ITMI20090204A1 - Moduli fotovoltaici e procedimento per la loro produzione - Google Patents

Moduli fotovoltaici e procedimento per la loro produzione

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ITMI20090204A1 IT000204A ITMI20090204A ITMI20090204A1 IT MI20090204 A1 ITMI20090204 A1 IT MI20090204A1 IT 000204 A IT000204 A IT 000204A IT MI20090204 A ITMI20090204 A IT MI20090204A IT MI20090204 A1 ITMI20090204 A1 IT MI20090204A1
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Description

DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda in generale la realizzazione di pannelli solari costituiti da uno o più moduli fotovoltaici collegati tra loro e, in parncolare, un procedimento per la loro produzione di moduli fotovoltaici ed i moduli così realizzati.
Attualmente i moduli fotovoltaici più diffusi in commercio vengono realizzati utilizzando celle in silicio monocristallino, silicio policristallino o silicio amorfo. Le celle in silicio hanno uno spessore molto limitato, in generale di pochi micron, e devono quindi essere depositate su un supporto rigido e quindi collegate elettricamente tra loro.
Oltre ai necessari trattamend chimico fisici delle fette di silicio ed ai collegamend elettrici tra le celle, il processo produttivo tradizionale di un modulo fotovoltaico a celle comporta essenzialmente il posizionamento su vetro di un materiale di incapsulamento, quindi il posizionamento delle celle già collegate tra loro, ed infine il posizionamento sul retro di un materiale protettivo. 11 composito così ottenuto viene sottoposto a laminazione in pressa e quindi incorniciato in un telaio generalmente realizzato in alluminio.
In particolare, i vari strati del modulo formano un "sandwich" costituito da:
* una lastra di vetro temprato con ottima trasmittanza e resistenza meccanica;
* un foglio sigillante in ÈVA (acetato vinti etilenico) che permette l’isolamento dielettrico dell’adiacente piano delle celle. Questo materiale viene utilizzato ad esempio per le sue caratteristiche di trasparenza, alta resistività elettrica e basso assorbimento di acqua;
* il piano delle celle saldate tra loro, sul retro delle quali à ̈ inoltre posato uno strato di Mylarâ„¢ (PET - polietilene tereftalato) necessario ad isolare elettricamente le connessioni uscend dal retro della cella;
* un secondo foglio di ÈVA;
* uno strato inferiore in Tediarâ„¢ (alternativamente in vetro o in un muldstrato Al -Tediar- Al). Il Tediarâ„¢, o il sandwich Al-Tedlar-Al, à ̈ udlìzzato come supporto strutturale per il modulo. La funzione del foglio di alluminio à ̈ quella di proteggere U modulo dairumidità.
Il ciclo di laminazione tradizionale à ̈ una sequenza di cvend raffinata empiricamente con l’obiettivo di rendere il processo breve e di ottenere una buona laminazione senza effetti negativi sui componenti. L’operazione di laminazione avviene essenzialmente in due fasi:
* nella prima fase il laminato viene introdotto in una camera che raggiunge la temperatura di 100°C ed in cui viene applicato il vuoto (1 mmHg) per alcuni minuti. In queste condizioni si completano i cicli di laminazione e polimerizzazione: infatti, U riscaldamento del modulo permette al foglio di ÈVA di sciogliersi intorno ai circuiti elettrici, in modo tale da sigillare le celle agli strati inferiori e superiori del modulo. La temperatura viene porta quindi a circa 160 °C per completare la polimerizzazione dell’EVA, e quindi riportata a 100°C;
* nella seconda fase il modulo viene sottoposto a pressione in modo da eliminare l’aria residua.
Seguono poi varie fasi di post-trattamento con lavorazioni prettamente meccaniche, ad esempio un'operazione di rifinitura dei bordi del modulo per rimuovere la parte in eccesso di ÈVA fuoriuscita durante la fase di laminazione. Il modulo cosi rifinito à ̈ infine pronto per essere incorniciato con la tradizionale cornice in alluminio.
