioni del vetro posteriore:

Barriera all'umidità: Il vetro posteriore ha una permeabilità all'umidità quasi nulla, che lo rende ideale per gli ambienti ad alta umidità, dove previene efficacemente i danni indotti dall'acqua.

Resilienza e longevità: L'elevata resistenza all'usura, agli agenti atmosferici e alla corrosione lo rende adatto all'uso in condizioni estreme, prolungando la durata di vita dei pannelli solari.

Sicurezza antincendio: I pannelli solari dotati di vetro posteriore presentano un'elevata resistenza al fuoco, che li rende una scelta più sicura per le installazioni residenziali e industriali.

Proprietà isolanti: Le eccellenti proprietà isolanti del vetro posteriore consentono ai pannelli solari di gestire tensioni di sistema più elevate, offrendo potenzialmente soluzioni economicamente vantaggiose per le grandi centrali solari.

L'integrazione del vetro posteriore nella progettazione dei pannelli solari ne migliora la durata, la sicurezza e le prestazioni, rendendoli affidabili ed efficienti nella produzione di energia pulita. Leggete l'articolo qui sotto per saperne di più sul backsheet dei pannelli solari!

L'alluminio, essendo il metallo più abbondante sulla Terra, è ampiamente utilizzato come telaio per i pannelli solari, spesso realizzato in lega di alluminio. Gioca un ruolo essenziale anche all'interno dei pannelli solari.

Supporto strutturale: Il telaio offre un solido supporto strutturale al pannello solare, migliorando la sua resistenza e rigidità complessiva. Questo previene la deformazione o la torsione del pannello durante il trasporto e l'installazione, mantenendo il pannello piatto e stabile.

Protezione dei bordi: Il telaio protegge i bordi del pannello da eventuali danni fisici, come urti, impatti o pressioni. Questa protezione riduce l'usura dei bordi dei pannelli, estendendo la loro durata nel tempo.

Prevenzione di contaminazione e infiltrazioni d'umidità: La presenza del telaio riduce l'ingresso di sporco, polvere e umidità nella parte inferiore del pannello, contribuendo a mantenerlo pulito e a massimizzare le sue prestazioni.

Semplificazione dell'installazione: I telai sono spesso dotati di fori e morsetti preinstallati, semplificando notevolmente il processo di installazione dei pannelli solari. Gli installatori possono fissare i pannelli con facilità a supporti o tetti senza dover intervenire direttamente sulla superficie del pannello, riducendo così il rischio di possibili danni.

La scatola di giunzione (J-Box) è un componente fondamentale dei pannelli solari, svolgendo il ruolo chiave di connettore tra i pannelli solari e i circuiti esterni. La sua funzione principale è quella di servire da punto di trasferimento per l'energia elettrica generata dai pannelli solari, da indirizzare verso i circuiti esterni o i sistemi di accumulo.

Le caratteristiche principali di una scatola di giunzione includono:

Trasferimento di energia: All'interno della scatola di giunzione sono presenti connessioni conduttive e barre che raccolgono la corrente generata dai pannelli solari e la dirigono attraverso cavi verso i circuiti esterni o i sistemi di accumulo a batteria.

Funzione protettiva: Le scatole di giunzione sono solitamente sigillate in modo efficace, impedendo l'ingresso di acqua, polvere e altri agenti esterni, con l'obiettivo di proteggere i circuiti interni dei pannelli. Inoltre, forniscono una certa resistenza agli urti meccanici e all'erosione ambientale.

Protezione a diodi: Per prevenire il flusso di corrente inversa e mitigare gli hot spot, le scatole di giunzione sono spesso dotate di diodi. Questi diodi offrono una via di bypass quando i pannelli solari sono parzialmente ombreggiati o funzionano in modo subottimale, garantendo un funzionamento stabile e un'efficienza elevata.

Resistenza all'acqua e alla polvere: Le scatole di giunzione sono progettate per soddisfare rigorosi standard di resistenza all'acqua e alla polvere, come ad esempio IP65, IP67 o IP68, per garantire un funzionamento affidabile in una vasta gamma di condizioni ambientali.

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Funzionalità avanzate: Le moderne scatole di giunzione possono integrare funzionalità avanzate, tra cui il monitoraggio remoto, la gestione intelligente e l'ottimizzazione della potenza (MPPT). Queste funzioni contribuiscono notevolmente a migliorare l'efficienza complessiva e la sicurezza delle installazioni solari.

Dal 2008, Maysun Solar si impegna a offrire i migliori pannelli solari sul mercato. Scoprite la nostra ampia selezione di pannelli solari, tra cui modelli half-cut, MBB, IBC, HJT e shingled, disponibili in diverse finiture, come argento, nero completo, telaio nero e vetro-vetro. Grazie al loro design accattivante e all'alta efficienza, i nostri pannelli solari possono valorizzare qualsiasi edificio. Maysun Solar è la scelta affidabile per le vostre esigenze, grazie alla nostra presenza consolidata con uffici e magazzini in diversi Paesi e solide collaborazioni con i migliori installatori. Se avete domande sui pannelli solari o desiderate ricevere un preventivo aggiornato, non esitate a contattarci. Saremo lieti di assistervi.

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