Strutture delle celle solari. Schema, descrizione

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Incorniciare i moduli solari

Esistono molte varianti e sviluppi industriali di celle solari e metodi per la loro fabbricazione. Descriviamo brevemente il design di uno di essi: una cella solare standard in silicio monocristallino. Una vista generale della cella solare è mostrata nella Figura 2.1.

Il modulo solare frame è realizzato sotto forma di un pannello racchiuso in un telaio in profilato di alluminio. Il pannello è un generatore fotovoltaico costituito da una lastra di vetro, sul retro della quale sono poste delle celle solari tra due strati di una pellicola sigillante (laminazione), interconnessi elettricamente da pneumatici metallici. Lo strato inferiore della pellicola sigillante è protetto dagli influssi esterni da uno strato di pellicola protettiva. Un blocco di diodi è fissato all'interno dell'alloggiamento del modulo, sotto il cui coperchio sono presenti contatti elettrici destinati al collegamento del modulo.

Fig.2.1. Progettazione di celle solari (clicca per ingrandire)

Requisiti tecnici di base

1. La materia prima deve essere chimicamente molto pura con proprietà stabili.

2. Le celle fotovoltaiche devono essere prodotte in grandi quantità a un costo minimo. È necessario garantire il controllo generale del processo di fabbricazione e un elevato livello di accuratezza.

3. Le celle solari devono avere una vita utile di almeno 20 anni in un ambiente (spesso dannoso). Va tenuto presente che anche senza la concentrazione della radiazione solare, la temperatura di funzionamento della fotocellula può variare nel range da -30 a +200°C. I contatti elettrici devono essere stabili e protetti da ogni tipo di corrosione. Il dispositivo deve essere impermeabile.

4. Il progetto dovrebbe essere tale che la distruzione di uno degli elementi non dovrebbe portare al fallimento dell'intero sistema. Per questo vengono utilizzate connessioni parallele e seriali che, in caso di guasto di qualsiasi elemento, devono escludere la possibilità di guasto di altri elementi.

5. I moduli prefabbricati devono essere idonei al trasporto anche in zone di difficile accesso e remote.

Tipi di fotocellule

Le celle solari commerciali più comuni sono celle wafer di silicio piatte. Ci sono anche una varietà di tipi e design alternativi che vengono sviluppati per aumentare l'efficienza e ridurre il costo dell'energia prodotta riducendo il costo complessivo delle celle solari. La tabella 2.1 riassume brevemente le varie fotocellule.

Tabella 2.1. Parametri dei principali materiali delle celle solari

(clicca per ingrandire)

Appunti. 1. Nelle condizioni di esposizione AM 1, il band gap ottimale è compreso tra 1,4 e 1,5 eV. 2. All'aumentare della temperatura, il band gap diminuisce. La tabella mostra i dati per la temperatura ambiente.

Autore: Magomedov A.M.

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