Pannello fotovoltaico, ecco come viene fatto

Come viene fatto un pannello fotovoltaico? Molti ormai sanno cosa è e come è fatto un impianto fotovoltaico per produrre elettricità pulita direttamente sui tetti delle nostre case: una serie di pannelli “vetrati”, ancorati al tetto, collegati in serie tra loro e collegati ad un inverter, che si trova in casa, e che serve per “rendere utilizzabile” l’energia pulita prodotta dai pannelli e dal sole. Molti sanno, ormai, a cosa serve un modulo fotovoltaico, ma pochi sanno come effettivamente viene fatto.  Un pannello fotovoltaico è ormai un oggetto conosciuto ai più, ma, nonostante se ne vedano ormai molti sui tetti delle nostre case, pochi sanno come viene fabbricato.

La fabbricazione di un pannello fotovoltaico è più o meno simile in tutte le marche e tipologie di pannelli, o meglio: le procedure cambiano in base al tipo di modulo (mono/policristallino, film sottile, ecc..), ma le fasi di realizzazione sono sempre, a grandi linee, le stesse. In ogni caso la produzione in serie di un pannello fotovoltaico comporta l’utilizzo di strumentazioni ad alto contenuto tecnologico che ne garantiscono precisione, affidabilità e sicurezza.

Se prima la produzione in serie comportava elevati costi, oggi, con l’evoluzione dei macchinari e della varie fasi della filiera, i costi di produzione si sono ampiamente ridotti e le procedure si sono totalmente meccanizzate ed automatizzate al punto di aver portato, a pochi anni dalla sua nascita, il mercato dei pannelli in “overcapacity” (cioè: in “crisi di sovrapproduzione”).

Come viene realizzato un pannello fotovoltaico

cella di un pannello fotovoltaico

In questo articolo vediamo quali sono le principali fasi di realizzazione di un modulo fotovoltaico: dalla singola cella fotovoltaica, realizzata con “wafer” in silicio (o altro semi-conduttore), fino al pannello fotovoltaico finito che, collegato in serie ad altri pannelli, sarà in grado di generare sufficiente corrente elettrica (continua) che verrà trasformata in corrente alternata da un inverter. La corrente alternata è quella che viene utilizzata nelle normali utenze elettriche civili ed industriali: case, industrie, luoghi pubblici, aziende, uffici, ecc…

Le macro-fasi di realizzazione industriale di un pannello fotovoltaico sono sette:

• stringatura
• saldatura
• montaggio
• laminazione
• incorniciatura e rifinitura
• collaudo
• confezionamento

Vediamole una per una.

Stringatura

La prima fase prevede la realizzazione di “stringhe”, ovvero di “file” di celle collegate fra loro. Le celle fotovoltaiche, il “mattone” della produzione dell’energia solare, sono collegate elettricamente “in serie” e creano il “primordiale” generatore elettrico. In questa prima fase viene utilizzata in genere una stringatrice automatizzata in grado di stringare contemporaneamente un gran numero di celle.

Saldatura

Con la saldatura vengono unite, fuse, le stringhe appena create, formando un primo circuito elettrico. In questa fase le stringhe vengono saldate tra loro e poggiate sopra ad uno strato di vetro temperato ricoperto da un sottile foglio di EVA (o altro materiale simile) che servirà, una volta fuso, a unire il tutto in maniera solida e compatta. L’EVA è l’etilvinilacetato, un materiale plastico che fonde a “bassa” temperatura ed è adatto a creare fusioni sottovuoto.

Montaggio

La terza fase è quella del montaggio vero e proprio del pannello fotovoltaico: finora si sono posizionati alcuni strati di materiale su una lastra di vetro, ora si “chiude” il multistrato posizionando sopra le stringhe un ulteriore foglio di EVA ed un più solido strato di materiale isolante che servirà anche da sostegno meccanico e da “appoggio” all’intera struttura del pannello stesso (in genere è poliestere). Nella fase del montaggio il pannello viene “chiuso”, non ancora ermeticamente, formando una struttura multistrato, una struttura “a sandwich”.

In questa fase viene in genere apposto all’interno del pannello una targhetta con il codice seriale del prodotto in modo da rendere unico e rintracciabile ogni singolo pezzo lanciato sul mercato.

Laminazione

La laminazione è la creazione del “laminato”, cioè del pannello fotovoltaico “finito” senza le cornici esterne in alluminio.
Una volta creata la struttura multistrato, la laminazione provvede alla sua fusione per compattare il tutto in un’unica struttura compatta e sottovuoto: si tratta di una vera e propria fusione a circa 140-150 gradi centigradi che incolla tra loro i diversi strati in maniera ermetica, creando una struttura sottovuoto e a tenuta stagna.
La fase della laminazione è quella più delicata dell’intero processo di fabbricazione di un modulo in quanto, utilizzando elevate temperature, mette a rischio i componenti interni ed i circuiti elettrici del pannello.
E’ tra le fasi più importanti, inoltre, in quanto una laminazione venuta male mette a rischio la tenuta stagna del pannello e quindi la sua efficienza produttiva.

In questa fase si utilizza in genere il “laminatore”, un apparecchio che  permette le giuste modalità di “cottura” dei moduli.

Incorniciatura e rifinitura

Con la laminazione il pannello è praticamente finito. Cioè che manca è solo la cornice esterna in alluminio che rende il tutto più solido e resistente. Il laminato creato, prima di essere incorniciato, viene rifilato e rifinito.
La rifinitura consiste nell’applicazione di una cornice in alluminio trafilato e anodizzato opportunamente punzonata agli angoli per dare un’adeguata resistenza meccanica al pannello fotovoltaico che verrà montato su apposite strutture in alluminio montate sui tetti o a terra.

In questa quinta fase il pannello viene dotato anche della scatola di giunzione: una “scatoletta” montata sul retro del pannello dalla quale fuoriescono due cavetti (uno di entrata e l’altro di uscita) che servono a collegare il singolo modulo agli altri o all’inverter. La scatola di giunzione contiene anche due “diodi di by-pass”.

Collaudo

La sesta fase è quella del collaudo del pannello finito. Ognuno di questi viene testato attraverso un simulatore solare che individua l’effettiva potenza elettrica in uscita dal pannello fotovoltaico in funzione (Watt). Ogni test è riferito ad uno ed un solo pannello, ed identifica in maniera univoca ogni pezzo attraverso il suo numero di serie inserito in fase di montaggio. Nel collaudo vengono individuate le prestazioni elettriche per ogni pezzo fuoriuscito dalla fabbrica, prestazioni in condizioni di prova normalizzate Stc (Standard Test Condition). A seguito di ciò viene apposta un’etichetta sul retro del pannello che ne identifica le caratteristiche tecniche ed elettriche.

Confezionamento

Fase da non sottovalutare per preservare l’integrità del prodotto durante il trasporto e la commercializzazione: il confezionamento deve essere adeguato e deve garantire l’integrità dei pannelli fotovoltaici durante il trasporto. L’imballo deve essere resistente e pratico da trasportare e da stoccare.

Per approfondire come funziona un pannello fotovoltaico clicca qui.

Clicca qui invece per vedere come riconoscere un pannello fotovoltaico di qualità.