IT201600107594A1 - Pannello fotovoltaico avente una struttura flessibile e metodo di fabbricazione relativo. - Google Patents

Pannello fotovoltaico avente una struttura flessibile e metodo di fabbricazione relativo.

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IT201600107594A1
IT201600107594A1 IT102016000107594A IT201600107594A IT201600107594A1 IT 201600107594 A1 IT201600107594 A1 IT 201600107594A1 IT 102016000107594 A IT102016000107594 A IT 102016000107594A IT 201600107594 A IT201600107594 A IT 201600107594A IT 201600107594 A1 IT201600107594 A1 IT 201600107594A1
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Description

PANNELLO FOTOVOLTAICO AVENTE UNA STRUTTURA FLESSIBILE E METODO
DI FABBRICAZIONE RELATIVO
DESCRIZIONE
La presente invenzione è relativa ad un pannello fotovoltaico avente caratteristiche migliorate, particolarmente adatto per l’installazione su tetti, coperture civili ed industriali in genere, tensostrutture, installazioni ad uso agricolo o marittimo, e simili.
Come noto, un pannello fotovoltaico presenta tipicamente una struttura piana e rigida con dimensioni e peso piuttosto rilevanti (ad esempio circa 20 kg per un pannello di 90x160x5 cm).
Una modalità d’installazione tradizionale di un pannello fotovoltaico prevede l’impiego di un telaio di sostegno predisposto per fornire un adeguato supporto meccanico ed orientamento al pannello stesso.
Le soluzioni d’installazione di questo tipo, pur ampiamente apprezzate dato che consentono di ottimizzare l’esposizione alla luce solare dei pannelli fotovoltaici indipendentemente dall’inclinazione delle coperture sulle quali essi sono predisposti, presentano alcuni inconvenienti.
In ambito urbano, la predisposizione dei pannelli su molte tipologie di coperture teoricamente disponibili può essere resa difficoltosa, se non impossibile, per gli eccessivi ingombri e peso. Inoltre, sempre a causa delle rilevanti dimensioni dei pannelli fotovoltaici e dei relativi telai di sostegno, tali soluzioni d’installazione offrono spesso un forte impatto visivo che ne rende problematica la predisposizione in ambienti urbani di pregio, ad esempio centri storici.
Un’ulteriore nota modalità d’installazione di un pannello fotovoltaico prevede che quest’ultimo siano posto a giacere lungo una superficie d’appoggio (ad esempio una copertura civile o industriale), secondo l’orientamento di quest’ultima.
Le soluzioni d’installazione di questo tipo presentano l’indubbio vantaggio di richiedere strutture di supporto meccanico molto semplici e notevolmente più leggere rispetto a quelle precedentemente menzionate. La loro predisposizione, anche in ambiente urbano, risulta così molto più agevole e di minor impatto visivo.
Tali soluzioni, però, non consentono spesso di ottenere un’ottimale produzione di energia elettrica da parte dei pannelli fotovoltaici dato che non sempre l’orientazione della superficie d’appoggio del pannello è adeguata.
Inoltre, e ciò costituisce uno svantaggio molto rilevante, il posizionamento del pannello su una superficie d’appoggio compatta rende problematico il raffreddamento dei moduli fotovoltaici durante il funzionamento. Infatti, le ridotte intercapedini tra pannello fotovoltaico e relativa superficie d’appoggio non consentono un’adeguata circolazione dell’aria in corrispondenza della superficie inferiore del pannello stesso limitando pertanto lo scambio termico tra celle fotovoltaiche e ambiente esterno e favorendo pertanto il surriscaldamento di quest’ultime, con conseguente riduzione dell’efficienza di conversione fotovoltaica.
Compito precipuo della presente invenzione è fornire un pannello fotovoltaico che permetta di ovviare agli inconvenienti appena sopra indicati.
Nell’ambito di questo compito uno scopo della presente invenzione è fornire un pannello fotovoltaico che sia di facile installazione e che abbia ridotto impatto visivo.
Altro scopo della presente invenzione è fornire un pannello fotovoltaico che si caratterizzi per una notevole flessibilità d’impiego, ad esempio che possa essere facilmente predisposto su qualsiasi copertura civile o industriale o, più in generale, su diversificate strutture d’installazione, ivi incluse tensostrutture o pareti verticali.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è fornire un pannello fotovoltaico che sia particolarmente leggero e di dimensioni relativamente ridotte, in particolare per quanto riguarda lo spessore.
Non ultimo scopo della presente invenzione è fornire un pannello fotovoltaico che sia di relativamente facile realizzazione industriale, a costi competitivi.
Questo compito e questi scopi, nonché altri scopi che appariranno evidenti dalla successiva descrizione e dai disegni allegati, sono realizzati, secondo l’invenzione, da un pannello fotovoltaico, secondo la rivendicazione 1 proposta nel seguito e le relative rivendicazioni dipendenti.
In un suo ulteriore aspetto, la presente invenzione si riferisce anche ad un metodo per la fabbricazione di un pannello fotovoltaico, secondo la rivendicazione 12 proposta nel seguito e le relative rivendicazioni dipendenti.
Caratteristiche e vantaggi della presente invenzione, potranno essere meglio percepiti facendo riferimento alla descrizione data di seguito ed alle allegate figure, fornite a scopo puramente illustrativo e non limitativo, in cui:
- la figura 1 illustra schematicamente il pannello fotovoltaico, secondo l’invenzione, in una forma realizzativa preferita;
- la figura 2 illustra schematicamente, in forma ingrandita, una porzione del pannello fotovoltaico di figura 1;
- le figure 3-5 illustrano schematicamente ulteriori particolari del pannello fotovoltaico di figura 1;
- le figure 6-9 illustrano schematicamente mezzi di connessione meccanica per l’installazione del pannello fotovoltaico di figura 1;
- la figura 10 illustra schematicamente ulteriori particolari del pannello fotovoltaico di figura 1;
- la figura 11 illustra schematicamente un esempio d’installazione del pannello fotovoltaico di figura 1;
- la figura 12 illustra schematicamente un ulteriore esempio d’installazione del pannello fotovoltaico di figura 1;
- la figura 13 illustra schematicamente il pannello fotovoltaico, secondo l’invenzione, in una sua ulteriore possibile forma realizzativa.
Con riferimento alle citate figure, la presente invenzione si riferisce ad un pannello fotovoltaico 1.
Il pannello fotovoltaico 1 è destinato ad essere predisposto su una struttura d’installazione 100. Tale struttura d’installazione può essere di tipo qualunque, ad esempio una copertura civile o industriale, una struttura a traliccio, una tensostruttura, e così via.
Il pannello fotovoltaico 1 comprende una pluralità moduli fotovoltaici 2 atti a fornire potenza elettrica, se illuminati da un’opportuna radiazione luminosa (normalmente luce solare) in corrispondenza di almeno una superficie attiva 22 (ed eventualmente 21).
I moduli fotovoltaici 2 possono comprendere ciascuno una o più celle fotovoltaiche. Preferibilmente ciascun modulo fotovoltaico 2 comprende una sola cella fotovoltaica.
Vantaggiosamente, i moduli fotovoltaici 2 comprendono una prima superficie 21 ed una seconda superficie 22 tra loro opposte.
I moduli fotovoltaici 2 possono essere di tipo mono-facciale. In questo caso, la seconda superficie 22 dei moduli suddetti costituisce la sola superficie attiva destinata a ricevere la radiazione luminosa utile per effettuare la conversione fotovoltaica.
I moduli fotovoltaici 2 possono essere anche di tipo bi-facciale. In questo caso, entrambe le superfici 21, 22 dei moduli suddetti costituiscono superfici attive destinate a ricevere la radiazione luminosa utile per effettuare la conversione fotovoltaica.
In generale, i moduli fotovoltaici 2 (tipicamente realizzate in materiale semiconduttore) possono essere di tipologia nota e non saranno qui ulteriormente descritti per evidenti ragioni di brevità.
Il pannello fotovoltaico 1 comprende un circuito elettrico atto a rendere disponibile all’esterno la potenza elettrica generata dai moduli fotovoltaici 2.
Tale circuito elettrico comprende vantaggiosamente una pluralità di elementi conduttori 5 atti a collegare elettricamente i moduli fotovoltaici 2 tra loro.
Gli elementi conduttori 5 possono essere collegati ai moduli fotovoltaici 2 con modalità di tipo noto.
Preferibilmente, il circuito elettrico del pannello fotovoltaico 1 comprende una scatola di giunzione 17 (J-Box) ed opportuni componenti elettronici 171 (ad esempio diodi) elettricamente collegati agli elementi conduttori 5 al fine di assicurare un’adeguata trasmissione della potenza elettrica generata dai moduli fotovoltaici 2 ed al fine di proteggere i moduli fotovoltaici stessi da eventuali guasti elettrici (ad esempio corto-circuiti).
Il pannello fotovoltaico 1 comprende una struttura di supporto e protezione 3 per i moduli fotovoltaici 2 e gli elementi conduttori 5.
Nel suo complesso, la struttura di supporto e protezione 3 si presenta con una geometria sostanzialmente planare e comprende un primo lato 3A ed secondo lato 3B tra loro opposti, in corrispondenza rispettivamente delle prima e seconda superficie 21, 22 dei moduli fotovoltaici 2 (figure 4-5).
La struttura di supporto e protezione 3 è destinata a vincolare i moduli fotovoltaici 2 tra loro, mantenendoli mutuamente distanziati e meccanicamente collegati per formare un assieme avente un certo layout desiderato.
In linea di principio, la disposizione dei moduli fotovoltaici 2 può essere qualunque, secondo le esigenze.
Preferibilmente, i moduli fotovoltaici 2 sono disposti a matrice come illustrato nelle citate figure.
La struttura di supporto e protezione 3 è inoltre destinata a proteggere ed isolare elettricamente i moduli fotovoltaici 2 ed gli elementi conduttori 5 dall’ambiente esterno.
La struttura di supporto e protezione 3 comprende una pluralità di porzioni di incapsulamento 301 in corrispondenza di ciascuna delle quali è posto un corrispondente modulo fotovoltaico 2.
Vantaggiosamente, ciascuna porzione di incapsulamento 301 definisce un volume all’interno del quale è posto un corrispondente modulo fotovoltaico 2.
La struttura di supporto e protezione 3 comprende una o più porzioni di collegamento 302 atte a collegare meccanicamente le porzioni di incapsulamento 301 tra loro.
Vantaggiosamente, le porzioni di collegamento 302 sono predisposte per collegare porzioni di incapsulamento 301 adiacenti. Esse sono quindi sostanzialmente posizionate in corrispondenza nelle zone centrali del pannello fotovoltaico 1 tra coppie di moduli fotovoltaici adiacenti.
Secondo l’invenzione, le porzioni di collegamento 302 sono flessibili in modo che la struttura di supporto e protezione 3 sia pieghevole in corrispondenza delle porzioni di collegamento suddette.
In tal modo, la struttura complessiva del pannello fotovoltaico 1 non è rigida come nelle soluzioni dello stato dell’arte ma in grado di flettersi in corrispondenza delle porzioni di collegamento 302 della struttura di supporto e protezione 3.
Nella forma realizzativa dell’invenzione illustrata in figura 1, i moduli fotovoltaici 2 sono disposti a matrice, separati tra loro. Le porzioni collegamento 302 della struttura di supporto e protezione 3 sono presenti in corrispondenza degli spazi di separazione tra i moduli stessi. La struttura di supporto e protezione 3 (e quindi il pannello fotovoltaico 1) risulta pieghevole secondo uno o più assi orizzontali A1 e verticali A2 (con riferimento ad una normale posizione d’installazione del pannello su una superficie piana) rispettivamente paralleli alle righe e alle colonne di moduli fotovoltaici.
Nella forma realizzativa dell’invenzione illustrata in figura 13, i moduli fotovoltaici 2 sono disposti affiancati secondo righe parallele separate tra loro. In tali forme realizzative, le porzioni collegamento 302 della struttura di supporto e protezione 3 sono presenti solo in corrispondenza degli spazi di separazione tra le righe affiancate di moduli fotovoltaici 2. La struttura di supporto e protezione 3 risulta pieghevole secondo uno o più assi orizzontali A1 paralleli alle righe di moduli fotovoltaici 2.
Secondo ulteriori forme realizzative dell’invenzione (non illustrate), i moduli fotovoltaici sono disposti affiancati secondo colonne parallele separate tra loro. In tali forme realizzative, le porzioni collegamento della struttura di supporto e protezione sono presenti solo in corrispondenza degli spazi di separazione tra le colonne affiancate di moduli fotovoltaici. La struttura di supporto e protezione risulta pieghevole secondo uno o più assi verticali paralleli alle colonne di moduli fotovoltaici.
Grazie alla sua struttura pieghevole, il pannello fotovoltaico 1 è installabile anche su strutture d’installazione 100 che offrono superfici di appoggio non planari. Ad esempio, esso può essere installato arrotolato intorno ad un traliccio (figura 11).
Ovviamente il pannello fotovoltaico 1 è particolarmente facile da installare su coperture civili o industriali (figura 12).
Preferibilmente, la struttura di supporto e protezione 3 è realizzata, almeno parzialmente, in materiale polimerico. Tale soluzione consente di ridurre drasticamente il peso e lo spessore del pannello fotovoltaico 1 rendendolo particolarmente quindi adatto per l’installazione su tensostrutture o pareti verticali.
Preferibilmente, la struttura di supporto e protezione 3 è realizzata, almeno parzialmente, in materiale (preferibilmente polimerico) trasparente alla radiazione luminosa destinata ad illuminare i moduli fotovoltaici 2. Ciò contribuisce a semplificare la realizzazione della struttura di supporto e protezione stessa e consente di ridurre drasticamente l’impatto estetico del pannello fotovoltaico 1.
Preferibilmente, gli elementi conduttori 5 del pannello fotovoltaico 1 comprendono prime porzioni flessibili 51 predisposte in corrispondenza di rispettive porzioni di collegamento 302 della struttura di supporto e protezione 3 in modo da assecondare l’eventuale piegamento di quest’ultima in corrispondenza di tali porzioni di collegamento.
Preferibilmente, le prime porzioni flessibili 51 sono costituite da fettucce conduttive (“Tabbing Ribbons”) predisposte in modo da collegare elettricamente i moduli fotovoltaici 2 tra loro o con la scatola di giunzione 17.
Preferibilmente, la struttura di supporto e protezione 3 comprende una o più porzioni di ancoraggio 303 in corrispondenza delle quali essa è meccanicamente collegabile con una struttura d’installazione 100 o un ulteriore pannello fotovoltaico.
Preferibilmente, le porzioni di ancoraggio 303 sono flessibili in modo che la struttura di supporto e protezione 3 sia leggermente deformabile (ad esempio per trazione) in corrispondenza delle porzioni di ancoraggio suddette.
Preferibilmente, le porzioni di ancoraggio 3 sono collegate alle porzioni di incapsulamento 301 ed alle porzioni di collegamento 302 della struttura di supporto e protezione 3 e sono vantaggiosamente poste in corrispondenza dei bordi esterni del pannello fotovoltaico 1.
Preferibilmente, in corrispondenza delle porzioni di collegamento 303, sono presenti primi fori sagomati 303A passanti lo spessore della struttura di supporto e protezione 3.
I primi fori sagomati 303A sono destinati ad essere accoppiati ad opportuni mezzi di connessione meccanica 6 per il collegamento del pannello fotovoltaico 1 con una struttura d’installazione 100 o un ulteriore pannello fotovoltaico.
La predisposizione delle porzioni di ancoraggio 303 facilita notevolmente la messa in opera del pannello fotovoltaico 1 rendendolo particolarmente quindi adatto per l’installazione su tensostrutture o pareti verticali.
Preferibilmente, gli elementi conduttori 5 comprendono seconde porzioni conduttive flessibili 52 predisposte in corrispondenza di rispettive porzioni di ancoraggio 303 della struttura di supporto e protezione 3.
Preferibilmente, le seconde porzioni flessibili 52 sono costituite da fettucce conduttive (“Bus Ribbons”) predisposte in modo da collegare le prime porzioni conduttive flessibili 51 tra loro o con la scatola di giunzione elettrica 17.
Preferibilmente, la struttura di supporto e protezione 3 è traforata in corrispondenza delle porzioni di collegamento 302. In pratica, le porzioni di collegamento 302 sono almeno parzialmente separate tra loro da secondi fori sagomati 320 passanti lo spessore della struttura di supporto e protezione 3.
