Il fotovoltaico? Te lo spiega Giacomo: strati e rivestimenti

Vedere un impianto fotovoltaico installato sul tuo tetto è una bella sensazione. Hai la tua centrale elettrica personale. Ma come vengono assemblati i pannelli fotovoltaici? E come producono elettricità? Il nostro insegnante di fisica e Addetto al Servizio Clienti Giacomo te lo spiega nella nuova rubrica: ‘’Il fotovoltaico? Te lo spiega Giacomo’’. Oggi parliamo di strati e rivestimenti.

Forse ancora non lo sapevi, ma un pannello fotovoltaico è composto da diversi strati i quali hanno caratteristiche e funzioni specifiche. Questa settimana Giacomo spiega come è composto un pannello fotovoltaico, e a cosa servono i vari strati. Oggi quindi vedremo: come funzionano i diversi rivestimenti applicati ai pannelli fotovoltaici? E a cosa servono quelle strisce che si vedono su un pannello?

1. Il telaio

Il telaio tiene tutti gli strati da cui è formato un pannello fotovoltaico saldamente insieme. Inoltre il telaio facilita il fissaggio dei pannelli fotovoltaici sul tetto.

2.La lastra di vetro

La parte più esterna di un pannello fotovoltaico è composta da un vetro di sicurezza. Questa piastra protegge le celle solari non solo contro eventi atmosferici come grandine e neve, ma anche contro le alte temperature. Come ci spiega Giacomo, "Il vetro conduce il calore relativamente bene. Ma noi vogliamo far sì che una cella solare perda rapidamente il calore accumulato o prodotto poiché questa produce meno energia quando è surriscaldata. Il vetro è particolarmente adatto a questa funzione. Il metallo sarebbe anche meglio, ma naturalmente non fa passare la luce del sole."

Lo strato antiriflesso (copiato dagli occhiali)
Alla piastra è applicato un rivestimento anti-riflesso, che fa sì che una maggior quantità di luce raggiunga le celle solari. Una superficie con un'alta riflettività agisce come uno specchio."Gran parte della tecnologia utilizzata sui pannelli solari è stata copiata dagli occhiali. Se non avessi uno strato anti-riflesso sugli occhiali, vedresti il riflesso del tuo occhio nelle lenti dei tuoi occhiali." Affinché le celle solari producano correttamente energia vogliamo far sì che gli strati superiori riflettano il meno possibile.

"Qua entriamo nei dettagli più tecnici: l’indice di rifrazione indica la quantità di luce riflessa da un materiale. L'indice di rifrazione dell'aria e del vetro differisce molto. Scegliendo un rivestimento con un indice di rifrazione tra quello del vetro e quello dell'aria, si riduce la differenza e si assicura così che venga riflessa meno luce. Un tale strato antiriflesso può essere utilizzato in vari punti del pannello solare, sia sul vetro che sulle celle solari stesse. Applicandolo a più punti, si aumenta la quantità di luce che raggiunge le celle solari. I due materiali più frequentemente utilizzati per questo rivestimento su pannelli fotovoltaici: nitruro di silicio e biossido di titanio. Lo spessore dello strato dipende dal tipo di luce che vuoi far passare, ormai si tratta di nanometri. Non lo vedrai quindi ad occhio nudo!"

Acqua? Meglio di no

Il rivestimento antiriflesso funziona anche da repellente per l’acqua e lo sporco. Un materiale che respinge il liquido viene chiamato idrofobo. "Il rivestimento su pannelli fotovoltaici assicura che il pannello ottenga una rugosità specifica. Se uno strato è troppo scivoloso, l'intera goccia d'acqua scivolerà via. Mentre se hai la giusta rugosità, la goccia rimarrà sopra la superficie in modo che possa poi scivolare più lentamente giù dal rivestimento. "Funziona allo stesso modo dello spray idrorepellente che spruzzi sulle scarpe. Lo spray contiene particelle molto piccole che creano la giusta ruvidità in modo che le gocce d'acqua non si attacchino alle scarpe, ma scivolino via."

3. Sigillo in plastica: doppia protezione

Direttamente sopra e sotto le celle solari c'è uno strato di plastica che assicura che le celle solari rimangano asciutte. Questi strati sono laminati insieme in modo che siano ben impermeabili. Funzionano anche come una sorta di cuscino per proteggere le celle solari dagli urti.

4. Dita e barre collettrici

Hai mai fatto caso alle sottili linee color argento presenti su ogni cella solare? Queste linee trasportano la corrente continua generata nelle celle solari al punto di collegamento con il resto dell’impianto. "Questo è il vero e proprio circuito elettrico. Le linee d'argento assicurano il corretto trasporto di elettroni. Gli elettroni sono in realtà particelle molto semplici: quando vedono un conduttore preferiscono muoversi lungo quel conduttore. Le due linee più grandi sono chiamate barre collettrici, mentre le dita sono quelle che scorrono ai lati delle celle solari fino alle barre. L'argento è attualmente il materiale più utilizzato nei pannelli solari per questo scopo. Ma sono state fatte molte ricerche per scoprire se è possibile utilizzare materiali meno rari. O, ad esempio, materiali trasparenti, perché ora le dita e le barre creano un po 'di ombra sulle celle solari."

Su alcuni pannelli invece sono visibili linee bianche più larghe. Quello che vedi è la piastra posteriore. Deve esserci uno spazio tra le celle solari in modo che possano espandersi quando si surriscaldano. Se la piastra posteriore è nera, queste strisce sono meno visibili. Molte persone trovano più bello un pannello nero, ma la piastra posteriore nera assorbe più calore, rendendo il pannello leggermente meno efficiente.

5. Celle solari: è qui che avviene la magia!

Le celle solari sono le protagoniste del pannello fotovoltaico, sono proprio loro a convertire la luce del sole in elettricità. Giacomo ci spiegherà nel prossimo articolo come funzionano esattamente le celle.

6. Piastra posteriore: prestazioni e sicurezza

Questo strato di plastica o vetro fornisce una finitura pulita e robusta sul retro del pannello fotovoltaico. Protegge le celle solari dalle alte temperature e dall'umidità oltre ad isolare i pannelli, aumentandone le prestazioni e la sicurezza.

Nel prossimo articolo Giacomo ci spiegherà come funzionano le celle solari.

Ancora non conosci Giacomo? Leggi il primo articolo qui.