Indipendente dai continui miglioramenti tecnologici per quanto riguarda l'efficienza di produzione delle celie al silicio, uno dei maggiori problemi dei moduli fotovoltaici tradizionali à ̈ costituito dal peso eccessivo del modulo, dovuto praticamente al peso della sua struttura di supporto, che ne limita notevolmente le possibilità di applicazione, e alla rigidità della struttura di supporto dovuta alla scarsa dutdlttà del vetro.
Oltre al peso, Ã ̈ opportuno tenere presente che il costo della struttura di supporto del modulo incide in modo stgnificadvo sul costo complessivo del modulo.
Inoltre, Ã ̈ evidente che il procedimento per la produzione dei moduli tradizionali risulta particolarmente lungo e complesso, ed incide inevitabilmente sui costi del prodotto finito.
Uno scopo della presente invenzione à ̈ quindi quello di proporre un modulo fotovoltaico migliorato avente un peso nettamente inferiore rispetto a quello dei moduli fotovoltaici di tipo noto ed una più vasta gamma di applicazioni.
Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di proporre un procedimento che consenta di produrre moduli fotovoltaici in tempi ridotti rispetto ai procedimenti produttivi di tipo noto.
Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di proporre un procedimento che consenta di produrre moduli fotovoltaici a costi inferiori rispetto ai procedimenti produttivi di tipo noto
Questi ed altri scopi sono raggiunti dalla presente invenzione grazie ad un procedimento secondo la rivendicazione 1. Ulteriori caratteristiche del procedmento sono riportate nelle rispettive rivendcazioni dipendenti.
Il procedmento per la produzione di moduli fotovoltaici prevede le fasi d:
i) applicare una pluralità eli celle fotovoltaiche ad un tessuto di supporto comprendente fibre di vetro e collegare elettricamente le celle tra loro;
ii) preparare uno stampo avente un'impronta sagomata e dimensionata in pianta per ottenere un modulo avente dimensioni desiderate in larghezza e in lunghezza;
ui) applicare uno strato di resina trasparente del tipo "gel-coat" in condmone fluida alle superfici dell'impronta;
jv) depositare nell’impronta il tessuto di supporto con le celle ad esso applicate;
v) depositare un nucleo centrale al d sopra del tessuto d supporto; vi) depositare un tessuto comprendente fibre di vetro al di sopra del nucleo centrale;
vh) chiudere lo stampo medante un controstampo per sigillare l'impronta; e
viti) saturare l'impronta con resina fino a completare il riempimento della stessa.
Possono essere così prodotti dei nuovi moduli fotovoltaici nei quali la struttura di supporto à ̈ costituita da materiali plastici, ad esempio resina rinforzata con fibre (o vetroresina), e poliuretano o PVC espanso per il nucleo centrale, vale a dire materiali sicuramente più leggeri rispetto a quelli utilizzati tradizionalmente, quali vetro e alluminio.
Il procedimento risulta inoltre molto più rapido, con minor dispendio di energia, e con maggiore semplicità di realizzazione rispetto al procedimento di produzione dei moduli fotovoltaici attualmente in commercio. Tutti 1 componenti del modulo sono infatti incorporati direttamente nella resina durante il riempimento dell'impronta.
La saturazione dell'impronta con la resina di riempimento viene preferibilmente realizzata mediante iniezione con una tecnica a basso rmoto del tipo RTM L1GHT. Questa tecnica consente una graduale diffusione della resina in tutto lo spazio interno dell impronta senza danneggiare le celle fotovoltaiche, consentendo inoltre di rimuovere contemporaneamente tutta l'aria dall'impronta dello stampo.
Prima di chiudere lo stampo ed effettuare l'iniezione viene preferibilmente depositato un tessuto comprendente fibre di vetro sul nucleo centrale, in modo tale da conferire una maggiore robustezza alla struttura finale in vetroresina anche sul dorso del modulo. Tessuti idonei comprendenti fibre di vetro, non solo per il supporto delle celle, ma anche per la parte posteriore del modulo, sono ad esempio quelli identificati con i marchi ROVICOREâ„¢, CONFORMATâ„¢, o comunque tessuti che comprendono due strati di fibre di vetro ed uno strato intermedio in materiale plastico o in altri materiali in fibre.