Grazie a tale accorgimento, si aumenta sensibilmente la flessibilità delle porzioni di collegamento 302 favorendo l’eventuale piegatura della struttura di supporto e protezione 3. Inoltre, tale soluzione consente di limitare drasticamente i carichi meccanici dovuti a vento ed altri agenti atmosferici (ad esempio acqua piovana) assicurando, al contempo, un’adeguata circolazione d’aria in corrispondenza di entrambe le superfici 21, 22 dei moduli fotovoltaici 2, qualunque sia la tipologia d’installazione prescelta per il pannello fotovoltaico 1.
Preferibilmente, la struttura di supporto e protezione 3 comprende una pluralità di elementi di protezione 35 in materiale trasparente alla radiazione luminosa destinata ad illuminare i moduli fotovoltaici 2.
Ciascun elemento di protezione 35 è operativamente associato ad un rispettivo modulo fotovoltaico 2 in corrispondenza di una superficie di quest’ultimo, ad esempio la seconda superficie 22, come illustrato nelle citate figure.
Preferibilmente, gli elementi di protezione 35 sono sagomati a guisa di lastre aventi forma e dimensioni (in altezza e larghezza) corrispondenti o leggermente superiori a quelle dei moduli fotovoltaici 2.
Preferibilmente, gli elementi di protezione 35 hanno spessore inferiore a 4 mm, ad esempio compreso tra 2 e 3 mm
Preferibilmente, gli elementi di protezione 35 sono realizzati in vetro, vantaggiosamente in vetro ultra-chiaro, ad esempio vetro temprato con transmittanza superiore a 90% e contenuto di ferro inferiore a 150 ppm.
Con riferimento alle figure 3-5, è ora descritta una forma realizzativa preferita dell’invenzione, secondo la quale la struttura di supporto e protezione 3 è realizzata come una struttura laminata multistrato (preferibilmente in materiale polimerico) che incorpora nel proprio spessore i moduli fotovoltaici 2 e che preferibilmente presenta, in corrispondenza di una superficie 22 di quest’ultimi, gli elementi di protezione 35.
Secondo tale forma realizzativa, la struttura di supporto e protezione 3 comprende un primo semi-guscio multistrato 30A (preferibilmente in materiale polimerico), operativamente associato alla prima superficie 21 dei moduli fotovoltaici 2, ed un secondo semi-guscio multistrato 30B (preferibilmente in materiale polimerico), operativamente associato alla seconda superficie 22 dei moduli fotovoltaici 2.
I semigusci 30A, 30B sono accoppiati ai moduli fotovoltaici 2 rispettivamente in corrispondenza delle superfici 21, 22 di quest’ultimi.
Essendo mantenuti distanziati ai moduli fotovoltaici 2 tra loro interposti, i semigusci 30A, 30B definiscono così le porzioni di incapsulamento 301 della struttura di supporto e protezione 3 in corrispondenza dei lati 3A, 3B di quest’ultima.
In tal modo, ciascuna porzione di incapsulamento 301 è sagomata in modo da avere una forma complementare (cioè senza la presenza di spazi liberi) rispetto a quella del rispettivo modulo fotovoltaico 2.
I semigusci 30A, 30B sono mutuamente accoppiati in corrispondenza delle porzioni di collegamento 302 e, preferibilmente, in corrispondenza delle porzioni di ancoraggio 303 della struttura di supporto e protezione 3.
I semigusci 30A, 30B sono vantaggiosamente predisposti in modo da incapsulare al loro interno i conduttori 5, in particolare le porzioni conduttive flessibili 51, 52, ove tali conduttori siano presenti in corrispondenza delle porzioni di collegamento 302 e, preferibilmente, delle porzioni di ancoraggio 303.
Nelle figure 3 e 4, è possibile osservare il semiguscio 30A della struttura di supporto e protezione 3. Tale semiguscio è costituito una coppia di strati (preferibilmente in materiale polimerico) tra loro sovrapposti.
Preferibilmente, la struttura di supporto e protezione 3 comprende un primo strato di protezione 31 (preferibilmente in materiale polimerico).
Il primo strato di protezione 31 si trova in posizione distale rispetto alla prima superficie 21 dei moduli fotovoltaici 2 in modo da costituire lo strato più esterno della struttura di supporto e protezione 3 in corrispondenza del primo lato 3A di quest’ultima (figura 4).
Preferibilmente, il primo strato di protezione 31 è in materiale (preferibilmente polimerico) trasparente ed elettricamente isolante ed ignifugo, ad esempio TEDLAR<(TM)>.
Preferibilmente, il primo strato di protezione 31 è costituito da un corrispondente foglio sagomato in materiale polimerico.
Preferibilmente, la struttura di supporto e protezione 3 comprende un primo strato di incapsulamento 32 (preferibilmente in materiale polimerico).
Il primo strato di incapsulamento 32 è sovrapposto al primo strato di protezione 31 in modo da essere interposto tra quest’ultimo e la prima superficie 21 dei moduli fotovoltaici 2.
Il primo strato di incapsulamento 32 è unito prima superficie 21 dei moduli fotovoltaici 2 in modo da ricoprire quest’ultimi in corrispondenza di tale superficie.
Vantaggiosamente, il primo strato di incapsulamento 32 è predisposto in modo da ricoprire anche i conduttori 5 in corrispondenza del primo lato 3A della struttura di supporto e protezione 3, ove tali conduttori siano presenti in corrispondenza delle porzioni di collegamento 302 e, preferibilmente, delle porzioni di ancoraggio 303.
Preferibilmente, il primo strato di incapsulamento 31 è in materiale (preferibilmente polimerico) trasparente, ad esempio EVA (Etilene Vinil-Acetato) o una resina ionomerica. Preferibilmente, il primo strato di incapsulamento 32 è costituito da un corrispondente foglio sagomato in materiale polimerico. Vantaggiosamente, tale foglio in materiale polimerico ha, lungo il proprio piano di estensione, la medesima forma geometrica del foglio in materiale polimerico che costituisce il primo strato di protezione 31 in modo da risultare sostanzialmente del tutto sovrapponibile con quest’ultimo.
