Presentazione Tecnologia Digitale

Pannelli fotovoltaici

L'ENERGIA PER UN FUTURO SOSTENIBILE

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COS'È UN PANNELLO FOTOVOLTAICO?

Un pannello fotovoltaico è un dispositivo che converte l'energia della luce solare in energia elettrica attraverso l'effetto fotovoltaico. È composto da più celle fotovoltaiche, solitamente realizzate con materiali semiconduttori come il silicio.Principio di funzionamento:Quando la luce del sole colpisce le celle fotovoltaiche, i fotoni (particelle di luce) interagiscono con gli atomi nel materiale semiconduttore, liberando elettroni. Questo movimento di elettroni genera una corrente elettrica continua (DC), che può essere utilizzata per alimentare dispositivi elettrici o immagazzinata in batterie.

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Come è realizzato

Tipologia di Cella Fotovoltaica

Tipologia Type N e Type B

Inverter + schema

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COME È REALIZZATO UN PANNELLO FOTOVOLTAICO

VISIONE ACCURATA FINO ALLA SUA PARTE PIU PICCOLA

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parte frontale del pannello fotovoltaico

L'EVA (Etilene-Vinil-Acetato)

L'EVA (Etilene-Vinil-Acetato) è un materiale chiave nei pannelli fotovoltaici, utilizzato per incapsulare e proteggere le celle solari. È trasparente, flessibile, e resistente agli agenti atmosferici, come umidità, raggi UV e temperature elevate. Funziona come adesivo tra vetro, celle e backsheet, proteggendo le celle da danni meccanici e infiltrazioni d'acqua.Durante il processo di laminazione, l'EVA si fonde per formare una barriera protettiva attorno alle celle.

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parte posteriore del pannello

Foglio posteriore (backsheet)Il retro del pannello è rivestito con un materiale chiamato backsheet, generalmente costituito da uno strato polimerico (come il TPT o il PET), progettato per fornire isolamento elettrico e protezione dagli agenti atmosferici. Cornice in alluminioIl pannello è circondato da una cornice in alluminio che svolge diverse funzioni:Struttura di supporto: Mantiene tutte le componenti insieme, offrendo una protezione meccanica e rigidità al pannello.Montaggio: Facilita il montaggio del pannello su strutture, tetti o superfici.Drenaggio dell'acqua: Evita che l’acqua si accumuli sulla superficie del pannello, riducendo il rischio di infiltrazioni.

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Come è realizzato

Tipologia di Cella Fotovoltaica

Tipologia Type N e Type B

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CELLE FOTOVOLTAICHE DA VICINO

COSA SONO?

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celle fotovoltaiche

Struttura delle Celle Fotovoltaiche

Le celle fotovoltaiche sono l'elemento principale del pannello e vengono realizzate in materiali semiconduttori, principalmente il silicio.Silicio cristallino: Il silicio è il materiale più utilizzato, poiché ha ottime proprietà fotoelettriche. Le celle possono essere di due tipi:Monocristalline: Sono costituite da un singolo cristallo di silicio, che permette un maggiore ordine atomico e un'efficienza energetica più alta (fino al 22%).Policristalline: Sono composte da molti cristalli di silicio, che creano una struttura meno ordinata, rendendole meno efficienti (intorno al 15-18%), ma più economiche da produrre.

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Come è realizzato

Tipologia di Cella Fotovoltaica

Tipologia Type N e Type B

Inverter + schema

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LE DIVERSE TIPOLOGIE DI DROGAGGIO

Le celle fotovoltaiche Type N e Type P (o Type B per alcune denominazioni) si riferiscono a due differenti tipologie di semiconduttori utilizzati nelle celle solari, che si distinguono per il tipo di "drogaggio" (l’aggiunta di impurità) del silicio. Queste impurità alterano le proprietà elettriche del materiale per facilitare la creazione di un campo elettrico, essenziale per la produzione di energia elettrica quando la luce colpisce la cella.

Celle Fotovoltaiche Type N

Descrizione: Le celle Type N sono realizzate con silicio drogato con fosforo, che dona al silicio un eccesso di elettroni (cariche negative).Struttura: Nella struttura a strati della cella, la base è di silicio drogato con fosforo (silicio di tipo N), mentre lo strato superiore è di silicio drogato con boro (silicio di tipo P).Caratteristiche principali:Maggiore efficienza: Le celle di tipo N tendono a essere più efficienti rispetto a quelle di tipo P, in parte grazie a una minore sensibilità alla degradazione.Minore sensibilità alla degradazione LID (Light Induced Degradation): Le celle di tipo N sono meno soggette al fenomeno della degradazione indotta dalla luce, che si verifica nelle celle di tipo P a causa della combinazione di ossigeno e boro.Maggiore resistenza alle alte temperature: Le celle di tipo N possono mantenere prestazioni migliori anche in condizioni di temperature elevate.Durata maggiore: Le celle di tipo N offrono una maggiore stabilità e resistenza alla degradazione nel lungo periodo.