Dopo avere completato l'iniezione della resina, viene preferibilmente prevista una fase di indurimento a stampo chiuso prima di rimuovere il modulo cosi formato.
Può inoltre essere prevista anche uriulteriore fase di indurimento in forno del modulo, dopo che questo à ̈ stato rimosso dallo stampo. Questa ulteriore fase può risultare utile ad ottenere la completa essiccazione dello strato esterno di resina trasparente che riveste il modulo. La resina trasparente, o "gelcoat", à ̈ un materiale che consente di conferire una elevata durezza superficiale al modulo.
Alternativamente alla tecnica di iniezione a basso vuoto, la saturazione dell'impronta con la resina può essere realizzata anche mediante una tecnica di infusione.
Secondo una possibile forma di realizzazione delia presente invenzione, la resina di riempimento può anche essere costituita da una resina del upo autoestinguente, in modo tale da consentire una più vasta gamma di applicazioni ai moduli ottenuti secondo la presente invenzione nel rispetto di eventuali normative di sicurezza di varie applicazioni.
Viene così ottenuto un modulo fotovoltaico con un peso inferiore di oltre il 50% rispetto ai moduli della tecnica nota. La resina rinforzata con fibre (o vetroresina) à ̈ notoriamente un materiale utilizzato per applicazioni che richiedono peso limitato ma elevata resistenza meccanica. 11 nucleo centrale può essere costituito da una materiale plastico quale poliuretano, PVC espanso, o comunque da materiali con caratteristiche simili.
Un modulo fotovoltaico secondo la presente invenzione include quindi almeno i seguenti elementi:
- almeno un nucleo centrale;
- almeno un tessuto di supporto, comprendente fibre di vetro, sul quale sono applicate una pluralità di celle fotovoltaiche collegate elettricamente tra loro;
- almeno un tessuto comprendente fibre di vetro posto a contatto del nucleo centrale dalla parte opposta rispetto al tessuto di supporto per le celle fotovoltaiche;
- una resina che incorpora il nucleo centrale, il tessuto di supporto e le celle ad esso fissate, nonché il tessuto comprendente fibre di vetro posto a contatto del nucleo centrale dalla parte opposta rispetto al tessuto di supporto; e
- almeno uno strato di resina trasparente del tipo "gel-eoa t" disposto sulla superficie del modulo.
In una possibile forma di realizzazione del modulo secondo l'invenzione può essere incorporata anche una serpentina per la circolazione di un fluido di scambio termico. E' noto infatti che il rendimento delle celle fotovoltaiche vana in funzione della temperatura e, in particolare, il rendimento diminuisce al crescere della temperatura delle celle. Può quindi risultare vantaggioso far circolare un fluido di scambio termico nel modulo per sotti-arre calore dalle celle fotovoltaiche ed utilizzare l'energia termica del fluido riscaldato per altri impieghi, ad esempio la produzione di acqua calda o simili.
In questa forma di realizzazione, la serpentina à ̈ posta a contatto o in prossimità del tessuto di supporto delle celle, sulla faccia opposta rispetto a quella in cui sono applicate le celle.
Collegando tra loro più moduli secondo la presente invenzione si possono facilmente realizzare pannelli fotovoltaici di grandi dimensioni e di peso particolarmente contenuto.