Nelle figure 3 e 5, è possibile osservare il semiguscio 30B della struttura di supporto e protezione 3. Tale semiguscio è costituito una coppia di strati (preferibilmente in materiale polimerico) predisposti in modo da essere geometricamente complementari lungo un comune piano di estensione.
Preferibilmente, la struttura di supporto e protezione 3 comprende un secondo strato di protezione 33 (preferibilmente in materiale polimerico).
Il secondo strato di protezione 33 è unito al primo strato di incapsulamento 32 in corrispondenza delle porzioni di collegamento 302 e, preferibilmente, delle porzioni di ancoraggio della struttura di supporto e protezione 3.
Il secondo strato di protezione 31 costituisce lo strato più esterno delle porzioni di collegamento 302 e, preferibilmente, delle porzioni di ancoraggio 303 della struttura di supporto e protezione 3 in corrispondenza del secondo lato 3B di quest’ultima (figura 5). Vantaggiosamente, il secondo strato di incapsulamento 33 è predisposto in modo da ricoprire i conduttori 5 in corrispondenza del secondo lato 3B della struttura di supporto e protezione 3, ove tali conduttori siano presenti in corrispondenza delle porzioni di collegamento 302 e, preferibilmente, delle porzioni di ancoraggio 303.
Il secondo strato di protezione 33 comprende una pluralità di aperture 330 distanziate tra loro. Ciascuna apertura 330 del secondo strato di protezione 33 è posizionata in corrispondenza di un rispettivo modulo fotovoltaico 2, in particolare in corrispondenza della superficie 22 di quest’ultimo.
Vantaggiosamente, la forma di ciascuna apertura 330 del secondo strato di protezione 33 ha forma e dimensioni coincidenti con la forma e dimensioni della superficie 22 del modulo fotovoltaico 2 a cui tale apertura è operativamente associata.
Il secondo strato di protezione 33 è quindi predisposto in modo da non ricoprire i moduli fotovoltaici 2 in corrispondenza della seconda superficie 22 di quest’ultimi.
Preferibilmente, il secondo strato di protezione 33 è in materiale (preferibilmente polimerico) trasparente ed elettricamente isolante ed ignifugo, ad esempio TEDLAR<(TM)>.
Preferibilmente, il secondo strato di protezione 33 è costituito da un corrispondente foglio sagomato in materiale polimerico. Vantaggiosamente, in corrispondenza delle porzioni di collegamento 302 e, preferibilmente, delle porzioni di ancoraggio 303 della struttura di supporto e protezione 3, tale foglio in materiale polimerico ha, lungo il proprio piano di estensione, la medesima forma geometrica dei fogli in materiale polimerico che costituiscono il primo strato di protezione 31 ed il primo strato di incapsulamento 32 della struttura di supporto e protezione 3 in modo da risultare del tutto sovrapponibile con quest’ultimi. Inoltre, tale foglio in materiale polimerico comprende una pluralità di aperture passanti sagomate e distanziate tra loro, ciascuna delle quali è destinata a costituire una corrispondente apertura 330 del secondo strato di protezione 33.
Preferibilmente, la struttura di supporto e protezione 3 comprende un secondo strato di incapsulamento 34 (preferibilmente in materiale polimerico).
Il secondo strato di incapsulamento 34 comprende una pluralità di porzioni 340 distanziate tra loro.
Ciascuna porzione 340 del secondo strato di incapsulamento 34 è predisposta in corrispondenza di una rispettiva apertura 330 del secondo strato di protezione 33.
Ciascuna porzione 340 del secondo strato di incapsulamento 34 è unita alla seconda superficie 22 di un corrispondente modulo fotovoltaico 2 in modo da ricoprire quest’ultimo in corrispondenza di tale superficie.
Vantaggiosamente, ciascuna porzione 340 del secondo strato di incapsulamento 34 ha forma e dimensioni coincidenti con la forma e dimensioni della superficie 22 del modulo fotovoltaico 2 e della rispettiva apertura 330 del secondo strato di protezione 33 a cui tale porzione è operativamente associata.
In tal modo, ciascuna porzione 340 del secondo strato di incapsulamento 34 ricopre completamente il rispettivo modulo fotovoltaico 2 in corrispondenza della seconda superficie 22 di quest’ultimo.
Preferibilmente, il secondo strato di incapsulamento 34 è in materiale (preferibilmente polimerico) trasparente, ad esempio EVA o una resina ionomerica.
Preferibilmente, il secondo strato di incapsulamento 34 è costituito da una pluralità di corrispondenti fogli sagomati in materiale polimerico, ciascuno dei quali è destinato a formare una porzione 340 dello strato suddetto. Vantaggiosamente, ciascun foglio in materiale polimerico ha, lungo il proprio piano di estensione, la medesima forma geometrica della seconda superficie 22 di un corrispondente modulo fotovoltaico 2 e di una rispettiva apertura passante del foglio in materiale polimerico che costituisce il secondo strato di protezione 33. Secondo la forma realizzativa delle figure 3-5, gli elementi di protezione 35 della struttura di supporto e protezione 3 sono accoppiati al secondo guscio 30B di quest’ultima in corrispondenza dei rispettivi moduli fotovoltaici 2.
Preferibilmente, ciascun elemento di protezione 35 è unito ad una corrispondente porzione 340 del secondo strato di incapsulamento 34 in modo da ricoprire quest’ultima in corrispondenza della seconda superficie 22 di un rispettivo modulo fotovoltaico 2.
Vantaggiosamente, ciascun elemento di protezione 35 ha, lungo il proprio piano di estensione, la medesima forma geometrica della corrispondente porzione 340 del secondo strato di incapsulamento 34 in modo da ricoprire completamente quest’ultima.
Gli elementi di protezione 35 costituiscono così lo strato più esterno delle porzioni di incapsulamento 330 della struttura di supporto e protezione 3 in corrispondenza del secondo lato 3B di quest’ultima.
Nella forma realizzativa delle figure 3-5, il pannello fotovoltaico 1 può essere realizzato utilizzando un processo di laminazione a caldo (preferibilmente in ambiente sottovuoto). Preferibilmente, un metodo di fabbricazione del pannello fotovoltaico 1 comprende la fase di fornire una struttura semilavorata comprendente:
- un primo foglio in materiale polimerico atto a formare il primo strato di protezione 31 della struttura di supporto e protezione 3;
- un secondo foglio in materiale polimerico atto a formare il primo strato di incapsulamento 32 della struttura di supporto e protezione 3. Il secondo foglio in materiale polimerico è sovrapposto al primo foglio in materiale polimerico;
- i moduli fotovoltaici 2 sovrapposti al secondo foglio in materiale polimerico, in corrispondenza delle porzioni di incapsulamento 301 della struttura di supporto e protezione 3. I moduli fotovoltaici sono sovrapposti al secondo foglio in materiale polimerico in corrispondenza della prima superficie 21;
- gli elementi conduttori 5 elettricamente collegati ai moduli fotovoltaici 2 e sovrapposti al secondo foglio in materiale polimerico;
- un terzo foglio in materiale polimerico atto a formare il secondo strato di protezione 33 della struttura di supporto e protezione 3. Il terzo foglio in materiale è sovrapposto al secondo foglio in materiale polimerico e agli elementi conduttori 5 in corrispondenza delle porzioni di collegamento 302 e, preferibilmente, delle porzioni di ancoraggio 303 della struttura di supporto e protezione 3. Il terzo foglio in materiale polimerico ha aperture passanti posizionate in corrispondenza dei moduli fotovoltaici 2;
- una pluralità di quarti fogli in materiale polimerico atti a formare le porzioni 340 del secondo strato di incapsulamento 34. Ciascun quarto foglio in materiale polimerico è posizionato in corrispondenza di una rispettiva apertura passante del terzo foglio in materiale polimerico ed è sovrapposto ad un rispettivo modulo fotovoltaico 2 in corrispondenza della seconda superficie 22 di quest’ultimo.
Preferibilmente, il metodo di fabbricazione del pannello fotovoltaico 1 comprende la fase di sottoporre la struttura semilavorata suddetta ad un processo di laminazione a caldo (preferibilmente in ambiente sottovuoto).
Preferibilmente, la struttura semilavorata sopra descritta comprende anche gli elementi di protezione 35 della struttura di supporto e protezione 3. Ciascun elemento di protezione 35 è sovrapposto ad un rispettivo quarto foglio in materiale polimerico in corrispondenza di un rispettivo modulo fotovoltaico 2.
Preferibilmente, la struttura semilavorata suddetta comprende anche la scatola di giunzione 17 elettricamente collegata agli elementi conduttori 5. La scatola di giunzione è disposta in modo da essere ricoperta dal primo strato di incapsulamento 32 e dal secondo strato di protezione 33.
Secondo una forma realizzativa preferita, il pannello fotovoltaico 1 comprende mezzi di connessione meccanica 6 atti a collegare meccanicamente la struttura di supporto e protezione 3 con una struttura d’installazione 100 o un ulteriore pannello fotovoltaico.
Preferibilmente, i mezzi di collegamento meccanico 6 comprendono preferibilmente primi elementi di connessione meccanica 61 operativamente accoppiabili con la struttura di supporto e protezione 3 in corrispondenza delle porzioni di ancoraggio 303 di quest’ultima. Preferibilmente, i primi elementi di connessione meccanica 61 sono realizzati in Nylon<(TM)>o altro materiale resistente agli agenti atmosferici.
Preferibilmente, un primo elemento di connessione meccanica 61 comprende una base sagomata 611 provvista di una superficie di accoppiamento 611A dalla quale si erge un perno 612 destinato ad essere inserito in un corrispondente foro sagomato 303A di una porzione d’ancoraggio 303 della struttura di supporto e protezione 3 (figure 7-9).
Una rondella 613 ed una coppiglia 614 sono accoppiabili al perno 612 (dopo l’inserimento di quest’ultimo nel corrispondente foro sagomato 303A) della base sagomata 611 per fissare il primo elemento di connessione meccanica 61 ad una porzione di ancoraggio 303 della struttura di supporto e protezione 3.
Ovviamente, come illustrato in figura 11, qualora sia necessario unire più pannelli fotovoltaici 1, 1B tra loro, il perno 612 è destinato ad essere inserito in una coppia di fori allineati 303A appartenenti a corrispondenti porzioni d’ancoraggio 303 (accoppiate sovrapposte) delle strutture di supporto e protezione 3 dei pannelli fotovoltaici 1, 1B da unire (figura 12).
In forme realizzative del pannello fotovoltaico 1 particolarmente vantaggiose per l’installazione su coperture civili o industriali o su strutture d’installazione planari (ad esempio coperture in coppo o a scaglie o su pareti verticali), i mezzi di connessione meccanica 6 comprendono uno o più secondi elementi di connessione meccanica 62 atti a collegare operativamente i primi elementi di connessione meccanica 61 tra loro ed uno o più terzi elementi di connessione meccanica 63 atti a collegare operativamente i secondi elementi di connessione meccanica con la struttura d’installazione 100 (figura 12).
Preferibilmente, i secondi e terzi elementi di connessione meccanica 62, 63 sono realizzati in Nylon<(TM)>o altro materiale resistente agli agenti atmosferici.
