FUNZIONAMENTO DI UN PANNELLO FOTOVOLTAICO SOLARE

FUNZIONAMENTO DI UN PANNELLO FOTOVOLTAICO SOLARE

Hai mai sentito parlare di pannelli solari o ne hai mai visto uno? Se la risposta è sì, sicuramente hai chiesto qual è l’operazione di un pannello solare fotovoltaico?

Principio di funzionamento di un pannello solare

I pannelli solari catturano l’energia rilasciata dal sole e la convertono in energia elettrica.

Cella fotovoltaica, atomo, materiali semiconduttori, elettrone, drogaggio e giunzione PN: questo spiega il funzionamento di un pannello solare fotovoltaico e la trasformazione della corrente continua in corrente alternata.

Caratteristiche importanti dei pannelli solari fotovoltaici

-composizione
-Cella fotovoltaica
-Atomi ed elettroni
-Corrente attuale e corrente alternata

Descrizione dei pannelli solari

FUNZIONAMENTO DI UN PANNELLO FOTOVOLTAICO SOLARE

Un pannello solare produce energia elettrica grazie a numerose celle fotovoltaiche collegate in serie o in parallelo. Ogni cella produce circa 0,5 volt (V).

Nella parte superiore, un vetro lascia passare la luce e l’energia che trasporta. Nella parte inferiore, un pannello rigido protegge il tutto. Il set è supportato da una cornice rigida che protegge il pannello dai colpi.

Se guardi un pannello solare, lo riconoscerai facilmente poiché le celle formano una sorta di griglia e il materiale con cui sono fatte emette toni blu o grigi. Un cavo che esce dal telaio rilascia una corrente continua a tensione costante.

Guarda il video e scopri di più sul funzionamento dei pannelli fotovoltaici

Nel seguente video l’operazione dei pannelli fotovoltaici è spiegata in modo semplice e didattico

Principio di funzionamento di un pannello solare: la fisica degli atomi.

FUNZIONAMENTO DI UN PANNELLO FOTOVOLTAICO SOLARE

Senza entrare in troppi dettagli, possiamo darti un’idea di come funzionano i pannelli fotovoltaici o cosa succede nei diversi strati che compongono un pannello solare.

Per capire bene il funzionamento dei pannelli solari, bisogna ricordare che un atomo è composto da un nucleo attorno al quale gravitano gli elettroni gravitanti.

Le proprietà fisiche dell’atomo dipendono dal numero di elettroni in questo strato esterno.

Per proprietà fisiche, comprendiamo la loro capacità di unirsi ad altri atomi per formare molecole, cristalli e trasformarsi in ioni.
Se gli elettroni sono separati da questi atomi e messi in movimento, può essere creata una corrente.

La cella fotovoltaica: materiali semiconduttori

FUNZIONAMENTO DI UN PANNELLO FOTOVOLTAICO SOLARE

Una cella fotovoltaica è formata da materiali semiconduttori che si trovano in diversi componenti elettronici.

Per costruire questi semiconduttori, dobbiamo prima scegliere una famiglia di atomi che abbia 4 elettroni nel suo strato esterno: stiamo parlando di atomi tetravalenti. Hanno il potere di raggrupparsi in un modo organizzato per formare un cristallo.

Per sapere come funziona un pannello solare fotovoltaico, dobbiamo avere l’idea generale che la costruzione di materiali semiconduttori stia introducendo impurità ben scelte in questa struttura: si chiama doping.

Se è inserito in questo cristallo di atomi che ha tre elettroni nel suo guscio esterno, allora ci sarà un deficit di elettroni. Poiché l’elettrone ha una carica negativa, che darà origine a una carica positiva, e parliamo di drogaggio P.

Al contrario, se introducete gli atomi che hanno 5 elettroni nel loro strato esterno, c’è un eccesso di elettroni: quindi il cristallo è caricato negativamente e si parla di doping N.

Se una superficie di materiale drogato N viene unita ad una superficie di materiale drogato P, viene creata la giunzione PN.
In questa unione, le cariche negative da una parte e le cariche positive dall’altra creano un campo elettrico.

Operazione di energia solare fotovoltaica: cella fotovoltaica.

FUNZIONAMENTO DI UN PANNELLO FOTOVOLTAICO SOLARE

Nel funzionamento della cella fotovoltaica si verifica il seguente processo. La cella è costituita da una giunzione PN con una griglia metallica sulla parte superiore e un collettore conduttore sul retro.

I fotoni di luce colpiscono il drogaggio del semiconduttore N. Questi fotoni

trasmettono la loro energia agli elettroni che, quindi, vengono liberati dall’attrazione del nucleo attorno al quale gravitano.

Il campo elettrico della giunzione PN respinge questi elettroni verso la griglia metallica.

Questi elettroni quindi circolano attraverso il circuito a cui è collegato il pannello, per ritornare attraverso il contatto successivo nel semiconduttore, dove sono nuovamente attratti da un nucleo.

Trasformazione DC alternativamente: il ruolo dell’inverter.
Fondamentalmente il funzionamento dei pannelli solari consiste nel ricevere la luce del sole e trasformarla in corrente continua, che l’inverter si trasformerà in corrente alternata alternata, che è ciò che usiamo nelle nostre case.

FUNZIONAMENTO DI UN PANNELLO FOTOVOLTAICO SOLARE