Un altro vantaggio non indifferente della presente invenzione à ̈ dato dalla possibilità di realizzare facilmente dei pannelli di forme qualsiasi, quindi non solo piane ma anche curve o di qualsiasi altra forma utile ad adattarsi a qualsiasi sito di installazione. Inoltre, i moduli secondo la presente invenzione possono essere sagomati in modo tale da potersi incastrare o agganciare reciprocamente ed essere facilmente installati anche su tetti o coperture edili in genere.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno più evidend dalla seguente descrizione, fatta a tìtolo di esempio con riferimento ai disegni allegati, in cui;
- la Figura 1 Ã ̈ una vista prospettica di un modulo fotovoltaico secondo la tecnica anteriore;
- la Figura 2 Ã ̈ una vista schematica che illustra la composizione tipica del modulo fotovoltaico di Figura 1;
- la Figura 3 Ã ̈ una vista schematica, parzialmente in sezione, che illustra uno stampo per l'attuazione del procedimento secondo la presente invenzione;
- la Figura 4 illustra alcune fasi del procedimento secondo la presente invenzione;
- la Figura 5 illustra la fase di chiusura dello stampo prima della saturazione con la resina;
- la Figura 6 illustra la fase del procedimento secondo l'invenzione al termine della saturazione con la resina;
- la Figura 7 Ã ̈ una vista schematica in sezione che illustra un modulo fotovoltaico secondo la presente invenzione dopo la sua estrazione dallo stampo;
- la Figura 8 Ã ̈ una vista schematica in pianta che illustra un componente del modulo fotovoltaico secondo una forma di realizzazione alternativa delia presente invenzione;
- la Figura 9 Ã ̈ una vista schemadca in sezione che illustra un modulo fotovoltaico che include il componente rappresentato in Figura 8;
- la Figura 10 Ã ̈ una vista schematica in sezione che illustra una possibile forma di realizzazione di un modulo fotovoltaico secondo la presente invenzione; e
- la Figura 11 à ̈ una vista schematica in sezione che illustra un pannello solare realizzato agganciando tra loro una pluralità di moduli fotovoltaici come quello rappresentato in Figura 10.
Nelle Figure 1 e 2 à ̈ rappresentato a titolo di esempio un modulo fotovoltaico tradizionale 100 che include una pluralità di celle fotovoltaiche 110 disposte su una struttura di supporto racchiusa da una cornice in alluminio 130.
Come evidenziato in Figura 2, il modulo tradizionale 100 include una lastra superiore 101 in vetro con elevata trasparenza, un foglio sigillante 102 in ÈVA (acetato vinti etilenico) e quindi le celle focovoltaiche 110 depositate su un foglio di supporto 103 in Mylar™. Al di sotto delle celle 110 sono inoltre disposti un altro foglio sigillante in ÈVA ed infine una lastra 104, che costituisce il dorso del modulo 100, realizzata ad esempio in vetro o in un composito multistrato di alluminio e Tediar.
Come illustrato in precedenza, il "sandwich" così realizzato viene quindi sottoposto ad una fase di laminazione (polimerizzazione dei fogli in ÈVA) e ad una fase di compressione per eliminare l'aria residua. Al termine di queste fasi, dopo eventuali rifiniture del materiale in eccesso, il modulo viene racchiuso nella cornice 130 in alluminio. Si può ben comprendere che il peso di un modulo così realizzato risulta molto elevato, così come lo sono i costi dei materiali impiegati ed i costi per la loro produzione.
Nella Figura 3 sono illustrati schemadcamente uno stampo 10 ed un controstampo 20 per l’attuazione del procedimento secondo la presente invenzione. Nel seguito, si farà espressamente riferimento ad un procedimento in cui la saturazione con resina viene realizzata mediante la tecnica di iniezione a basso vuoto (o RTM LIGHT), ma à ̈ opportuno tenere presente che altre tecniche simili possono essere adottate, ad esempio la tecnica di infusione, a condizione di evitare danneggiamenti ai componend particolarmente fragili, in particolare alle celle fotovoltaiche.
Lo stampo 10 include un'impronta 11 nella quale verranno depositati in successione i vari componenti del modulo fotovoltaico. Il controstampo 20 ha una porzione di chiusura 21 di forma e dimensioni corrispondenti all'impronta 11 per consentire di sigillarla durante l’iniezione della resina. Lo stampo 10 ed i controstampo 20 possono essere realizzati con qualsiasi materiale idoneo, ad esempio alluminio, vetroresina o simili, e possono anche includere un sistema dì controllo della temperatura per evitare che la temperatura stessa scenda al di sotto di una soglia prefissata.