Preferibilmente, un secondo elemento di collegamento sagomato 62 comprende un’asta sagomata scorrevolmente accoppiabile con uno o più primi elementi di connessione meccanica 61.
A tal fine, la base sagomata 611 di ciascun primo elemento di connessione meccanica 61 può vantaggiosamente comprendere uno o più fori passanti 615 destinati ad accogliere corrispondenti aste sagomate 62 (figure 6-7).
Esempi di diversi elementi di connessione meccanica 61 predisposti in modo da essere accoppiabili con 2, tre o quattro di aste sagomate 62 sono osservabili in figura 9.
Preferibilmente (figura 6), un terzo elemento di collegamento sagomato 63 comprende una staffa sagomata operativamente accoppiabile ad una corrispondente asta sagomata 62 mediante un elemento di connessione regolabile 631 (ad esempio un bullone o una slitta di connessione).
I secondi e terzi elementi di connessione meccanica 62-63, opportunamente connessi tra loro, sono in grado di fornire una struttura d’irrigidimento 600 molto leggera e facilmente adattabile alle dimensioni della struttura di supporto e protezione 3 (figura 12).
Tale struttura d’irrigidimento è particolarmente adatta ad essere ancorata ad una copertura 100 e permette di realizzare un pretensionamento della struttura di supporto e protezione 3 del pannello fotovoltaico 1 (o dei pannelli fotovoltaici 1, 1B uniti tra loro) assicurando così il corretto posizionamento dei moduli fotovoltaici 2.
Inoltre, tale struttura d’irrigidimento è particolarmente utile per il mantenimento di un adeguato spazio di separazione tra i moduli fotovoltaici e la copertura 100 a garanzia di un adeguato raffreddamento delle celle fotovoltaiche e, al contempo, consentendo di limitare lo scuotimento del pannello fotovoltaico in caso di vento.
Si è visto nella pratica come il pannello fotovoltaico 1, secondo la presente invenzione permette di raggiungere i compiti e scopi prefissati.
Il pannello fotovoltaico 1 caratterizza per un’estrema flessibilità di impiego.
Come osservabile in figura 11, grazie ad una struttura complessiva semi-flessibile, il pannello fotovoltaico 1 può essere facilmente predisposto su strutture d’installazione aventi geometria curva, a botte, cilindrica, poliedrica, e così via. Ad esempio, esso può essere arrotolato, almeno parzialmente, per l’impiego su strutture a traliccio ad uso agricolo o di impianti all’aperto (arene, stadi, ecc.).
D’altro canto, il pannello fotovoltaico 1 è particolarmente adatto per l’installazione su una copertura civile o industriale di tipo tradizionale, ad esempio su un tetto in coppi 100, come osservabile in figura 12.
Grazie all’impiego preferenziale di materiali polimerici, il pannello fotovoltaico, secondo la presente invenzione, si caratterizza per uno spessore ed un peso molto ridotti. Ad esempio, esso può avere spessore compreso tra 2,5 e 3,5 mm (esclusa l’unità di giunzione elettrica) e peso complessivo inferiore a 5 Kg/m<2>.
Il pannello fotovoltaico 1 può quindi essere impiegato su qualsiasi tipologia di copertura civile o industriale ed è particolarmente adatto per l’installazione su pareti verticali o tensostrutture.
Il pannello fotovoltaico, secondo la presente invenzione, è di facile ed economica realizzazione industriale. Come illustrato, esso può essere realizzato mediante un processo di laminazione a caldo.
Il pannello fotovoltaico 1 potrebbe essere realizzato nella pratica secondo ulteriori varianti realizzative, tutte rientranti nell’ambito della presente invenzione.
La struttura di supporto e protezione 3 potrebbe avere una forma diversa da quella illustrata nelle citate figure.
Le porzioni di incapsulamento 301, di collegamento 302 e di ancoraggio 303 della struttura di supporto e protezione 3 potrebbero avere forma diversa da quella illustrata nelle citate figure La struttura di supporto e protezione 3 potrebbe comprendere strati in materiale non trasparente alla radiazione luminosa. Ad esempio, nel caso in cui i moduli fotovoltaici 2 siano di tipo mono-facciale, gli strati 31, 32 della struttura di supporto e protezione 3 potrebbero essere realizzati in materiale (ad esempio materiale polimerico) opaco o colorato.
Gli elementi conduttori 5 potrebbero avere una disposizione diversa da quella illustrata nelle citate figure.
I moduli fotovoltaici 2 potrebbero avere forma e disposizione diverse da quelle illustrate nelle citate figure.
Sulla base della descrizione data, ulteriori caratteristiche, modifiche o miglioramenti sono possibili ed evidenti al tecnico medio. Tali caratteristiche, modifiche e miglioramenti sono perciò da considerarsi parte della presente invenzione.

Claims (13)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Pannello fotovoltaico (1) comprendente: - una pluralità moduli fotovoltaici (2) atti a fornire una potenza elettrica, quando illuminati da una radiazione luminosa in corrispondenza di almeno una superficie (21, 22); - uno o più elementi conduttori (5) per il collegamento elettrico di detti moduli fotovoltaici; - una struttura di supporto e protezione (3) per detti moduli fotovoltaici e detti elementi conduttori, detta struttura di supporto e protezione comprendendo una pluralità di porzioni di incapsulamento (301), in corrispondenza delle quali sono predisposti detti moduli fotovoltaici, ed una o più porzioni di collegamento (302) atte a collegare dette porzioni di incapsulamento tra loro, dette porzioni di collegamento essendo flessibili in modo che detta struttura di supporto e protezione sia pieghevole in corrispondenza di dette porzioni di collegamento.
  2. 2. Pannello fotovoltaico, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta struttura di supporto e protezione (3) è realizzata, almeno parzialmente, in materiale polimerico.
  3. 3. Pannello fotovoltaico, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta struttura di supporto e protezione (3) è realizzata, almeno parzialmente, in materiale trasparente a detta radiazione luminosa.
  4. 4. Pannello fotovoltaico, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta struttura di supporto e protezione (3) è traforata in corrispondenza di dette porzioni di collegamento (302).
  5. 5. Pannello fotovoltaico, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta struttura di supporto e protezione (3) comprende una o più porzioni di ancoraggio (303) in corrispondenza delle quali detta struttura di supporto e protezione (3) è collegabile con una struttura d’installazione (100) o con un ulteriore pannello fotovoltaico (1B).
  6. 6. Pannello fotovoltaico, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta struttura di supporto e protezione (3) comprende una pluralità di elementi di protezione (35) in materiale trasparente a detta radiazione luminosa, ciascun elemento di protezione essendo operativamente associato ad un rispettivo modulo fotovoltaico (2) in corrispondenza di una superficie (22) di detto modulo fotovoltaico.
  7. 7. Pannello fotovoltaico, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta struttura di supporto e protezione (3) comprende: ‐ un primo strato di protezione (31); ‐ un primo strato di incapsulamento (32) unito a detto primo strato di protezione, detto primo strato di incapsulamento ricoprendo detti moduli fotovoltaici (2) in corrispondenza di una prima superficie (21) di detti moduli fotovoltaici; ‐ un secondo strato di protezione (33) unito a detto primo strato di incapsulamento in corrispondenza delle porzioni di collegamento (302) di detta struttura di supporto e protezione, detto secondo strato di protezione comprendendo una pluralità di aperture (330) distanziate tra loro, ciascuna apertura essendo posizionata in corrispondenza di una seconda superficie (22), opposta a detta prima superficie (21), di un rispettivo modulo fotovoltaico; ‐ un secondo strato di incapsulamento (34) comprendente una pluralità di porzioni (341) distanziate tra loro, ciascuna porzione essendo predisposta in corrispondenza di una rispettiva apertura (330) di detto secondo strato di protezione in modo da ricoprire un rispettivo modulo fotovoltaico in corrispondenza di detta seconda superficie.
  8. 8. Pannello fotovoltaico, secondo le rivendicazioni 6 e 7, caratterizzato dal fatto che ciascun elemento di protezione (35) è predisposto in modo da ricoprire una corrispondente porzione (340) di detto secondo strato di incapsulamento (34) in corrispondenza della seconda superficie (22) di un rispettivo modulo fotovoltaico (2).
  9. 9. Pannello fotovoltaico, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti elementi conduttori (5) comprendono prime porzioni flessibili (51) predisposte in corrispondenza di rispettive porzioni di collegamento (302) di detta struttura di supporto e protezione (3) in modo da assecondare il piegamento di detta struttura di supporto e protezione in corrispondenza di dette rispettive porzioni di collegamento.
  10. 10. Pannello fotovoltaico, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che di comprendere mezzi di connessione meccanica (6) atti a collegare detta struttura di supporto e protezione (3) con una struttura d’installazione (100) o un ulteriore pannello fotovoltaico (1B).
  11. 11. Impianto fotovoltaico caratterizzato dal fatto di comprendere un pannello fotovoltaico (1), secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.
  12. 12. Metodo di fabbricazione di un pannello fotovoltaico (1), secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato comprendere la fase di fornire una struttura semilavorata comprendente: - un primo foglio in materiale polimerico atto a formare un primo strato di protezione (31) di detta struttura di supporto e protezione (3); - un secondo foglio in materiale polimerico atto a formare un primo strato di incapsulamento (32) di detta struttura di supporto e protezione, detto secondo foglio in materiale polimerico essendo sovrapposto a detto primo foglio in materiale polimerico; - detti moduli fotovoltaici (2) sovrapposti a detto secondo foglio in materiale polimerico in corrispondenza delle porzioni di incapsulamento (301) di detta struttura di supporto e protezione, detti moduli fotovoltaici essendo sovrapposti a detto secondo foglio in materiale polimerico in corrispondenza di una prima superficie (21) di detti moduli fotovoltaici; - detti elementi conduttori (5) elettricamente collegati a detti moduli fotovoltaici sovrapposti a detto secondo foglio in materiale polimerico; - un terzo foglio in materiale polimerico atto a formare un secondo strato di protezione (33) di detta struttura di supporto e protezione, detto terzo foglio in materiale polimerico essendo sovrapposto a detto secondo foglio in materiale polimerico ed a detti elementi conduttori (5) in corrispondenza delle porzioni di collegamento (302) di detta struttura di supporto e protezione, detto terzo foglio avendo aperture (330) posizionate in corrispondenza di detti moduli fotovoltaici; - quarti fogli in materiale polimerico atti a formare corrispondenti porzioni (340) di un secondo strato di incapsulamento (34), detti quarti fogli in materiale polimerico essendo posizionati in corrispondenza di rispettive aperture di detto terzo foglio in materiale polimerico ed essendo sovrapposti a rispettivi moduli fotovoltaici (2) in corrispondenza di una seconda superficie (22), opposta a detta prima superficie (21), di detti moduli fotovoltaici; e la fase di sottoporre ad un processo di laminazione a caldo detta struttura semilavorata.
  13. 13. Metodo, secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detta struttura semilavorata comprende elementi di protezione (35) in materiale trasparente a detta radiazione luminosa sovrapposti a rispettivi quarti fogli in materiale polimerico in corrispondenza di rispettivi moduli fotovoltaici (2).
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