Les plaques solars fotovoltaiques absorbeixen la llum solar com a font d’energia per generar electricitat de corrent directe. Un mòdul fotovoltaic (PV) és un conjunt empaquetat i connectat de cèl·lules solars fotovoltaiques disponibles en diferents tensions i watts. Els mòduls fotovoltaics constitueixen la matriu fotovoltaica d’un sistema fotovoltaic que genera i subministra electricitat solar en aplicacions comercials i residencials.

L’aplicació més habitual de la recollida d’energia solar fora de l’agricultura són els sistemes de calefacció d’aigua solar.

Els mòduls fotovoltaics utilitzen l'energia lumínica (fotons) del Sol per generar electricitat mitjançant l'efecte fotovoltaic. La majoria dels mòduls utilitzen cèl·lules de silici cristal·lí basades en oble o cèl·lules de pel·lícula fina. El membre estructural (carregador de càrrega) d'un mòdul pot ser la capa superior o la capa posterior. Les cèl·lules també han de protegir-se de danys i humitats mecàniques. La majoria dels mòduls són rígids, però també hi ha semi-flexibles basats en cèl·lules de film prim. Les cèl·lules s’han de connectar elèctricament en sèrie, una a l’altra.

A la part posterior de la placa solar s’uneix una caixa de juntura fotovoltaica i és la seva interfície de sortida. A l'exterior, la majoria de mòduls fotovoltaics utilitzen connectors tipus MC4 per facilitar connexions a la intempèrie fàcil amb la resta del sistema. També es pot utilitzar una interfície d’alimentació USB.

Les connexions elèctriques del mòdul es realitzen en sèrie per aconseguir la tensió de sortida desitjada o en paral·lel per proporcionar la capacitat de corrent desitjada (amperes). Els cables conductors que treuen el corrent dels mòduls poden contenir plata, coure o altres metalls de transició conductors no magnètics. Els díodes bypass es poden incorporar o utilitzar externament, en cas d’ombrejat parcial del mòdul, per maximitzar la sortida de les seccions del mòdul encara il·luminades.

Alguns mòduls solars fotovoltaics especials inclouen concentradors en els quals la llum està enfocada per lents o miralls a cèl·lules més petites. