IT201600118604A1

IT201600118604A1 - Modulo fotovoltaico

Info

Publication number: IT201600118604A1
Application number: IT102016000118604A
Authority: IT
Inventors: Martino Falsini
Original assignee: Martino Falsini
Priority date: 2016-11-23
Filing date: 2016-11-23
Publication date: 2018-05-23
Also published as: WO2018096437A1; US20190326461A1; CN110521007A; EP3545560A1; EP3545560B1

Description

“Modulo fotovoltaico”

Campo della tecnica

La presente invenzione afferisce in generale al campo delle tecnologie di collezione solare ed in dettaglio concerne un modulo fotovoltaico.

Arte nota

Allo stato dell'arte sono noti dei dispositivi comprendenti moduli fotovoltaici con concentratori aventi superfici riflettenti – formate da uno specchio – aventi delle scanalature con profilo a V affiancate tra loro. Tale tipologia di moduli fotovoltaici è in gergo nota con il termine “V-grooved”.

Alle dette scanalature con profilo a V possono essere affiancate delle superfici riflettenti piane – o specchi piani – inclinate con direzione opposta rispetto alle dette scanalature con profilo a V.

Tali superfici riflettenti piane possono essere eventualmente unite l'una con l'altra senza soluzione di continuità, formando così un insieme di superfici che realizza un sistema di raccolta della radiazione elettromagnetica solare, la quale viene deviata verso i lati del sistema stesso ove sono posizionate celle fotovoltaiche che sono concepite per convertire la radiazione solare così ricevuta in energia elettrica.

Pertanto, il modulo fotovoltaico comprende una sequenza di celle fotovoltaiche alternate a sistemi di raccolta di radiazione elettromagnetica solare.

Gli elementi del modulo fotovoltaico sono posizionati al di sotto di un materiale che costituisce una copertura frontale del modulo fotovoltaico stesso. Tale materiale, al fine di garantire la corretta esposizione solare delle celle fotovoltaiche, è trasparente alla radiazione solare.

Tale materiale, inoltre, garantisce la copertura degli elementi sensibili del modulo fotovoltaico, ivi inclusi i circuiti elettrici che si dipartono dalle celle fotovoltaiche stesse, che sono pertanto sono coperti da agenti esterni. Inoltre, il detto materiale di copertura è inoltre parte funzionale e dunque fa parte del sistema di raccolta e deviazione della radiazione solare verso le celle fotovoltaiche, dato che la radiazione riflessa dalle superfici riflettenti andrà a colpire l'interfaccia tra il materiale frontale e l'aria esterna con un angolo di incidenza maggiore dell'angolo critico, venendo dunque nuovamente riflessa mediante una riflessione interna totale, giungendo così alla cella fotovoltaica.

Dall'arte nota sono noti i documenti US2009250093 e EP 1732141, entrambi mostranti dei moduli fotovoltaici contenenti dei concentratori solari come descritto sopra.

Segnatamente, il documento EP1732141 insegna una forma di realizzazione in cui non vi è una superficie riflettente con scanalature a V, ma solo delle superfici riflettenti piane inclinate in direzione tra loro opposta. Tale forma di realizzazione è rappresentata in figura 3 ed in figura 5 del medesimo documento.

I moduli fotovoltaici descritti nell'arte nota, ivi inclusi quelli dei documenti sopra citati, soffrono di alcuni inconvenienti.

Segnatamente, nel documento US200925093 non è descritta una soluzione per connettere le celle fotovoltaiche con elementi che le colleghino attraversando le regioni sottese alle superfici a specchio che sono interposte tra celle fotovoltaiche attigue.

Segnatamente, nel detto documento US2009250093, le superfici a specchio possono essere interposte tra le celle solo su due lati di queste ultime. Dunque il documento US2009250093 insegna una tecnologia che è limitata dal punto di vista della superficie totale delle superfici riflettenti in rapporto alla superficie delle celle. Di conseguenza, la tecnologia secondo il documento US2009250093 presenta un limitazione del risparmio economico ottenibile con l'utilizzo di tali superfici a specchio.

Inoltre, i moduli fotovoltaici descritti nel documento EP 1732141 non permettono l'uso di lastre frontali e posteriori dell'involucro che abbiano superfici interne piatte.

Questo fa sì che nella costruzione di pannelli secondo la tipologia insegnata dal documento EP 1732141, si debba fare ricorso a multiple piegature sia del materiale incapsulante, sia degli elementi di interconnessione delle celle fotovoltaiche, segnatamente nell'attraversamento delle regioni sottese alle superfici riflettenti.

Ciò si discosta rispetto alla comune ed efficiente tecnica di produzione, nella quale si mira a garantire un profilo interno piatto delle lastre, per fornire massima durata ed affidabilità del modulo fotovoltaico.

Nei documenti sopra descritti, gli elementi di interconnessione tra le celle fotovoltaiche sono definiti “ribbons” o “wires”. Nelle tecniche costruttive di tipo noto tali elementi di interconnessione sono saldati sulla superficie frontale e posteriore di ogni cella fotovoltaica e nella tecnica costruttiva nota spesso vanno, con lo spigolo interno della loro piegatura che è collocato su uno dei bordi della cella di appartenenza, ad esercitare uno sforzo di pressione sul bordo della cella stessa.

Questo fa sì che fin a partire dall'assemblaggio entro la cella si creino delle micro fessurazioni o fratture, che spesso nel tempo porta alla completa rottura della cella fotovoltaica in diversi frammenti.

E' altresì noto infatti che le celle fotovoltaiche siano talmente sensibili alle vibrazioni da potersi rompere anche solo con l'azione del vento sul pannello fotovoltaico. Dunque, le micro fessurazioni causate dai suddetti spigoli, concorrono con il ridurre la vita media delle celle fotovoltaiche. La rottura delle celle fotovoltaiche è dunque associata a fenomeni cosiddetti di “hot spot” fino ad arrivare al concreto rischio di corto circuito. Inoltre, anche gli elementi di interconnessione tra le celle fotovoltaiche sono sottoposti nell'uso a dilatazioni termiche; tali dilatazioni termiche sono causa ben nota di guasti nei pannelli fotovoltaici, ed in particolare ne possono causare delle leggere deformazioni.

Nella soluzione rappresentata in figura 5 nel documento EP 1732141 non si presenta una soluzione con incapsulante di spessore costante e sottile. Si deduce invece come questo debba occupare tutto il volume interposto tra il materiale della lastra di copertura posteriore piatta dell'involucro del modulo fotovoltaico e la copertura trasparente frontale, comprendente anche il volume delle scanalature triangolari con cui questa è sagomata. Tale soluzione nuovamente si discosta rispetto alla regola dell'arte, oggi di prassi nella realizzazione dei moduli fotovoltaici, che mira a garantire un profilo interno con lastre a sezione costante, al fine di garantire la massima affidabilità del modulo fotovoltaico e di conseguenza di assicurarne sia il massimo del rendimento sia la massima durata del ciclo di vita. In particolare, la presenza della cavità nelle scanalature triangolari riduce l'affidabilità di laminazione del modulo fotovoltaico, in quanto ostacola la rimozione dell'aria tra le lastre, causando la permanenza di possibili bolle anche a laminazione terminata. Ciò in particolare può avvenire sia per l'incapacità dell'incapsulante di occupare l'intero volume delle cavità, in quanto ostacolato dalla stessa conformazione a spessore variabile che rende almeno difficoltoso creare una pressione omogenea dell'incapsulante in tutto il volume, sia per l'intrappolamento di una massa d'aria da parte dell'incapsulante prima che tale massa d'aria possa uscire dall'involucro.

E' infatti noto che la presenza di aria all'interno del modulo fotovoltaico è una delle principali cause di una laminazione di scarsa qualità.

Inoltre, la qualità di laminazione dipende anche da una serie di parametri caratterizzanti tra cui la durata o la temperatura, che sono ottimizzati in funzione dello spessore del volume occupato dall'incapsulante che è dunque preferibile sia omogeneo, altrimenti dati parametri saranno ottimali per un certo spessore e non per gli altri. Inoltre, lo spessore variabile del volume occupato dall'incapsulante comporta la presenza di spigoli sul profilo interno della lastra frontale, per via delle scanalature triangolari. Questi elementi potrebbero provare un indebolimento del foglio di incapsulante allorquando questo è scaldato a temperatura confacente con il processo produttivo di laminazione; tale indebolimento può fare giungere alla rottura del foglio stesso, o comunque portare a zone di indebolimento delle saldature. Una laminazione non perfetta è prona a lasciare entrare quantomeno vapore acqueo entro il modulo, e questo porta ad un rapido deterioramento dello stesso, riducendone significativamente la vita utile. Inoltre, il riempimento con solo incapsulante dell'intero volume della scanalature triangolari, obbliga ad utilizzare un incapsulante di elevato spessore, molto superiore rispetto a quello spessore che l'arte nota consiglia come ottimale in termini di affidabilità fornita al modulo fotovoltaico. Infatti, l'incapsulante non ha capacità di isolamento dal vapore d'acqua, come invece le lastre frontali e posteriori dell'involucro hanno di converso. Dunque maggiore è lo spessore dell'incapsulante, maggiore è la quantità di umidità che riesce a penetrare nel modulo.

Inoltre un ulteriore svantaggio dei moduli di tipo noto è dato dall'impossibilità di applicare, su di uno spessore così maggiorato, un sigillante che vada a toccare le lastre frontale e posteriore anteponendosi all'incapsulante in corrispondenza dell'esterno dell'involucro per isolarlo completamente dall'ambiente esterno.

In ogni caso, tanto maggiore è lo spessore del materiale incapsulante, tanto maggiore è altresì il costo complessivo del modulo e del suo processo di laminazione, perché oltre al costo del materiale incapsulante in quanto tale, una gran quantità di materiale incapsulante comporta anche un maggiore costo energetico sul processo produttivo.

E' dunque scopo della presente invenzione, quello di descrivere un modulo fotovoltaico il quale consenta di risolvere gli inconvenienti sopra descritti.

Sommario dell’innovazione

Secondo la presente invenzione viene realizzato un modulo fotovoltaico comprendente almeno una cella fotovoltaica, almeno un collegamento di interconnessione elettrica ed almeno un deviatore solare, detto deviatore solare comprendendo una scanalatura di contenimento di almeno detto un collegamento di interconnessione elettrica o di detta cella fotovoltaica, detta scanalatura avendo una direzione di sviluppo prevalente e comprendendo mezzi di contenimento almeno bilaterale di detto collegamento di interconnessione elettrica o detta cella fotovoltaica lungo una direzione trasversale rispetto a detta direzione di sviluppo prevalente. Secondo un ulteriore scopo della presente invenzione i mezzi di contenimento sono mezzi di contenimento almeno trilaterale.

Secondo un ulteriore scopo della presente invenzione la scanalatura di detto deviatore solare ha sezione trasversale rispetto a detta direzione di sviluppo prevalente poligonale aperta.

Secondo un ulteriore scopo della presente invenzione la scanalatura di detto deviatore solare ha sezione trasversale rispetto a detta direzione di sviluppo prevalente poligonale chiusa.

Secondo un ulteriore scopo della presente invenzione la scanalatura di detto deviatore solare ha sezione trasversale rispetto a detta direzione di sviluppo prevalente circolare aperta.

Secondo un ulteriore scopo della presente invenzione il deviatore solare ha sezione trasversale rispetto a detta direzione di sviluppo prevalente circolare chiusa.

Secondo un ulteriore scopo della presente invenzione il deviatore solare è disposto in prossimità di almeno un lato di detta cella fotovoltaica, detto deviatore solare presenta una direzione di sviluppo longitudinale prevalente ed una sezione trasversale poligonale, detta sezione comprendendo almeno due lati inclinati contraffacciati presentanti inclinazione opposta ed almeno un lato conformato a denti di sega.

Secondo un ulteriore scopo della presente invenzione il deviatore solare ed almeno parzialmente rivestito da un materiale riflettente.

Secondo un ulteriore scopo della presente invenzione il modulo è del tipo bifacciale e la cella fotovoltaica è sensibile su entrambe le proprie facce planari.

Secondo un ulteriore scopo della presente invenzione il modulo comprende inoltre almeno due superfici elettricamente conducenti le quali devono essere isolate reciprocamente e detto deviatore solare comprendendo inoltre una superficie riflettente conducente elettricamente e essendo disposto in contatto con dette due superfici elettricamente conducenti, detto deviatore solare comprendendo inoltre uno strato di interposizione isolante elettricamente per isolare le dette due superfici. Descrizione delle figure.

L'invenzione verrà ora descritta in una sua forma di realizzazione preferita e non limitativa con riferimento alle figure annesse nelle quali:

− la figura 1 illustra una vista in sezione di una prima forma di realizzazione di un deviatore solare secondo la presente invenzione;

− la figura 2 illustra una vista in sezione di una seconda forma di realizzazione di un deviatore solare secondo la presente invenzione;

− la figura 3 illustra una vista in sezione di una terza forma di realizzazione di un deviatore solare secondo la presente invenzione;

− la figura 4 illustra una vista in sezione di una quarta forma di realizzazione di un deviatore solare secondo la presente invenzione;

− la figura 5 illustra una vista in sezione di una quinta forma di realizzazione di un deviatore solare secondo la presente invenzione;

− la figura 6 illustra una vista in sezione di parte di un modulo fotovoltaico impiegante il deviatore oggetto della presente invenzione;

− la figura 7 illustra una vista in pianta di parte del modulo fotovoltaico oggetto della presente invenzione;

− la figura 8 illustra un dettaglio di una vista prospettica di un possibile punto di giunzione di una pluralità di celle solari nel modulo fotovoltaico oggetto della presente invenzione;

− la figura 8b illustra un dettaglio di una vista prospettica di un ulteriore possibile punto di giunzione di una pluralità di celle solari nel modulo fotovoltaico oggetto della presente invenzione

− la figura 9 illustra un dettaglio di una vista in sezione di una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione;

− la figura 10 illustra un dettaglio di una vista in sezione di una ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione;

− la figura 11 illustra una vista superiore di una possibile realizzazione della soluzione di figura 10 e

− la figura 12 illustra un dettaglio di una vista in sezione di una ulteriore forma di realizzazione alternativa della presente invenzione.

Descrizione dettagliata dell’innovazione.

Con riferimento alle figure 1-5, con il numero di riferimento 100 è indicato nel suo complesso un deviatore solare.

Nella prima forma di realizzazione illustrata in figura 1, il deviatore solare 100 comprende una prima coppia di superfici riflettenti 101 orientate in direzione opposta l'una rispetto all'altra, fra le quali è frapposta una sequenza 102 di superfici riflettenti 103 disposte a triangolo.

Sostanzialmente, la sequenza 102 di superfici riflettenti 103 si estende lungo una direzione di massima estensione ortogonale rispetto alla direzione che è individuata dallo spessore del pannello fotovoltaico, e comprende inoltre una sequenza di superfici riflettenti 103 unite in corrispondenza di una loro estremità alternativamente superiore ed inferiore ed orientate tra di loro in direzione opposta e simmetrica rispetto ad un asse ortogonale alla direzione di massima estensione da loro individuata, senza interposizione tra loro di ulteriori pareti, segnatamente parallele alla detta direzione di massima estensione, risultando dunque in connessione diretta.

La richiedente fa notare che benché le figure annesse illustrino superfici riflettenti 103 tra loro simmetriche, tale simmetria non dev’essere intesa in modo limitativo, poiché tanto la lunghezza quanto la pendenza delle superfici riflettenti può variare senza per questo fuoriuscire dagli effetti tecnici globalmente forniti dalla presente invenzione così come descritta. Le superfici riflettenti 103 della sequenza 102 presentano una estensione significativamente minore rispetto all'estensione delle superfici riflettenti 101, le quali dunque presentano ognuna una propria prima estremità congiunta con la sequenza 102 di superfici riflettenti 103 ed una seconda estremità opposta alla predetta prima estremità, che invece è congiunta con una parete di fondo 104.

Segnatamente, la forma di realizzazione del collettore illustrata in figura 1 può anche essere realizzata in modo che il deviatore 100 sia formato da materiale trasparente, poiché in questo modo la radiazione solare può entrare nel deviatore 100 a partire dalla parete di fondo 104 per poi riflettersi sugli elementi riflettenti 101 e/o 103 dal lato interno al deviatore 100 stesso.

Inoltre è preferibile che l’indice di rifrazione del materiale del deviatore 100 sia uguale o inferiore rispetto a quello dello strato di rivestimento 202 e dell’adesivo o colla impiegato per l’unione del deviatore 100 sulla scanalatura dello strato di rivestimento 202.

Infine, la scelta di tale materiale del deviatore 100 dovrà necessariamente ricadere su un materiale che non vari significativamente le proprie caratteristiche meccaniche e ottiche, segnatamente di trasparenza, alle alte temperature che possono essere raggiunte durante il seguente processo di laminazione o lo stesso ciclo di vita operativo del modulo fotovoltaico.

Inoltre occorre sottolineare che tale uso di materiale trasparente consente anche l’utilizzo del deviatore 100 nella forma rappresentata in figura 1 in un modulo bifacciale.

Nella seconda forma di realizzazione del deviatore 100 oggetto della presente invenzione, illustrata invece in figura 2, le superfici riflettenti 101 sono sì orientate l'una in direzione opposta rispetto all'altra, ma non vi è la sequenza 102 di superfici riflettenti 103 che invece è presente nella prima forma di realizzazione. Di conseguenza, ognuna delle due superfici riflettenti 101 presenta una propria prima estremità congiunta in corrispondenza di un punto angoloso con la prima estremità della superficie riflettente 101 ad essa opposta, ed una seconda estremità che si congiunge con una parete planare di fondo 104 realizzando, quest’ultima, una faccia posteriore del modulo deviatore solare.

Segnatamente, la forma di realizzazione del collettore illustrata in figura 2 può anche essere realizzata in modo che il deviatore 100 sia formato da materiale trasparente, poiché in questo modo la radiazione solare può entrare nel deviatore 100 a partire dalla parete di fondo 104 per poi riflettersi sugli elementi riflettenti 101 e/o 103 dal lato interno al deviatore 100 stesso.

Inoltre occorre sottolineare che tale uso di materiale trasparente consente anche l’utilizzo del deviatore 100 nella forma rappresentata in figura 2 in un modulo bifacciale.

Nella terza forma di realizzazione del deviatore 100 oggetto della presente invenzione, illustrata in figura 3, similarmente alla forma di realizzazione illustrata in figura 2, le superfici riflettenti 101 sono orientate l’una in direzione opposta rispetto all’altra, e presentano ognuna una prima estremità congiunta con la prima estremità dell’altra superficie riflettente 101 così da formare un angolo superiormente convesso e una seconda estremità che invece è congiunta con una sequenza 102 di superfici riflettenti 103 che dunque giace ad una quota inferiore e che corrisponde in uso alla faccia posteriore del modulo fotovoltaico.

Una quarta forma di realizzazione del deviatore 100 oggetto della presente invenzione è illustrata in figura 4. Tale quarta forma di realizzazione è simile alla terza forma di realizzazione precedentemente descritta. Dunque anche la quarta forma di realizzazione presenta superfici riflettenti 101 orientate l’una in direzione opposta rispetto all’altra, e presentano ognuna una prima estremità congiunta con la prima estremità dell’altra superficie riflettente 101 così da formare un angolo superiormente convesso e una seconda estremità che è congiunta con una prima estremità di rispettive superfici di raccordo 105, orientate in direzione obliqua rispetto alle due superfici riflettenti 101 principali, così da formare angoli interni acuti. La seconda estremità delle dette superfici di raccordo 105 è giunta con la sequenza 102 di superfici riflettenti 103 che giace ad una quota inferiore e che corrisponde in uso alla faccia posteriore del modulo fotovoltaico.

La terza e quarta forma di realizzazione precedentemente descritte vedono ognuna la presenza di superfici riflettenti su entrambe le facce frontale e posteriore; questa caratteristica è importante poiché tali collettori sono destinati ad un uso all’interno di un modulo fotovoltaico di tipo bifacciale, ossia caratterizzato da celle in grado di raccogliere la radiazione solare su entrambe le facce ed avente lastre di copertura frontale e posteriore entrambe trasparenti.

Infine la quinta forma di realizzazione del collettore oggetto della presente invenzione è infine rappresentata in figura 5. In tale configurazione, la sequenza 102 di superfici riflettenti 103 è congiunta con una parete di fondo 104 planare sostanzialmente giacente a contatto con i punti angolosi formati dalle giunzioni delle superfici riflettenti stesse.

Segnatamente, la forma di realizzazione del collettore illustrata in figura 5 può anche essere realizzata in modo capovolto, e cioè con la parete di fondo 104 incollata o saldata nella scanalatura dello strato di rivestimento 202. In tale caso, occorre che il deviatore 100 sia formato da materiale trasparente, poiché in questo modo la radiazione solare può entrare nel deviatore 100 a partire dalla parete di fondo 104 per poi riflettersi sugli elementi riflettenti 101 e/o 103 dal lato interno al deviatore 100 stesso. Inoltre è preferibile che l’indice di rifrazione del materiale del deviatore 100 sia uguale o inferiore rispetto a quello dello strato di rivestimento 202 e dell’adesivo o colla impiegato per l’unione del deviatore 100 sulla scanalatura dello strato di rivestimento 202.

Inoltre occorre sottolineare che tale uso di materiale trasparente consente anche l’utilizzo del deviatore 100 nella forma rappresentata in figura 5 in un modulo bifacciale.

Secondo una tecnica di realizzazione preferita, i collettori qui descritti sono preferibilmente realizzati in materiale termoplastico e segnatamente mediante un processo di stampaggio a iniezione o altre tecniche di lavorazione di materiale plastico note al tecnico del ramo. La scelta del materiale per il collettore può ricadere anche su di un materiale che non modifichi nel tempo le proprie caratteristiche e proprietà fisiche, segnatamente meccaniche, in particolare alle temperature raggiungibili durante la laminazione o durante il ciclo di vita del collettore solare stesso allorquando installato nel modulo.

Le superfici riflettenti sono invece realizzate con un materiale altamente riflettente sull’intero spettro di radiazione solare, quantomeno nello spettro visibile ed infrarosso; preferibilmente, tali superfici riflettenti sono realizzate in argento o alternativamente in alluminio come prima alternativa – meno costosa ma anche meno performante – o in oro, come ulteriore teorica possibile alternativa, che benché valida dal punto di vista tecnico, presenta un costo significativamente elevato.

La realizzazione delle superfici riflettenti è preferibilmente effettuata mediante una tecnica nota con il nome di sputtering, quantunque altre tecniche di tipo noto possano essere impiegate.

Come illustrato in figura 6, dunque, un modulo fotovoltaico 200 presenta una sequenza alternata di celle fotovoltaiche 201 attigue, raccolte tra due deviatori 100 l’uno opposto all’altro che nel caso del modulo fotovoltaico 200 esemplificativamente rappresentato in figura 6 sono corrispondenti ognuno ad un deviatore come quello della prima forma di realizzazione rappresentata in figura 1.

Ogni deviatore 100 è racchiuso entro uno strato di rivestimento 202 planare che è anch’esso trasparente alla radiazione solare. Tale strato di rivestimento 202 planare realizza una copertura frontale e posteriore del modulo fotovoltaico 200. Tra il primo ed il secondo strato di rivestimento 202 è presente uno strato di intercapedine 203 entro il quale sono posizionate sia le celle fotovoltaiche 201 sia il busbar 204, ovvero un elemento di interconnessione elettrica. Nello strato di intercapedine 203 è posizionato un materiale incapsulante che isola elettricamente i due strati di rivestimento 202, ed al pari isola inoltre anche le celle fotovoltaiche 201 ed il busbar 204.

Lo strato di rivestimento 202 planare è inoltre funzionale nel modulo fotovoltaico 200 poiché la radiazione riflessa dalle superfici riflettenti andrà a colpire l’interfaccia tra lo strato di rivestimento 202 planare frontale e l’aria con un angolo di incidenza maggiore dell’angolo critico, venendo dunque nuovamente riflessa mediante una riflessione interna totale, giungendo alla fine ad una cella fotovoltaica.

Ogni strato di rivestimento 202 può accogliere all’interno delle proprie scanalature elementi riflettenti atti a raccogliere la radiazione solare che attraversa lo strato di rivestimento stesso. Per tale ragione, le scanalature con cui ogni strato di rivestimento 202 è realizzato sono sagomate con una forma o profilo combaciante, o comunque compatibile, con il collettore ivi installato. Sebbene non illustrato in figura 6, lo strato di rivestimento 202 può esser realizzato con la propria superficie interna, ossia a contatto con lo strato di intercapedine 203 ed anche contenente le scanalature, modellata secondo una texture, di tipo opportunamente scelto, in funzione di contrasto a riflessioni interne all’interfaccia tra lo strato di rivestimento 202 ed i materiali con esso a contatto su detta superficie interna, tra cui per esempio il materiale incapsulante e/o l’adesivo o colla 300.

Sebbene non illustrato in figura 6, i deviatori 100 possono eventualmente avere una porzione che non risiede all’interno delle scanalature presenti nello strato di rivestimento 202 ma che si estende quindi nello strato di intercapedine 203, in cui è anche collocato il materiale incapsulante.

In tal caso i deviatori 100 possono avere sulla parete di fondo 104 delle scanalature atte ad accogliere gli eventuali elementi di interconnessione tra le celle fotovoltaiche sottostanti, in gergo tecnico definiti “wires” o “ribbons”, preferibilmente non deviandone il percorso come realizzato nel caso in cui i deviatori 100 risiedessero esclusivamente all’interno delle scanalature presenti nello strato di rivestimento 202.

Sempre in accordo a quanto illustrato in figura 6, è dunque possibile realizzare moduli fotovoltaici bifacciali utilizzando strati di rivestimento frontale 202 e/o posteriore 202 che accolgono nelle loro scanalature degli elementi deviatori secondo una qualsiasi delle cinque forme di realizzazione rappresentate nelle figure 1-5.

E’ dunque altresì possibile realizzare un modulo fotovoltaico, non illustrato, con tradizionali celle fotovoltaiche 201 di tipo monofacciale, ossia in grado di raccogliere la radiazione solare solamente su di una faccia, che tipicamente è quella frontale. In tale caso, lo strato di rivestimento posteriore potrà essere piatto o sostituito con un elemento diverso anche non trasparente.

Nel processo di realizzazione del modulo fotovoltaico 200 oggetto della presente invenzione, i deviatori 100 sono uniti allo strato di rivestimento 202 in corrispondenza della rispettiva scanalatura mediante un adesivo o colla 300 o una qualsiasi altra tecnica di saldatura che consenta l’unione delle due parti predette senza danneggiamento segnatamente da impulso termico. L’adesivo o colla sono trasparenti alla radiazione solare quantomeno nello spettro visibile e nell’infrarosso. Inoltre l’indice di rifrazione dell’adesivo o colla è preferibilmente uguale o inferiore rispetto a quello dello strato di rivestimento 202.

L’adesivo o colla 300 impiegato per l’unione del deviatore 100 sulla scanalatura dello strato di rivestimento 202 deve essere inoltre in grado di saturare completamente il volume tra gli elementi riflettenti e la scanalatura a cui essi sono saldati, al fine di poter realizzare un accoppiamento ottico senza disomogeneità o difetti tra dette superfici saldate. Infine, la scelta di tale adesivo dovrà necessariamente ricadere su un materiale che non vari significativamente le proprie caratteristiche meccaniche e ottiche, segnatamente di trasparenza, alle alte temperature che possono essere raggiunte durante il seguente processo di laminazione o lo stesso ciclo di vita operativo del modulo fotovoltaico. Nella configurazione operativa descritta in figura 6, inoltre, è possibile verificare che le lastre sul bordo esterno non hanno elementi riflettenti che invece sono tenuti più distanti dal bordo, all’interno dell’involucro del modulo, in misura sufficiente da proteggerle da infiltrazioni di vapore d’acqua e agenti esterni.

Esternamente, dunque, il modulo fotovoltaico 100 oggetto della presente invenzione appare identico ai moduli fotovoltaici tradizionali privi di deviatori.

Come già brevemente accennato in precedenza, il busbar 204 e più in generale tutti gli elementi di interconnessione elettrica con le celle fotovoltaiche 201 sono preferibilmente posti ai lati del modulo fotovoltaico 100 e segnatamente preferibilmente racchiusi nello strato elettricamente isolante dell’incapsulante che è presente dietro gli elementi riflettenti, sia nel modulo bifacciale rappresentato in figura 6 sia, eventualmente, in quello monofacciale non illustrato nelle figure annesse.

La configurazione con elementi di interconnessione elettrica dietro gli elementi riflettenti, consente di raccogliere la radiazione solare anche nell’area occupata da detti elementi di interconnessione elettrica, cosa non possibile nei moduli fotovoltaici tradizionali senza elementi di concentrazione, permettendo vantaggiosamente di ottenere un ampliamento dell’area di raccolta della radiazione solare, a parità di superficie totale del modulo fotovoltaico, che va quindi ad aumentare l’efficienza complessiva.

Le scanalature corrono lungo gli strati di rivestimento 202 lungo la loro interezza. Dunque se le scanalature fossero presenti su tutti e quattro i lati delle celle, ogni scanalatura incrocerebbe altre scanalature in corrispondenza dei quattro spigoli che ogni cella realizza per mezzo del suo bordo. Gli elementi riflettenti possono assumere la forma della loro compenetrazione, occupandone segnatamente tutto il volume. Un caso esemplificativo è mostrato in figura 7. In tale figura si osserva come sia possibile realizzare tutti gli elementi riflettenti 101 da collocare nelle scanalature di uno strato di rivestimento 202 con un solo elemento a forma di griglia, oppure realizzare, al pari, un elemento riflettente di lunghezza pari alla lunghezza della scanalatura in cui tale elemento riflettente andrà ad alloggiarsi. L’elemento riflettente può così incrociarsi con gli altri in un incastro 211 come rappresentato in figura 7, realizzando un solo elemento riflettente che corre su tutta la lunghezza della scanalatura a prescindere dal numero di incroci da realizzare con altri elementi riflettenti, delineando una superficie a scacchiera comprendente sezioni quadrate 210.

Infine in figura 8a è rappresentata una soluzione per adeguare i deviatori 100 che si incrociano in presenza di celle fotovoltaiche 201 di tipo pseudo squared. Le celle fotovoltaiche pseudo squared non sono quadrate, ma presentano angoli 213 smussati. Segnatamente, in figura 8a è schematicamente indicata una prima soluzione in cui uno specchio piano 400 va ad occupare l’area 401 nello spigolo degli elementi riflettenti incrociati che non è occupata dalla cella di tipo pseudo squared.

Una ulteriore soluzione possibile, mostrata in figura 8b, consiste nell’estendere gli elementi riflettenti con uno specchio 402 inclinato che vada ad occupare l’area nello spigolo non occupata dalla cella di tipo pseudo squared.

La figura 9 illustra una variante costruttiva di tutte le forme di realizzazione già presentate che prevede la scissione dell’elemento strato di rivestimento 202 in due elementi distinti con funzioni specifiche e distinte. Segnatamente, la forma di realizzazione illustrata in figura 9 prevede uno strato di rivestimento 202 vero e proprio con le superfici 302 totalmente piatte, quale ad esempio e non limitatamente un comune vetro solare “float”, utilizzato nei moduli fotovoltaici tradizionali senza elementi di concentrazione. Al di sotto di tale strato di rivestimento 202 piatto viene posto un elemento interno 304 che presenta le scanalature analoghe a quelle previste nelle forme di realizzazione presentate, ad esempio realizzato in una termoplastica ad alta trasmittanza della radiazione solare nello spettro utilizzato dalla cella fotovoltaica, ad esempio PMMA o policarbonato di grado ottico. I due elementi strato di rivestimento 202 piano ed elemento interno 304 sottostante con scanalature sono incollati/saldati insieme mediante le tecniche note, ad esempio e non limitatamente mediante un processo di laminazione per mezzo di un foglio di incapsulante (ad esempio foglio di EVA comunemente usato per laminazione nei moduli fotovoltaici) posto nell’intercapedine tra i due elementi eventualmente anche con un unico processo di laminazione di tutto il modulo fotovoltaico ed il suo involucro di rivestimento. L’elemento interno 304 con scanalature può eventualmente non estendersi fino al perimetro degli elementi di rivestimento 202 così da lasciare sul bordo 301 del modulo fotovoltaico tale spazio perimetrale in cui poter collocare un isolante dagli agenti esterni, di un tipo già noto e comunemente utilizzato nella realizzazione di moduli fotovoltaici tradizionali, così da consentire un ulteriore eventuale grado di isolamento e protezione di tutti gli elementi interni agli elementi di rivestimento 202. La forma di realizzazione rappresentata in figura 9 rappresenta una variante produttiva della forma di realizzazione rappresentata in figura 6, ma è chiaro che tale variante si può applicare a tutte le forme di realizzazione presentate. La descritta variante costruttiva risulta in particolare utile per sfruttare al meglio le prestazioni specifiche di diversi materiali in relazione ai diversi requisiti richiesti per la realizzazione dello strato di rivestimento del modulo superiormente sulla faccia esterna e delle scanalature inferiormente sulla faccia interna; nel caso si adotti un solo elemento che racchiuda entrambe la funzioni occorrerà l’utilizzo di un materiale di compromesso tra i requisiti richiesti da entrambe le funzioni assolte. Potendo invece realizzare due elementi distinti si potrà scegliere per ciascuno dei due elementi il materiale con le caratteristiche prestazionali migliori in relazione alla specifica funzione assolta di strato di rivestimento 202 o di elemento interno 304 scanalato. In particolare per lo strato di rivestimento 202 risultano importanti le caratteristiche di resistenza meccanica e di barriera all’infiltrazione degli agenti esterni, oltre alla stabilità nel tempo di questi requisiti, associati ad una buona trasmittanza della radiazione solare nello spettro utilizzato dalla cella fotovoltaica ed alla capacità di mantenere nel tempo una ridotta rugosità della superficie esterna seppur sottoposta agli agenti esterni. Per questi requisiti sono meglio assolti ad esempio e non limitatamente dal comune vetro solare “float” che non per es. dal PMMA, in particolare alla fondamentale funzione di barriera all’infiltrazione degli agenti esterni. Invece per l’elemento interno 304 scanalato risultano di particolare importanza la possibilità di realizzare le dette scanalature con le tolleranze dimensionali minori possibili e con la massima libertà di scelta progettuale in relazione alla forma e dimensione delle singole scanalature poste nel medesimo elemento interno 304 scanalato. Per questi requisiti sono meglio assolti per es. dal PMMA (lavorabile in qualsiasi forma di scanalatura con tolleranze ridottissime con i noti processi di lavorazione delle termoplastiche per es. stampaggio a iniezione, nel gergo dell’esperto anche “injection molding”), che non per es. dal comune vetro solare (sottoposto alla realizzazione di scanalature come vetro stampato, nel gergo dell’esperto “patterned glass” o “rolled glass”).

Sebbene non illustrato in figura 9, l’elemento interno 304 può esser realizzato con la propria superficie interna, ossia a contatto con lo strato di intercapedine 203 ed anche contenente le scanalature, modellata secondo una texture, di tipo opportunamente scelto, in funzione di contrasto a riflessioni interne all’interfaccia tra l’elemento interno 304 ed i materiali con esso a contatto su detta superficie interna, tra cui per esempio il materiale incapsulante e/o l’adesivo o colla 300.

La figura 10 illustra una variante costruttiva di tutte le forme di realizzazione già presentate che prevede deviatori 100, in ulteriori forme di realizzazione rispetto a quelle presentate in figure 1-5, collocati non all’interno delle scanalature presenti nell’elemento strato di rivestimento 202 o elemento interno 304, ma direttamente tra le celle fotovoltaiche 201 nello strato di intercapedine 203.

Segnatamente, la forma di realizzazione illustrata in figura 10 prevede di realizzare tutti gli elementi riflettenti 101 e\o 103 da collocare su un solo elemento a forma di griglia, oppure di realizzare, al pari, più elementi che possono così incrociarsi con gli altri in un incastro 211 come già rappresentato in figura 7, realizzando infine un solo elemento assemblato che delinea la medesima forma e funzione di detta griglia.

Con la forma di realizzazione illustrata in figura 10 non è quindi necessario l’utilizzo di strato di rivestimento 202 dotato di scanalature, il cui profilo interno può quindi essere piatto. Inoltre i deviatori 100, essendo posti nello strato di intercapedine 203, a sua volta di profilo interno piatto, possono esser realizzati con una forma che consente di accostarsi alle celle fotovoltaiche 201 senza creare sulla loro superficie alcuna pressione o sforzo meccanico: in particolare essendo i deviatori 100 di spessore superiore agli altri elementi interni agli strati di rivestimento 202 è possibile, attraverso tale loro spessore, determinare sostanzialmente sia lo spessore dello strato di intercapedine 203, sommante lo spessore locale del materiale incapsulante, sia la collocazione all’interno di tale spessore dello strato di intercapedine 203 dei volumi dei deviatori 100, potendosi così ottenere che le quote di tali volumi non collidano con quelle dei volumi occupati dalle celle fotovoltaiche 201, nel loro posizionamento all’interno dello strato di intercapedine 203. In definitiva non vi è alcuna rilevante interferenza meccanica tra deviatori 100 e celle fotovoltaiche 201, con quest’ultime che non incontrano sollecitazioni diverse o maggiori rispetto a quanto abbiano nei moduli fotovoltaici tradizionali senza deviatori.

Detta griglia, contenente tutti gli elementi riflettenti 101 e/o 103 costituenti i deviatori 100, potrà quindi essere collocata negli spazi posti tra le celle fotovoltaiche 201, nel processo di assemblaggio del modulo fotovoltaico, preferibilmente dopo la collocazione delle celle fotovoltaiche eventualmente interconnesse in serie o parallelo.

Segnatamente, la forma di realizzazione illustrata in figura 10 prevede la presenza di elementi riflettenti 101 e/o 103 su entrambe le facce frontale e posteriore degli elementi deviatori 100; questa caratteristica è importante poiché tali collettori sono destinati preferibilmente ad un uso all’interno di un modulo fotovoltaico di tipo bifacciale, ossia caratterizzato da celle in grado di raccogliere la radiazione solare su entrambe le facce ed avente lastre di copertura frontale e posteriore entrambe trasparenti.

Segnatamente, la forma di realizzazione illustrata in figura 10 prevede elementi deviatori 100 bifacciali sostanzialmente costituiti dall’unione di due deviatori 100 della forma di realizzazione presentata in figura 1. Sebbene non illustrate, possono esser utilizzate con la forma di realizzazione illustrata in figura 10, anche forme di realizzazione degli elementi deviatori 100 sostanzialmente costituiti dall’unione di due deviatori nelle altre forme di realizzazione presentate in figure 2 e 5. Sebbene non illustrate, possono esser utilizzate con la forma di realizzazione illustrata in figura 10, anche le forme di realizzazione degli elementi deviatori 100 presentate in figure 3 e 4.

Sebbene non illustrate in figura 10, possono esser utilizzate forme di realizzazione che prevedono la presenza di elementi deviatori 100, formati da materiale trasparente, poiché in questo modo la radiazione solare può entrare nel deviatore 100 a partire dalla parete di fondo 104 per poi riflettersi sugli elementi riflettenti 101 e/o 103 dal lato interno al deviatore 100 stesso.

La scelta di tale materiale del deviatore 100 dovrà necessariamente ricadere su un materiale che non vari significativamente le proprie caratteristiche meccaniche e ottiche, segnatamente di trasparenza, alle alte temperature che possono essere raggiunte durante il seguente processo di laminazione o lo stesso ciclo di vita operativo del modulo fotovoltaico.

Inoltre occorre sottolineare che tale uso di materiale trasparente consente anche l’utilizzo del deviatore 100, nella forma rappresentata in figura 10, in un modulo bifacciale.

Sebbene non illustrate in figura 10, possono esser utilizzate forme di realizzazione che prevedono la presenza di elementi deviatori 100, preferibilmente nelle forme di realizzazione presentate in figure 1-5, solo su una faccia; tali collettori sono destinati preferibilmente ad un uso all’interno di un modulo fotovoltaico caratterizzato da celle fotovoltaiche in grado di raccogliere la radiazione solare solo su una faccia.

La forma di realizzazione illustrata in figura 10 prevede di realizzare alcuni volumi 205 dei deviatori 100 sovrapposti alle celle fotovoltaiche 201. Tale sovrapposizione 205 è funzionale ad evitare il crearsi di regioni di discontinuità, tra i deviatori 100 e le celle fotovoltaiche 201, che siano attraversate dalla radiazione solare senza che possa avvenirne la collezione. Con tale sovrapposizione 205 è quindi possibile evitare tali discontinuità, per esempio anche in ragione sia delle possibili variazioni dimensionali che possono presentarsi tra elementi dello stesso tipo interni al modulo fotovoltaico, in particolare tra deviatori 100 o tra celle fotovoltaiche 201, sia delle possibili variazioni nelle loro rispettive distanze di collocazione spaziale. Detta sovrapposizione 205 può realizzarsi solo su una faccia del deviatore 100, per esempio solo su quella frontale come illustrato in figura 10, oppure su entrambe le facce frontale e posteriore. Detta sovrapposizione 205 dei deviatori 100 sulle celle fotovoltaiche 201 può anche essere sfruttata per sovrapporre detti deviatori 100 agli eventuali elementi di conduzione della corrente elettrica 204 e\o 206 all’interno della cella, e/o di interconnessione tra più celle fotovoltaiche; tali tipi di elementi, per esempio anche detti nel gergo tecnico “finger”, “busbar” 204, “ribbon” o “wire” 206, a causa della schermatura che provocano davanti alle regioni attive della cella fotovoltaica, ossia le regioni della cella fotovoltaica che sono in grado di assorbire e convertire la radiazione solare, provocano che parte della radiazione solare non venga collezionata ma riflessa all’esterno del modulo fotovoltaico. Se detti elementi di conduzione della corrente elettrica all’interno della cella e/o di interconnessione tra più celle fotovoltaiche sono sottoposti ai deviatori 100, la radiazione incidente in tali regioni sarà collezionata dai deviatori 100 prima che giunga a tali elementi senza così che si verifichi la mancata collezione descritta, permettendo vantaggiosamente di ottenere un ampliamento dell’area di raccolta della radiazione solare a parità di superficie totale del modulo fotovoltaico, andando quindi ad aumentare l’efficienza complessiva dello stesso. Sebbene non illustrato in figura 10 è possibile realizzare gli elementi riflettenti 101 e/o 103 anche sulle facce dei deviatori 100 interne a dette sovrapposizioni 206, così da collezionare la radiazione solare anche in tali regioni interne, in ragione dell’eventuale esposizione dovuta alle dette variazioni dimensionali e di collocazione spaziale degli elementi interni del modulo fotovoltaico.

La forma di realizzazione illustrata in figura 10 prevede di realizzare alcuni volumi dei deviatori 100 sovrapposti al busbar 204 e più in generale tutti gli elementi di interconnessione elettrica. Se detti elementi busbar 204 e/o di interconnessione elettrica sono collocati posteriormente ai deviatori 100 rispetto alla radiazione incidente, questa in tali regioni sarà collezionata dai deviatori 100 prima che giunga a detti elementi busbar 204 e/o di interconnessione elettrica e si verifichi la mancata collezione, permettendo vantaggiosamente di ottenere un ampliamento dell’area di raccolta della radiazione solare a parità di superficie totale del modulo fotovoltaico, andando quindi ad aumentare l’efficienza complessiva dello stesso.

La forma di realizzazione illustrata in figura 10 rende necessario adottare delle misure preventive per garantire l’isolamento elettrico tra superfici frontale e posteriore delle celle fotovoltaiche 201 o tra celle fotovoltaiche 201 tra loro attigue o tra celle fotovoltaiche 201 e/o altri elementi del modulo interni allo strato di intercapedine 203, a titolo esemplificativo non esaustivo tutti gli elementi di interconnessione elettrica. Si consideri infatti che con la collocazione dei deviatori 100 vicino alle celle fotovoltaiche 201 potrebbe verificarsi un contatto diretto tra detti elementi, sebbene siano posti in un isolante elettrico quale il materiale incapsulante. Data la presenza sui deviatori 100 degli elementi riflettenti 101 e/o 103, eventualmente realizzati con un materiale riflettente metallico, nel caso anche elettricamente conduttore, occorre evitare come detto il realizzarsi in tal modo di non voluti e deleteri contatti elettrici. Allo scopo sarà sufficiente applicare sul singolo deviatore 100 le note tecniche per realizzare delle regioni in cui non sono presenti elementi riflettenti 101 e/o 103 costituiti di materiale riflettente elettricamente conduttore, così da suddividere il singolo deviatore 100 in varie regioni tra loro elettricamente isolate, non essendo il corpo del deviatore 100 realizzato in materiale elettricamente conduttore. Tale isolamento potrà per esempio essere realizzato mediante tecniche note di mascheratura di una regione del deviatore 100 durante la deposizione su di esso del materiale riflettente costituente gli elementi riflettenti 101 e/o 103, oppure con le tecniche note, per esempio di laser scribing, per la rimozione di parte di detto materiale riflettente successivamente alla sua deposizione sul deviatore 100.