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Celle Fotovoltaiche Type P (o Type B)

LE MENO COSTOSE

Descrizione: Le celle Type P sono realizzate con silicio drogato con boro, che dona al silicio una carenza di elettroni (creando "lacune" o cariche positive).Struttura: In questo caso, la base della cella è costituita da silicio drogato con boro (silicio di tipo P), mentre lo strato superiore è di silicio drogato con fosforo (silicio di tipo N).Caratteristiche principali:Costo inferiore: Le celle di tipo P sono le più diffuse e generalmente meno costose da produrre rispetto a quelle di tipo N.Maggiore sensibilità alla degradazione LID: A differenza delle celle di tipo N, le celle di tipo P sono più sensibili alla degradazione indotta dalla luce, che può ridurre l'efficienza iniziale del pannello solare.Ampia diffusione: Circa l'80% dei pannelli fotovoltaici presenti sul mercato sono realizzati con celle di tipo P, grazie alla loro economicità e affidabilità.

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le due celle confrontate

Uso e Applicazioni

Le celle Type N sono preferite per impianti dove è richiesta maggiore efficienza, durata e performance a lungo termine, come in applicazioni commerciali o industriali di alta gamma.Le celle Type P sono più comunemente utilizzate per impianti residenziali o in progetti in cui il contenimento dei costi è una priorità, pur mantenendo buone prestazioni.

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Come è realizzato

Tipologia di Cella Fotovoltaica

Tipologia Type N e Type B

Inverter + schema

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INVERTER E RELATIVO SCHEMA

Utilità dell'invert e la sua funzione in un impianto

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inverter

la sua funzione nell'impianto

L’inverter è un componente fondamentale negli impianti fotovoltaici, poiché converte la corrente continua (DC), generata dai pannelli solari, in corrente alternata (AC), compatibile con la rete elettrica e gli elettrodomestici. È composto da semiconduttori, come transistor e MOSFET, che si attivano rapidamente per creare un'onda alternata, e spesso include un filtro per rendere l’uscita più stabile e pulita. Oltre alla conversione, l'inverter monitora e ottimizza il flusso di energia per garantire efficienza, protezione del sistema e massima produzione energetica.

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schema di un inverter

schema elettrico

Lo schema elettrico di un inverter è progettato per mostrare i collegamenti e i componenti necessari alla conversione della corrente continua (DC) in corrente alternata (AC). Di solito, include le seguenti parti:Sezione di ingresso DC: È il punto in cui la corrente continua proveniente dai pannelli fotovoltaici entra nell'inverter. Qui si trovano spesso fusibili di protezione e un condensatore per stabilizzare la tensione in ingresso.Convertitore DC-AC: Questa sezione utilizza transistor di potenza, come MOSFET o IGBT, che commutano rapidamente per trasformare la corrente continua in un segnale alternato pulsante. I transistor sono controllati da un microcontrollore, che regola la frequenza e la forma dell'onda.Trasformatore (nei modelli isolati): Alcuni inverter utilizzano un trasformatore per adattare il livello di tensione tra ingresso e uscita e isolare la parte DC da quella AC.Filtro di uscita: Un filtro a base di induttori e condensatori pulisce l'onda in uscita, riducendo disturbi e interferenze per generare un'onda sinusoidale più stabile e compatibile con gli elettrodomestici.Sezione di uscita AC: Qui si trova il collegamento alla rete o ai carichi, con dispositivi di protezione come interruttori e fusibili per evitare sovraccarichi e proteggere il sistema.Lo schema elettrico dell’inverter rappresenta tutti questi componenti e le loro connessioni, delineando il percorso dell’energia e il funzionamento del sistema di conversione.

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THANK YOU!

perche si usa il fosforo?

punto di vista atomico

• Il fosforo viene utilizzato nelle celle fotovoltaiche di Type N perché ha un elettrone in più rispetto al silicio nel suo guscio elettronico esterno. Questo rende il silicio "drogato" con fosforo ricco di elettroni, creando una carica negativa. Questa abbondanza di elettroni facilita il movimento delle cariche all'interno della cella quando è esposta alla luce solare, migliorando l'efficienza del processo di conversione dell'energia solare in elettricità. Inoltre, le celle di tipo N, grazie al fosforo, sono meno soggette alla degradazione indotta dalla luce (LID) rispetto alle celle di tipo P.

come vengono prodotte le celle?

• Produzione delle celle: Le celle sono realizzate tramite un processo di drogaggio, in cui vengono aggiunti elementi chimici come fosforo (per le celle di tipo N) o boro (per le celle di tipo P) al silicio, per creare un campo elettrico all'interno della cella, necessario per il movimento degli elettroni quando la luce solare colpisce il materiale.

perche viene usato il boro?

• Il boro viene utilizzato nelle celle fotovoltaiche di Type P perché ha un elettrone in meno rispetto al silicio, creando delle "lacune" (cariche positive) nel materiale. Queste lacune agiscono come portatori di carica positivi, facilitando il movimento delle cariche elettriche quando la cella è esposta alla luce solare. Il boro permette così di creare un campo elettrico interno che consente la separazione e il flusso degli elettroni, generando corrente elettrica. È ampiamente utilizzato perché è economico e facilmente integrabile nei processi produttivi.

altre parti della parte frontale

• Strato antiriflesso

Le celle fotovoltaiche sono ricoperte da un sottile strato antiriflesso, spesso a base di ossido di silicio, che riduce la quantità di luce riflessa. Questo strato consente di massimizzare l'assorbimento della luce solare da parte della cella, migliorando l'efficienza del pannello.

• Vetro frontale

La parte anteriore del pannello è costituita da uno strato di vetro temperato, progettato per essere:Trasparente: Permette alla luce solare di passare attraverso e raggiungere le celle.Resistente agli agenti atmosferici: Protegge le celle dalla pioggia, dalla grandine, dal vento, dalla polvere e da altri fattori ambientali che potrebbero danneggiarle.