E' infatti opportuno tenere presente che al di sotto di una determinata temperatura, ad esempio 15-16 °C, il procedimento potrebbe dare risultati poco soddisfacenti poiché la fluidità della resina iniettata potrebbe risultare insufficiente a garantire il completo ed uniforme riempimento di tutti gli spazi liberi.
Il controstampo 20 include una coppia di guarnizioni periteriche 22 che consentono di realizzare la chiusura ermedca dello stampo 10. Un raccordo di aspirazione 23 preleva aria dalla camera 24 delimitata dalle guarnizioni 22 e dalle superfici di stampo e controstampo quando questi ultimi vengono accoppiati (Figura 5), in modo tale da generare una depressione sufficientemente elevata a mantenere accoppiati i due elementi durante le successive fasi del procedimento.
Un secondo raccordo di aspirazione 25 consente di generare una debole depressione dall'interno dell’impronta sigillata in modo tale da ricevere la resina pompata attraverso un raccordo 26. Una vaschetta 27 consente di raccogliere l'eccesso di resina al termine della fase di iniezione e di constatare appunto l'awenuto riempimento di tutti gli spazi liberi all'interno dell'impronta 11.
Nel controstampo 20 sono inoltre previsti una pluralità di fori passanti 28 attraverso i quali vengono fatti passare i terminali elettrici, ed eventualmente idraulici, del modulo in fase di produzione. All'esterno dei fori 28 possono essere previsti opportuni dispositivi fermacavo 29 per trattenere i terminali durante le fasi del procedimento di produzione.
Prima di disporre i vari componenti nello stampo 10, viene applicato preferibilmente un composto distaccante alle pareti dell'impronta 1 1 , al fine di favorire l'estrazione del modulo fotovoltaico dallo stampo 10 al termine del procedimento.
In Figura 4 sono illustrate le prime fasi del procedimento per la produzione di moduli fotovoltaici secondo la presente invenzione. In questa fase si presume di aver già preparato un tessuto di supporto idoneo 30 che include fibre di vetro, quale ad esempio ROVI CORE™, CONFO RMAT™ o simile, sul quale sono state depositate le celle fotovoltaiche 40 e di aver già effettuato i necessari collegamenti elettrici tra le celie stesse.
Sulle pareti dell'impronta 1 1 viene innanzitutto applicato uno strato 50 di una resina trasparente del tipo "gel-coat" (o "gelcoat") allo stato fluido. Lo strato 50 viene quindi fatto essiccare finché la resina ha raggiunto almeno la sua condizione di gelo, oppure fino al totale indurimento della stessa.
A questo punto il tessuto di supporto 30 con le celle 40 può essere depositato neH'impronta 11. Prima di effettuare questa operazione, se necessario, lo strato 50 può anche essere inumidito ulteriormente con la stessa resina trasparente del tipo gelcoat al fine di otturare eventuali porosità dello strato essiccato 50. Le celle fotovoltaiche 40 risultano orientate verso lo strato trasparente 50 che, una volta indurito al termine del procedimento, consentirà di proteggere le celle stesse lasciando passare contemporaneamente la radiazione luminosa.
Assieme al tessuto di supporto 30, o nella fase immediatamente successiva, viene depositato un nucleo centrale ÓO al di sopra del tessuto di supporto 30. Il nucleo centrale 60 à ̈ realizzato preferibilmente da una lastra in materiale plastico leggero, quale ad esempio poliuretano o PVC espanso, in modo tale da conferire buone caratteristiche di rigidità e robustezza al modulo.
Per proteggere il dorso del modulo e conferire un'elevata resistenza meccanica al modulo nel suo complesso viene preferibilmente disposto sul nucleo 60 anche un ultel'io re tessuto 70 comprendente fibre di vetro, quale ad esempio lo stesso tessuto del tipo ROVICORE™, CONFORMAT™ o simile già utilizzato per il supporto delle celle.
In Figura 5 viene illustrata la fase di chiusura dello stampo 10 su cui viene disposto il controstampo 20, avendo cura di far passare i terminali 45 di collegamento elettrico del modulo attraverso i fori passanti 28 (Figura 3) e di bloccare i terminali con i dispositivi fermacavo 29.
A questo punto la depressione generata nelle camere 24 attraverso il raccordo di aspirazione 23 sigilla ermedeamente l'impronta 11. La condizione dì depressione che tiene chiuso lo stampo può essere ad esempio mantenuta e rilasciata tramite un'opportuna valvola 13 disposta sul raccordo 23 o lungo il condotto che lo collega alla sorgente di depressione.
Viene quindi dato inizio alla fase di saturazione dello stampo con la resina seguendo una tecnica a basso vuoto (o RTM LIGHT). Ciò consente di aspirare tutta l'aria rimasta nell'impronta generando una leggera depressione tramite il raccordo 25 collegato ad una sorgente di depressione, mentre contemporaneamente viene iniettata la resina attraverso il raccordo 26 collegato ad una pompa di iniezione. In questo modo, creando la necessaria depressione e pompando la resina all'interno dell'impronta, si ha la garanzia che ogni spazio libero alfinterno dell'impronta sarà saturato con la resina di riempimento. In altre parole, la resina "impregna" sostanzialmente tutti i tessuti con fibre di vetro e rutti gli spazi non occupati dai componenti del modulo all'interno dell'impronta, e la condizione di depressione generata all'interno dell'impronta garantisce contemporaneamente anche l’evacuazione di tutta l'aria presente all'interno dell'impronta stessa.
Il procedimento secondo l'invenzione prevede infatti che venga utilizzata preferibilmente una tecnica a basso vuoto, quale ad esempio la tecnica del tipo RTM LIGHT, per fare in modo che la resina scorra lentamente in tutti gli spazi liberi ed evitare danneggiamenti ai componenti più fragili, vale a dire le celle fotovoltaiche.
Secondo questa tecnica possono essere usate ad esempio depressioni intorno -0,5 bar per aiutare lo scorrimento della resina in fase di iniezione, vale a dire valori di depressione molto inferiori rispetto a quelli applicati ad esempio al raccordo 23 per mantenere chiuso lo stampo (da -0,9 a -1,0 bar).
Come rappresentato in Figura ó, il completo riempimento di resina all'interno dello stampo viene rilevato quando la resina in eccesso si raccoglie nella vaschetta 27. Ciò determina il termine della fase di iniezione.
Lo stampo 10 viene quindi lasciato chiuso per un tempo sufficiente a consendre l'indurimento della resina e la successiva estrazione del modulo senza danneggiarlo. Il modulo estratto dallo stampo può eventualmente essere sottoposto ad una fase di indurimento in forno che consente di conferire elevata resistenza meccanica e durezza superficiale alla resina trasparente (gel-eoa t) che riveste la parete anteriore e le pared laterali del modulo, cosi come alla resina di riempimento che incorpora i componenti del modulo stesso.
Un modulo 80 così ottenuto ha la configurazione rappresentata in Figura 7, in cui il modulo appare rovesciato rispetto alla disposizione all'interno dello stampo. Le celle 40 sono protette frontalmente dallo strato indurito 50 di gel-coat trasparente, mentre la resina di riempimento ha impregnato i tessuti 30 e 70 contenenti fibre di vetro ed ha incorporato inoltre il nucleo centrale 60 in poliuretano o PVC espanso serrandolo tra i due tessud 30 e 70.
Come rappresentato nelle Figure 8 e 9, una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione prevede di realizzare un modulo 80' nel quale una serpendna 61 à ̈ incorporata nel nucleo centrale 60 per consendre la cuxolazione di un fluido di scambio termico al suo interno. Ciò consente di rimuovere l'eventuale calore in eccesso dal modulo 80' per aumentare l'efficienza delle celle fotovoltaiche 40, nonché di cedere il calore rimosso dal modulo per desdnarlo alla produzione di acqua calda o altri usi idonei.
La configurazione del modulo sarà quindi quella rappresentata in Figura 9, in cui la serpendna 61 à ̈ posta in prossimità o a contatto del tessuto di supporto 30 sulla faccia opposta rispetto a quella su cui sono presend le celle 40.
Un modulo secondo la presente invenzione può essere facilmente realizzato in svariate forme, a seconda delle particolari esigenze di installazione.
Ad esempio, un modulo 90 come quello rappresentato in sezione nella Figura 10 può comprendere ai suoi lati delle porzioni sagomate 91 per consendre l'incastro reciproco fra più moduli e formare cosi un unico pannello solare fotovoltaico, come quello rappresentato in Figura 11 , che può essere vantaggiosamente disposto su un tetto o su una copertura edilizia in genere.
Il peso limitato di un modulo ottenuto secondo la presente invenzione può quindi adattarsi in forma e dimensioni alle installazioni più disparate, ad esempio anche veicoli, natanti o simili, senza incidere comunque in modo particolare sul peso complessivo degli stessi o senza richiedere l'irrobustimento di eventuali strutture di sostegno dei moduli stessi.
Varie modifiche possono essere apportate alle forme di realizzazione qui rappresentate senza uscire dall'ambito della presente invenzione. Ad esempio, anche se à ̈ stato descritto a titolo esemplificativo un procedimento per la saturazione dell'impronta con la tecnica dell'iniezione a basso vuoto, o comunque del tipo RTM LIGHT, à ̈ opportuno sottolineare che la saturazione dell'impronta con resina può anche essere ottenuta mediante la tecnica di infusione. In pratica, mentre nel procedimento di iniezione a basso vuoto la resina viene pompata nell'impronta dello stampo aspirando nel contempo l'aria in essa contenuta, nel procedimento di infusione à ̈ la stessa depressione generata all'interno dell'impronta che richiama la resina al suo interno, senza necessità di pompare la resina stessa.
Inoltre, il numero di celle fotovoltaiche di ciascun modulo può essere diverso da quello qui rappresentato a titolo di esempio, ed il modulo può assumere anche forme diverse in funzione delle particolare applicazioni.

Claims (1)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per In produzione di moduli fotovoltaici, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: i) applicare una pluralità di celle fotovoltaiche ad un tessuto di supporto comprendente fibre di vetro e collegare elettricamente dette celle tra loro; ii) preparare uno stampo avente un'impronta sagomata e dimensionata in pianta per ottenere un modulo avente dimensioni desiderate in larghezza e in lunghezza; ni) applicare uno strato di resina trasparente del tipo "gel-coat" in condizione fluida alle superfici di detta impronta; iv) depositare in detta impronta detto tessuto di supporto con le celle ad esso applicate; v) depositare un nucleo centrale al di sopra di detto tessuto di supporto; vi) depositare un tessuto comprendente fibre di vetro al di sopra di detto nucleo centrale; vii) chiudere detto stampo mediante un controstampo per sigillare detta impronta; e viii) saturare detta impronta con resina fino a completare il riempimento della stessa, 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detta fase viii) di saturazione di detta impronta viene realizzata mediante iniezione di resina con tecnica a basso vuoto del tipo RTM LIGHT. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detta fase viii) di saturazione di detta impronta viene realizzata mediante infusione di resina. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui à ̈ prevista ulteriormente una fase di indurimento di detta resina a stampo chiuso prima di rimuovere il modulo così formato. 5. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui à ̈ prevista ulteriormente una fase di indurimento in forno del modulo rimosso da detto stampo. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui prima di detta fase iti) viene applicato un composto distaccante sulle superfici di detta impronta. 7. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detta resina trasparente applicata in detta fase ni) viene lasciata in detta impronta fino a raggiungere almeno la condizione di gelo prima di eseguire detta fase iv). 8. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detta resina trasparente applicata in detta fase iii) viene lasciata in detta impronta fino a raggiungere la condizione di indurimento prima di eseguire detta fase iv). 9. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui viene prevista l'applicazione di un ulteriore strato di detta resina trasparente in condizione fluida prima di eseguire detta fase iv). 10. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui la resina utilizzata per la saturazione di detta impronta à ̈ una resina del tipo autoestinguente, 11. Modulo fotovoltaico ottenuto con un procedimento secondo una qualsiasi delie rivendicazioni da 1 a 10. 12. Modulo fotovoltaico, caratterizzato dal fatto di includere: - almeno un nucleo centrale; - almeno un tessuto di supporto, comprendente fibre di vetro, sul quale sono applicate una pluralità di celle fotovoltaiche collegate elettricamente tra loro; - almeno un tessuto comprendente fibre di vetro posto a contatto di detto nucleo centrale dalla parte opposta rispetto al tessuto di supporto per dette celle fotovoltaiche; - una resina che incorpora detto nucleo centrale, detto tessuto di supporto e dette celle ad esso fissate, e detto tessuto comprendente fibre di vetro posto a contatto di detto nucleo centrale dalla parte opposta rispetto a detto tessuto di supporto; e - almeno uno strato di resina trasparente del tipo "gel-coat" disposto sulla superficie di detto modulo. 13. Modulo fotovoltaico secondo la rivendicazione 11 o 12, in cui detta resina che incorpora i componenti del modulo à ̈ una resina del tipo autoestinguente. 14. Modulo fotovoltaico secondo la rivendicazione 11 o 12, in cui detto nucleo centrale include una serpentina incorporata nello stesso per la circolazione di un fluido di scambio termico. 15. Modulo fotovoltaico secondo la rivendicazione 14, in cui detta serpentina à ̈ posta a contatto o in prossimità del tessuto di supporto di dette celle sulla faccia opposta rispetto a quella in cui sono applicate dette celle. 16. Pannello solare fotovoltaico comprendente una pluralità di moduli fotovoltaici collegati elettricamente tra loro, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un modulo fotovoltaico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 15.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2656396A2 (en) * 2010-12-23 2013-10-30 VHF-Technologies SA A photovoltaic element
GB2580960A (en) * 2019-02-01 2020-08-05 Sunew Filmes Fotovoltaicos Photovoltaic device, photovoltaic device apparatus and method of manufacturing photovoltaic device
EP3712964A1 (en) * 2019-03-20 2020-09-23 Sono Motors GmbH Method for manufacturing of a photovoltaic module
EP4257889A3 (de) * 2022-04-08 2024-01-24 Universität Stuttgart Multifunktionale aussenflächen-gebäudeelemente, deren herstellung und verwendung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4147560A (en) * 1977-03-05 1979-04-03 Licentia Patent-Verwaltungs-G.M.B.H. Solar cell arrangement for terrestrial use
EP1722619A1 (en) * 2004-03-03 2006-11-15 Bridgestone Corporation Electromagnetic shielding light transmitting window material, display panel and method for manufacturing solar cell module

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4147560A (en) * 1977-03-05 1979-04-03 Licentia Patent-Verwaltungs-G.M.B.H. Solar cell arrangement for terrestrial use
EP1722619A1 (en) * 2004-03-03 2006-11-15 Bridgestone Corporation Electromagnetic shielding light transmitting window material, display panel and method for manufacturing solar cell module

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JACOB A: "Sandwich structures on track for continued growth", REINFORCED PLASTICS, ELSEVIER ADVANCED TECHNOLOGY, NEW YORK, NY, US, vol. 46, 1 January 2002 (2002-01-01), pages 14 - 16,18, XP004398899, ISSN: 0034-3617 *
SIMACEK P ET AL: "Role of acceleration forces in numerical simulation of mold filling processes in fibrous porous media", COMPOSITES PART A: APPLIED SCIENCE AND MANUFACTURING, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS B.V., AMSTERDAM, NL, vol. 37, no. 11, 1 November 2006 (2006-11-01), pages 1970 - 1982, XP025153611, ISSN: 1359-835X, [retrieved on 20061101] *

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