Un metodo alternativo per ottenere il medesimo scopo prevede la deposizione, mediante le note tecniche, di uno strato di materiale isolante al di sopra di almeno una regione degli elementi riflettenti 101 e/o 103 costituiti di materiale riflettente elettricamente conduttore. Detto materiale isolante può essere trasparente alla radiazione solare.

La forma di realizzazione illustrata in figura 10 insegna la possibile realizzazione di elementi riflettenti 103 tra loro di diversa dimensione e/o direzione posti in una sequenza 102 che sia più distante dagli strati di rivestimento 202 rispetto alla minima distanza tra questi e gli elementi riflettenti 101 facenti parte dello stesso deviatore 100. Con tale forma di realizzazione si consegue una riduzione dell’estensione della regione in cui si ha lo spessore minimo del materiale incapsulante collocato nello strato di intercapedine 203, conseguendo una maggiore resistenza della saldatura realizzata da detto incapsulante tra i vari elementi interni al modulo fotovoltaico e gli strati di rivestimento 202.

La figura 11 illustra una variante costruttiva delle forme di realizzazione già presentate a partire dalla figura 10, prevedendo delle scanalature nel deviatore 100 atte ad accogliere gli eventuali elementi di interconnessione tra le celle fotovoltaiche, in gergo tecnico definiti “wires” o ribbons” 206, preferibilmente non deviandone il percorso proprio come nei moduli fotovoltaici tradizionali senza deviatori. In tale forma di realizzazione i deviatori 100 possono essere accostati alle celle fotovoltaiche 201 senza creare sulla loro superficie alcuna pressione o sforzo meccanico. In definitiva non vi è alcuna rilevante interferenza meccanica tra deviatori 100 e celle fotovoltaiche 201, con quest’ultime che non incontrano sollecitazioni diverse o maggiori rispetto a quanto abbiano nei moduli fotovoltaici tradizionali senza deviatori. Sebbene non illustrato in figura 11 è possibile eventualmente coprire in parte gli accessi di tali scanalature sulla superficie del deviatore 100, superiormente e lateralmente, con opportune forme dell’elemento deviatore 100 che consentano, di volta in volta secondo l’applicazione di destinazione del modulo fotovoltaico, di ottimizzare la deviazione della radiazione solare causata dalla presenza di tali scanalature rispetto ad un deviatore 100 che ne sia privo.

La figura 11 illustra anche una variante costruttiva delle forme di realizzazione già presentate a partire dalla figura 10, prevedendo la realizzazione dei deviatori 100 collocati non all’interno delle scanalature presenti nell’elemento strato di rivestimento 202 o elemento interno 304, ma direttamente tra le celle fotovoltaiche 201 nello strato di intercapedine 203.

Segnatamente, la forma di realizzazione illustrata in figura 11 prevede di realizzare gli elementi riflettenti 101 e/o 103 su un elemento 105 a forma di cornice attorno ad una singola cella fotovoltaica 201, oppure di realizzare, al pari, più elementi che possono così incrociarsi con gli altri in un incastro, realizzando infine un solo elemento assemblato che delinea la medesima forma e funzione di detta cornice della singola cella fotovoltaica 201.

Detta cornice 105, contenente gli elementi riflettenti 101 e/o 103 costituenti i deviatori 100, potrà quindi essere collocata negli spazi posti ai lati della cella fotovoltaica 201 su cui è posta nel processo di assemblaggio del modulo fotovoltaico, preferibilmente dopo la collocazione delle celle fotovoltaiche 201 eventualmente interconnesse in serie o parallelo. Come nella forma di realizzazione illustrata in figura 11, detta cornice può contenere gli tutti elementi riflettenti 101 e/o 103 costituenti i deviatori 100 relativi una spaziatura tra celle attigue, per cui ne consegue che i deviatori 100 ivi contenuti deviano la radiazione solare verso entrambe le celle attigue ad ogni spaziatura occupata dalla cornice e non solo verso la cella circondata dalla cornice 105; ne consegue che la cornice 105 illustrata in figura 11 verrà posizionata non su tutte le celle 201 di un modulo ma in modo alternato ogni due celle di una medesima fila. Sebbene non illustrato in figura 11 sui bordi di un modulo fotovoltaico di forma rettangolare o quadrata, si porranno dei deviatori 100, anche mediante una mezza cornice a forma di “L” o in un unico pezzo con cornici 105 attigue come estensioni delle stesse, accostati ai lati rivolti verso il bordo del modulo della cella fotovoltaica 201 posta sul bordo che altrimenti non avrebbe su tali lati alcun deviatore 100.

Detta forma di realizzazione a cornice dei deviatori 100 è importante perché consente di minimizzare l’impatto sia delle possibili variazioni dimensionali che possono presentarsi tra elementi dello stesso tipo interni al modulo fotovoltaico, in particolare tra deviatori 100 o tra celle fotovoltaiche 201, sia delle possibili variazioni nelle loro rispettive distanze di collocazione spaziale: consentendo di adattare la collocazione spaziale di ogni cornice in funzione della reale collocazione spaziale di ogni cella fotovoltaica 201, data dalla sua posa in opera nell’ambito del processo di assemblaggio del modulo fotovoltaico, si elimina la possibilità di somma delle variazioni dimensionali, sebbene ammesse all’interno di una tolleranza, date da un numero maggiore di elementi sottesi ad un unico elemento contenente i deviatori 100, rispetto alle variazioni dimensionali ammesse relativamente ad una singola cella fotovoltaica 201 e ad una singola cornice.

La figura 12 illustra una variante costruttiva delle forme di realizzazione già presentate a partire dalla figura 10, prevedendo un deviatore 100 preferibilmente abbinato ad una cella fotovoltaica 201 bifacciale, dove gli elementi riflettenti 101 della faccia frontale del deviatore 100 riflettono la radiazione solare sia sulla faccia frontale sia sulla posteriore della cella fotovoltaica 201. Come illustrato in figura 12, il deviatore 100 può essere realizzato anche in versione bifacciale, con elementi riflettenti 101 e/o 103 anche sulla faccia posteriore, in accordo con le forme di realizzazione comprese nel concetto inventivo della presente invenzione.

In accordo con una forma di realizzazione compresa nel concetto inventivo della presente invenzione, l’elemento riflettente 101 può presentare almeno una porzione della superficie con una forma in sezione di linea spezzata aperta.

In accordo con una diversa forma di realizzazione compresa nel concetto inventivo della presente invenzione, illustrata nel dettaglio della figura 12, l’elemento riflettente 101 può presentare almeno una porzione della superficie con una forma in sezione curva. In altri termini, la porzione a specchio della superficie riflettente presenta vantaggiosamente una forma parabolica.

La detta porzione di elemento riflettente 101, sia essa realizzata con una forma a spezzata aperta o curva o parabolica, è realizzata con una forma, ed è poi posizionata, preferibilmente in modo tale che i raggi che vi si riflettono, almeno con medesima direzione a quelli accettati dal rispettivo deviatore 100 mediante l’elemento riflettente 101 nella sua interezza, siano in ogni caso deviati alle celle fotovoltaiche 201. Detta porzione di elemento riflettente 101 consente vantaggiosamente di ridurre la distanza tra lo stesso elemento riflettente 101 e la cella fotovoltaica 201 ad esso più vicina.

In accordo con una forma di realizzazione compresa nel concetto inventivo della presente invenzione, l’elemento riflettente 101 può presentare almeno una porzione della superficie con una forma in sezione di linea spezzata aperta, in contropendenza rispetto alle restanti porzioni dell’elemento riflettente 101.

In accordo con una diversa forma di realizzazione compresa nel concetto inventivo della presente invenzione, illustrata nel dettaglio della figura 12, l’elemento riflettente 101 può presentare almeno una porzione della superficie con una forma in sezione curva, in contropendenza rispetto alle restanti porzioni dell’elemento riflettente 101. In altri termini, la porzione a specchio della superficie riflettente presenta vantaggiosamente una forma parabolica, in contropendenza rispetto alle restanti porzioni dell’elemento riflettente 101.

La detta porzione di elemento riflettente 101, sia essa realizzata con una forma a spezzata aperta o curva o parabolica, è realizzata con una forma, ed è poi posizionata, preferibilmente in modo tale che i raggi che vi si riflettono, almeno con medesima direzione a quelli accettati dal rispettivo deviatore 100 mediante l’elemento riflettente 101 nella sua interezza, siano in ogni caso deviati alle celle fotovoltaiche 201. Detta porzione di elemento riflettente 101 consente vantaggiosamente di ridurre la distanza tra lo stesso elemento riflettente 101 e la cella fotovoltaica 201 ad esso più vicina, preferibilmente almeno in misura tale da riflettere tutti i raggi, almeno provenienti dallo strato di rivestimento 202 frontale, che attraversano detta distanza con una direzione con angolo d’incidenza sugli strati di rivestimento 202 minore all’angolo critico all’interfaccia tra gli strati di rivestimento 202 e l’esterno del modulo, tale che non sia possibile realizzarvi una riflessione interna totale.

In accordo con una forma di realizzazione compresa nel concetto inventivo della presente invenzione, il foglio di incapsulante che viene posto nello strato di intercapedine 203, al momento dell’assemblaggio del modulo fotovoltaico che precede la fase di lavorazione della laminazione, può avere uno spessore e profilo combaciante e/o comunque compatibile con gli altri elementi interni allo strato di intercapedine 203, così che durante le fasi precedenti al completamento del processo di laminazione, non si trasmettano sforzi o sollecitazioni meccaniche a detti elementi interni al punto da deformarli o danneggiarli.

I vantaggi dell’invenzione così come descritta sono chiari alla luce della descrizione che precede. Segnatamente, il modulo fotovoltaico così realizzato, avendo un profilo piatto, permette di avere uno spessore dell’incapsulante più sottile, il quale è altresì utile per risolvere gli inconvenienti dei moduli descritti nelle soluzioni note.

Il modulo fotovoltaico così creato ha gli elementi di connessione elettrica con le celle fotovoltaiche 201 che sono privi di piegature di interconnessione, con una riduzione degli sforzi meccanici che intervengono sulla cella fotovoltaica e sulle superfici a specchio ad essa attigue.

Con la costruzione del modulo fotovoltaico così come descritto, è inoltre possibile estendere le celle fotovoltaiche fino al raggiungimento delle superfici riflettenti così da riuscire nella raccolta completa della radiazione solare che giunge sul modulo stesso anche da una direttrice diversa rispetto alla normale della superficie esterna.

Inoltre, il realizzare superfici riflettenti piane non a contatto dello strato frontale o posteriore, vantaggiosamente permette di realizzare il detto strato mediante stampaggio ad iniezione, con una migliore rugosità superficiale che porta conseguentemente ad una maggiore efficienza di collezione della radiazione solare incidente sul modulo stesso.

Infine, attraverso la realizzazione del modulo mediante uno strato in materiale plastico, e non in vetro, proprio attraverso le minori tolleranze che sono presenti nella lavorazione della plastica rispetto al vetro, è possibile garantire un prodotto finito che permetta un irraggiamento più uniforme di tutte le celle fotovoltaiche 201, a garanzia di una maggiore efficienza complessiva nel trasferimento energetico.

Segnatamente, rispetto alle soluzioni mostrate nel documento US2009250093, in figura 3, è possibile ridurre il numero di spazi vuoti riempiti di collante, che rappresentano una zona di mancata collezione di radiazione solare che in tale documento rappresenta un impatto negativo sull’efficienza di collezione complessiva.

Al pannello solare fin qui descritto possono essere applicate aggiunte, modifiche o varianti ovvie per un tecnico del ramo senza per questo fuoriuscire dall'ambito di tutela fornito dalle rivendicazioni annesse.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Modulo fotovoltaico (200) comprendente almeno una cella fotovoltaica (201), almeno un collegamento di interconnessione elettrica (206, 204) ed almeno un deviatore solare (100), detto deviatore solare (100) comprendendo una scanalatura di contenimento di almeno detto un collegamento di interconnessione elettrica (206, 204) o di detta cella fotovoltaica (201), detta scanalatura avendo una direzione di sviluppo prevalente e comprendendo mezzi di contenimento almeno bilaterale di detto collegamento di interconnessione elettrica (206, 204) o detta cella fotovoltaica (201) lungo una direzione trasversale rispetto a detta direzione di sviluppo prevalente.
2. Modulo fotovoltaico (200) secondo la rivendicazione 1 in cui detti mezzi di contenimento sono mezzi di contenimento almeno trilaterale.
3. Modulo fotovoltaico (200) secondo la rivendicazione 1 o 2 in cui detta scanalatura di detto deviatore solare (100) ha sezione trasversale rispetto a detta direzione di sviluppo prevalente poligonale aperta.
4. Modulo fotovoltaico (200) secondo la rivendicazione 1 o 2 in cui detta scanalatura di detto deviatore solare (100) ha sezione trasversale rispetto a detta direzione di sviluppo prevalente poligonale chiusa.
5. Modulo fotovoltaico (200) secondo la rivendicazione 1 o 2 in cui detta scanalatura di detto deviatore solare (100) ha sezione trasversale rispetto a detta direzione di sviluppo prevalente circolare aperta.
6. Modulo fotovoltaico (200) secondo la rivendicazione 1 o 2 in cui detta scanalatura di detto deviatore solare (100) ha sezione trasversale rispetto a detta direzione di sviluppo prevalente circolare chiusa.
7. Modulo fotovoltaico (200) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto deviatore solare (100) è disposto in prossimità di almeno un lato di detta cella fotovoltaica (201), detto deviatore solare (100) avente una direzione di sviluppo longitudinale prevalente ed una sezione trasversale poligonale, detta sezione comprendendo almeno due lati inclinati contraffacciati presentanti inclinazione opposta ed almeno un lato conformato a denti di sega.
8. Modulo fotovoltaico (200) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto deviatore solare (100) è almeno parzialmente riflettente.
9. Modulo fotovoltaico (200) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto di essere un modulo bifacciale ed in cui la detta cella fotovoltaica (201) è sensibile su entrambe le proprie facce planari.
10. Modulo fotovoltaico (200) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente inoltre almeno due superfici elettricamente conducenti le quali devono essere isolate reciprocamente e detto deviatore solare (100) comprendendo inoltre una superficie riflettente conducente elettricamente e essendo disposto in contatto con dette due superfici elettricamente conducenti, detto deviatore solare (100) comprendendo inoltre uno strato di interposizione isolante elettricamente per isolare le dette due superfici.