Gli impianti fotovoltaici sono composti da un certo numero di moduli fotovoltaici. Un impianto di costruzione recente con una potenza di 1 MWp ha circa 2000 moduli.
Questi moduli sono distribuiti in stringhe, con gli elementi collegati elettricamente in serie.
Successivamente queste stringhe saranno raggruppate tra di loro in parallelo.
Internamente, i moduli sono composti da celle fotovoltaiche distribuite in serie e in parallelo.
Il numero standard di celle nei moduli solari commerciali è di 60 o 72 celle di silicio cristallino.
Ognuna di queste celle è tipicamente in grado di fornire tra i 4-5 W, così che il pannello medio da 60 celle sul mercato oggi ha potenze tra i 250-300 W mentre i moduli da 72 celle hanno potenze tipiche tra i 300-350 W.
Con la nuova tecnologia dei pannelli bifacciali, che sarà spiegata in dettaglio in un altro articolo, si possono ottenere potenze fino a 450 W – 550 W per modulo.
Le dimensioni di un pannello solare dipendono principalmente dal numero di celle: le dimensioni normali per i moduli da 60 celle sono di 1,65×1 metro e per i moduli da 72 celle di 2×1 metro.
La composizione tipica dei moduli fotovoltaici è a strati come si può vedere nell’immagine qui sotto.
Il primo e il secondo strato (cornice ed incapsulante) servono a separare fisicamente l’interno del modulo dall’ambiente. La loro funzione principale è quella di mantene ermetico il sistema.
Lo strato successivo, incapsulante, sarà responsabile di aumentare la protezione delle celle sigillandole.
Il suo materiale deve essere resistente al calore. In condizioni normali di funzionamento infatti il modulo può raggiungere temperature fino a 70ºC.
Deve inoltre resistere alla degradazione indotta dai raggi UV.
Infine deve essere elettricamente isolante, in modo che non si verifichino corti circuiti, e impedire il passaggio dell’umidità.
Lo strato successivo è costituito dalle celle che producono l’energia.
L’ultimo strato, il fondo, è opaco.
Lo sviluppo della nuova tecnologia di moduli solari nota come “moduli bifacciali” elimina questo ultimo strato, permettendo alle celle di assorbire la luce da entrambi i lati.