Che cos'è un modulo fotovoltaico?
Un modulo fotovoltaico è un raggruppamento di celle solari collegate utilizzate per raccogliere energia dalle radiazioni solari. Ogni cella è collegata elettricamente a questi moduli, che a loro volta vengono uniti in un pannello. Quando i pannelli fotovoltaici vengono installati in varie posizioni, diventano noti come array. Questo array è collegato a un inverter e una batteria per la conservazione dell'alimentazione.
Sfortunatamente, questi moduli sono suscettibili di una serie di effetti ambientali, quindi richiedono protezione dagli elementi. Per questo motivo, devono essere coperti da vetro per consentire ancora alle radiazioni solari di penetrare nelle cellule. I moduli sono inoltre supportati da supporti in metallo, fibra di vetro o plastica. Questo li mantiene forti contro i forti venti.
L'energia luminosa sotto forma di fotoni viene raccolta dal modulo fotovoltaico. Le celle di silicio cristallino raccolgono questi fotoni da una gamma di frequenze luminose. Tuttavia, le difficoltà con lo spettro infrarosso e ultravioletto limitano l'efficienza dei processi. I fotoni influenzano le celle di silicio e stimolano gli elettroni. Quando questi elettroni vengono eccitati, l'elettricità viene creata e immagazzinata o inviata in una rete elettrica.
Ciascuno dei collegamenti elettrici è inserito in una serie per ottenere la migliore uscita e corrente di tensione possibile. Il surriscaldamento delle cellule causato dall'ombra viene prevenuto usando un sistema di diodi. Un modulo fotovoltaico può anche essere modificato usando un concentratore. Questa è essenzialmente una serie di lenti e specchi che possono raccogliere grandi quantità di fotoni e dirigerli su pianure più piccole di cellule.
La Bell Laboratories ha sviluppato l'idea per un modulo fotovoltaico a base di silicio nel 1954. Il primo dispositivo pratico per la raccolta della radiazione solare e la sua conversione in elettricità è stato realizzato da Daryl Chapin, Calvin Fuller e Gerald Pearson presso la struttura. Il tasso di efficienza di conversione della luce solare era di circa il sei percento. Ciò significava che solo una piccola parte dei fotoni che colpivano il modulo fotovoltaico produceva effettivamente elettricità. Questa è stata una grande sfida per l'industria, tentando di modificare il processo per sfruttare meglio i fotoni e lo spettro della luce del sole.
Le celle solari, più comunemente utilizzate sotto forma di array fotovoltaici, hanno una serie di usi. Possono essere utilizzati semplicemente per fornire energia a piccoli dispositivi come calcolatrici o illuminazione da giardino. Altrimenti, è possibile costruire array di grandi dimensioni sui tetti e nei campi per produrre elettricità che può essere immessa nella rete elettrica per compensare l'utilizzo di altre risorse. A causa della lunga durata del fotovoltaico, la NASA e altre agenzie spaziali hanno utilizzato le tegole solari per alimentare la maggior parte dei satelliti e la Stazione Spaziale Internazionale. Ciò fornisce una fonte di energia infinita e una soluzione che mantiene questi oggetti alimentati e in posizione per un lungo periodo di tempo.