Componentele și materialele panourilor fotovoltaice

Panourile fotovoltaice sunt compuse din materiale esențiale care transformă energia solară în electricitate. Înțelegerea componentelor și a materialelor utilizate în construcția acestor panouri este crucială pentru a evalua eficiența, durabilitatea și impactul lor asupra mediului. Acest articol explorează structura internă a panourilor fotovoltaice, evidențiind rolul fiecărui material, de la celulele solare din siliciu la sticla protectoare, și cum acestea contribuie la performanța globală a sistemului.

Ce sunt panourile fotovoltaice?

Panourile fotovoltaice sunt dispozitive care transformă lumina solară în energie electrică. Acestea sunt alcătuite din mai multe celule fotovoltaice, fiecare dintre ele având capacitatea de a genera curent electric atunci când este expusă la lumină. Transformarea energiei solare în electricitate se realizează prin efectul fotovoltaic, un proces prin care fotonii din lumina solară lovesc electronii din materialul semiconductor al celulelor, generând astfel un flux de electricitate.

Componentele principale ale panourilor fotovoltaice

1. Celulele fotovoltaice

Celulele fotovoltaice, cunoscute și sub numele de celule solare, sunt inima panourilor fotovoltaice. Acestea sunt realizate în principal din siliciu, un material semiconductor. Există două tipuri principale de celule fotovoltaice:

●     Monocristaline: Aceste celule sunt fabricate dintr-un singur cristal de siliciu și sunt cunoscute pentru eficiența lor ridicată. Ele sunt de obicei de culoare neagră și au colțurile rotunjite. Celulele monocristaline au o structură omogenă, ceea ce le permite să transforme mai multă energie solară în electricitate pe suprafață comparativ cu celulele policristaline.

●     Policristaline: Aceste celule sunt fabricate din mai multe cristale de siliciu și sunt de obicei mai puțin eficiente decât cele monocristaline, dar sunt mai accesibile. Ele au o culoare albastră și o formă pătrată. Celulele policristaline sunt mai ușor și mai ieftin de produs, deoarece procesul de fabricație nu necesită o puritate atât de ridicată a siliciului.

2. Stratul antireflex

Stratul antireflex este aplicat pe suprafața celulelor fotovoltaice pentru a reduce pierderile de lumină reflectată. Acesta ajută la captarea unei cantități mai mari de lumină solară, ceea ce duce la o producție mai mare de energie electrică. Stratul antireflex este de obicei realizat dintr-un material dielectric subțire, cum ar fi oxidul de siliciu sau nitrura de siliciu. Acesta creează o suprafață care permite luminii să pătrundă în celulă, minimizând în același timp reflecția.

3. Sticla protectoare

Sticla protectoare acoperă partea frontală a panoului fotovoltaic și are rolul de a proteja celulele fotovoltaice de intemperii și alte daune. Aceasta este special concepută pentru a permite trecerea unei cantități maxime de lumină și pentru a fi rezistentă la impact. Sticla folosită în panourile fotovoltaice este temperată, ceea ce înseamnă că a fost tratată termic pentru a fi mai rezistentă la șocuri și spargeri. De asemenea, sticla poate avea un strat antireflex pentru a îmbunătăți și mai mult eficiența panoului.

4. Encapsulantul

Encapsulantul este un strat de material care înconjoară celulele fotovoltaice, asigurându-le protecția și durabilitatea. De obicei, este fabricat din etilen-vinil-acetat (EVA), un material flexibil și transparent care ajută la menținerea integrității celulelor. Encapsulantul protejează celulele solare de umiditate, praf și alte elemente care ar putea deteriora performanța panoului. Acesta este aplicat atât pe partea frontală, cât și pe partea din spate a celulelor, creând un mediu etanș.

5. Spatele protector

Spatele protector este plasat pe partea din spate a panoului și are rolul de a proteja celulele fotovoltaice de umezeală și alte elemente care ar putea deteriora panoul. Acesta este de obicei fabricat dintr-un material durabil și rezistent la intemperii, cum ar fi polivinilfluorura (PVF). Spatele protector contribuie la menținerea integrității structurale a panoului și asigură o barieră împotriva factorilor de mediu care ar putea afecta performanța celulelor fotovoltaice.

6. Rama

Rama panoului fotovoltaic este realizată din aluminiu și are rolul de a asigura stabilitatea și fixarea panoului. De asemenea, ajută la montarea panoului pe diferite suprafețe și suporturi. Rama din aluminiu este ușoară, dar robustă, oferind o protecție suplimentară împotriva deformărilor și deteriorărilor mecanice. Aceasta permite instalarea ușoară a panoului pe acoperișuri, structuri terestre sau alte suporturi.

7. Cablurile și conectorii

Cablurile și conectorii sunt esențiale pentru transportul energiei electrice generate de panou către invertor și, ulterior, către rețeaua electrică sau sistemul de stocare. Acestea sunt fabricate din materiale de înaltă calitate, cum ar fi cuprul, pentru a asigura o conductivitate optimă. Conectorii sunt de obicei de tip MC4, care sunt standard în industrie pentru a asigura o conexiune sigură și fiabilă. Cablurile sunt izolate pentru a preveni pierderile de energie și pentru a proteja împotriva condițiilor de mediu.

