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Modulo, pannello e stringa fotovoltaica : definizione corretta

Spesso le definizioni di modulo, pannello e stringa fotovoltaica sono origine di molti errori.
Ebbene, molti sapranno che il modulo fotovoltaico è l’insieme più piccolo delle celle fotovoltaiche. Normalmente si ci riferisce ai moduli fotovoltaici in corrente continua, ma esistono anche alcuni moduli fotovoltaici in corrente alternata caratterizzati cioè dalla presenza dell’inverter integrato nel modulo stesso, tale da garantire, quindi, la produzione di energia elettrica esclusivamente in corrente alternata.



Si parla invece di pannello fotovoltaico per descrivere un gruppo di moduli fotovoltaici preassemblati, fissati meccanicamente insieme e collegati elettricamente; l’insieme di moduli fotovoltaici collegati elettricamente in serie costituisce la stringa fotovoltaica.

La schiera fotovoltaica rappresenta il complesso, integrato meccanicamente e collegato elettricamente, dei moduli fotovoltaici, dei pannelli fotovoltaici e delle relative strutture di supporto. Ciò premesso ricordiamo che fra i dati caratteristici riportati nella targhetta descrittiva dei moduli fotovoltaici compaiono alcuni dati fra i quali troviamo:

  • Il nome del Costruttore;
  • La designazione di tipo;
  • La potenza nominale, Pm;
  • La potenza minima garantita o tolleranza % di produzione;
  • La tensione alla massima potenza, Vm;
  • La corrente alla massima potenza, Im;
  • La tensione a vuoto, Voc;
  • La corrente di corto circuito, Isc;
  • La tensione massima ammessa per il sistema in cui viene inserito il modulo;
  • La temperatura nominale di lavoro della cella, Noct;
  • La presenza di eventuali Certificazioni.

Altri dati caratteristici come il tipo di cella fotovoltaico ed il relativo materiale, le dimensioni esterne, lo spessore ed il peso, i coefficienti di temperatura di Isc e Voc, il tipo di cornice, di rivestimento frontale e scatola di giunzione sono invece contenuti nel foglio-dati.
In questo secondo numero ci occupiamo delle tensioni presenti nella targhetta e delle relative definizioni.

Il primo valore indicato nella targa è quello dalla tensione alla massima potenza ovvero della tensione alla massima potenza di un dispositivo fotovoltaico in condizioni di prova normalizzate che troviamo indicata con la sigla Vm.
Essa descrive la tensione ai terminali del dispositivo fotovoltaico, nel punto di massima potenza (Mpp), in condizioni di prova normalizzate (Stc), ottenuta appunta al variare dell’irraggiamento solare e della temperatura mediante l’inseguitore di massima potenza inserito nell’inverter.
Questo valore rappresenta il valore nominale del dispositivo fotovoltaico, ovvero, della tensione al punto di massima potenza, come imposto dalla funzione Mppt dell’inverter a cui e collegato il dispositivo fotovoltaico (modulo, stringa, generatore, …).
Il valore della tensione massima che può raggiungere un generatore fotovoltaico, invece, sarà dato dalla somma delle tensioni a vuoto Voc dei moduli fotovoltaici collegati tra loro in serie alla temperatura ambiente minima considerata nel progetto.

Veniamo dunque al secondo valore di tensione presente nella targa, ovvero alla tensione a vuoto. Essa si riferisce al valore della tensione misurata a circuito aperto in condizioni di prova normalizzate ed è indicata con la sigla Voc.
Si parlerà invece di tensione a vuoto del generatore fotovoltaico in condizioni di prova standard (Voc ARRAY) per definire il prodotto fra la tensione a vuoto del singolo modulo fotovoltaico e il numero di moduli in serie che compongono la singola stringa del generatore fotovoltaico.
La tensione a vuoto del generatore fotovoltaico alle condizioni di prova standard e misurata in condizioni di circuito aperto e alle condizioni di prova standard sarà dunque il prodotto:

Voc ARRAY = Voc MOD · M

Il terzo valore indicato nei dati di targa è quello della tensione massima ammessa per il sistema in cui viene inserito il modulo. In questo caso la norma si riferisce al valore della tensione massima di sistema (dall’inglese maximum system voltage) ammessa dal modulo fotovoltaico, verificata nel corso della prova di isolamento per la qualifica del progetto e l'omologazione di tipo del modulo (Norme Cei En 61215, Cei En 61646).

La norma, però, ci parla di altri valori importanti per scegliere un modulo fotovoltaico e progettare il relativo sistema.
Fra questi ricordiamo il valore della tensione nominale ovvero della tensione al punto di massima potenza, come imposto dalla funzione Mppt dell’inverter a cui è collegato il dispositivo fotovoltaico (modulo fotovoltaico, stringa fotovoltaica, generatore fotovoltaico).
Con riferimento ai valori delle correnti indicate nella targa troviamo la corrente alla massima potenza e la corrente di corto circuito.
La prima si riferisce al valore della corrente massima in condizioni di prova normalizzate misurata ai terminali di un dispositivo fotovoltaico, nel punto di massima potenza e nelle condizioni di prova normalizzate.
La seconda, invece, è riferita al valore della corrente misurata ai terminali del dispositivo fotovoltaico in corto circuito nelle condizioni di prova normalizzate.

Concludiamo precisando che fra i dati caratteristici che troviamo nella targhe dei moduli fotovoltaici troviamo il valore della temperatura nominale di una cella fotovoltaica definita dalle norme come valore della temperatura media di equilibrio di giunzione di una cella solare all’interno di un modulo posto nelle condizioni di riferimento (irraggiamento = 800 W/m2, temperatura ambiente = 20 °C, velocità del vento = 1 m/s), a circuito elettrico aperto, installato su un telaio in modo che a mezzogiorno solare i raggi incidano normalmente sulla sua superficie esposta. La sigla è Noct.

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