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Il generatore fotovoltaico in Toscana, a Siena e in Italia

Il generatore fotovoltaico

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Il generatore fotovoltaico è un insieme di pannelli fotovoltaici costituiti da un insieme di moduli fotovoltaici collegati in modo da ottenere i valori di potenza e tensione desiderati. I moduli sono costituiti da un insieme di celle di silicio. Anni fa i pannelli fotovoltaici erano costituiti da 36 celle di silicio monocristallino o policristallino, oggigiorno i pannelli fotovoltaici arrivano a 96 celle di silicio mono e poli- cristallino.

I moduli fotovoltaici hanno oramai tolleranza positiva, che vuol dire che possono produrre, in fase dinamica, una potenza maggiore o uguale alla potenza dichiarata per il pannello. Un insieme di pannelli, collegati elettricamente in serie costituisce una stringa (--Leggi di più--). Più stringhe, collegate generalmente in parallelo, per fornire la potenza richiesta, costituiscono il generatore fotovoltaico.

Il rendimento del modulo fotovoltaico dipende da una serie di fattori quali l’irraggiamento, la composizione spettrale della luce incidente, la temperatura di esercizio dei materiali, il loro rendimento, la tolleranza. Per motivi costruttivi, il rendimento dei moduli fotovoltaici è in genere inferiore o uguale al rendimento della loro peggior cella. Con rendimento si intende la percentuale di energia captata e trasformata rispetto a quella totale giunta sulla superficie del modulo; è quindi proporzionale al rapporto tra Watt erogati e superficie occupata, ferme restando tutte le altre condizioni. Valori tipici riscontrabili nei comuni prodotti commerciali a base silicea si attestano intorno al:

  • 14-17% nei moduli in silicio monocristallino;
  • 13-16% nei moduli in silicio policristallino;
  • 6-8% nei moduli in silicio amorfo.

Ne consegue che ad esempio a parità di produzione elettrica richiesta, la superficie occupata da un campo fotovoltaico amorfo sarà più che doppia rispetto ad un equivalente campo fotovoltaico cristallino. A causa del naturale affaticamento dei materiali, le prestazioni di un pannello fotovoltaico comune diminuiscono di circa un punto percentuale su base annua. Per garantire la qualità dei materiali impiegati, la normativa obbliga una garanzia di minimo due anni sui difetti di fabbricazione anche sul calo di rendimento del silicio nel tempo, questa arriva minimo 20 anni. La garanzia oggi nei moduli di buona qualità è del 90% sul nominale per 10 anni e dell'80% sul nominale per 25 anni.

I moduli fotovoltaici odierni hanno una vita stimata di 80 anni circa, anche se è plausibile ipotizzare che vengano dismessi dopo un ciclo di vita di 35-40 anni, a causa della perdita di potenza dei moduli e del miglioramento tecnologico dei nuovi prodotti.

Pannello_fotovoltaico_monocristallino Pannello_fotovoltaico_policristallino
Pannello fotovoltaico monoscristallino Pannello fotovoltaico policristallino

 Ogni cella fotovoltaica viene  cablata in superficie con una griglia di materiale conduttore che ne canalizzi gli elettroni. Ogni singola cella viene connessa alle altre mediante ribbon metallici (busbar) che attraversando la cella formano opportune serie e paralleli elettrici:

busbar

I busbar hanno il compito di canalizzare gli elettroni generati dal modulo per effetto fotovoltaico a seguito dell’irragiamento solare della cella.

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