Materialele folosite în panourile fotovoltaice

Siliciu

Siliciul este materialul principal utilizat în fabricarea celulelor fotovoltaice datorită proprietăților sale semiconductoare. Acesta poate fi monocristalin sau policristalin, fiecare având propriile avantaje și dezavantaje. Siliciul monocristalin oferă o eficiență mai mare, dar este mai scump de produs, în timp ce siliciul policristalin este mai accesibil, dar cu o eficiență ușor redusă. Procesul de obținere a siliciului implică purificarea siliciului brut și formarea acestuia în lingouri sau plachete subțiri care sunt tăiate și prelucrate pentru a forma celulele solare.

Etilen-vinil-acetat (EVA)

EVA este folosit ca material de encapsulare pentru a proteja celulele fotovoltaice de deteriorări mecanice și pentru a asigura transparența necesară captării luminii solare. EVA este ales pentru flexibilitatea și rezistența sa la degradare, asigurând astfel o protecție pe termen lung a celulelor solare. Procesul de laminare cu EVA implică încălzirea și presarea materialului pentru a crea un strat uniform și etanș în jurul celulelor.

Sticlă temperată

Sticla temperată este utilizată pentru a acoperi și proteja partea frontală a panoului fotovoltaic. Aceasta este durabilă și rezistentă la impact, asigurând o protecție eficientă împotriva intemperiilor. Sticla temperată trece printr-un proces de încălzire și răcire rapidă, care îi conferă o rezistență mecanică superioară comparativ cu sticla obișnuită. Aceasta poate rezista la grindină, vânt puternic și alte condiții meteorologice severe.

Aluminiu

Aluminiul este folosit pentru fabricarea ramei panoului datorită rezistenței sale și greutății reduse. Acesta asigură stabilitatea și facilitează montarea panoului. Aluminiul este rezistent la coroziune, ceea ce îl face ideal pentru utilizarea în medii exterioare. Ramele din aluminiu sunt proiectate pentru a suporta sarcini mecanice și pentru a menține integritatea structurală a panoului pe întreaga sa durată de viață.

Polivinilfluorura (PVF)

PVF este utilizat pentru stratul de protecție de pe partea din spate a panoului, oferind o barieră eficientă împotriva umezelii și altor factori de mediu. PVF este un material plastic durabil, care nu se degradează ușor în prezența radiațiilor UV și a condițiilor meteorologice severe. Acesta ajută la prevenirea infiltrării apei și a altor substanțe care ar putea deteriora celulele solare și alte componente interne ale panoului.

Cupru

Cuprul este utilizat pentru cablurile și conectorii panourilor fotovoltaice datorită conductivității sale excelente, asigurând un transfer eficient al energiei electrice. Cuprul are o rezistență electrică scăzută, ceea ce înseamnă că energia produsă de celule este transportată cu pierderi minime. Conductorii din cupru sunt de obicei izolați cu materiale rezistente la temperaturi ridicate și intemperii pentru a asigura o durabilitate pe termen lung.

De ce sunt importante materialele de calitate?

Alegerea materialelor de calitate în fabricarea panourilor fotovoltaice este esențială pentru asigurarea performanței și durabilității acestora. Materialele de calitate superioară pot rezista la condiții meteorologice severe, pot oferi o eficiență energetică mai mare și pot avea o durată de viață mai lungă. Panourile fabricate cu materiale de înaltă calitate necesită mai puțină întreținere și pot genera mai multă energie pe durata de viață a sistemului, ceea ce duce la economii semnificative și la o returnare mai rapidă a investiției.

Concluzie

Înțelegerea componentelor și materialelor panourilor fotovoltaice te ajută să faci alegeri informate atunci când vine vorba de instalarea unui sistem fotovoltaic. Materialele de calitate și componentele bine proiectate asigură o performanță optimă și o durabilitate pe termen lung, contribuind astfel la o investiție inteligentă în energia solară.

Dacă ești interesat să afli mai multe despre instalarea panourilor fotovoltaice sau să discuți cu un specialist, te invităm să vizitezi site-ul nostru Giaul. Suntem aici pentru a te ajuta să faci tranziția către o sursă de energie curată și sustenabilă.

FAQ 

1. Ce sunt panourile fotovoltaice și cum funcționează?

Panourile fotovoltaice sunt dispozitive care transformă lumina solară în energie electrică prin efectul fotovoltaic. Fotonii din lumina solară eliberează electroni din materialul semiconductor al celulelor, generând curent electric.

2. Care sunt principalele componente ale unui panou fotovoltaic?

Componentele principale sunt: celulele fotovoltaice (monocristaline sau policristaline), stratul antireflex, sticla protectoare, encapsulantul (EVA), spatele protector (PVF), rama (din aluminiu) și cablurile și conectorii (cupru).

3. Ce rol are stratul antireflex în panourile fotovoltaice?

Stratul antireflex reduce pierderile de lumină reflectată, permițând o absorbție mai eficientă a luminii solare de către celule. Este realizat din materiale dielectrice subțiri, precum oxidul de siliciu sau nitrura de siliciu.

4. De ce este importantă utilizarea materialelor de calitate în panourile fotovoltaice?

Materialele de calitate asigură o eficiență energetică ridicată, durabilitate în condiții meteo severe, costuri reduse de întreținere și o durată de viață mai lungă, contribuind astfel la o investiție rentabilă.

5. Ce materiale sunt utilizate cel mai frecvent în panourile fotovoltaice?

Printre cele mai folosite materiale se numără siliciul (pentru celule), EVA (pentru encapsulare), sticla temperată (pentru protecție), aluminiul (pentru ramă), PVF (pentru spatele panoului) și cuprul (pentru cabluri și conectori).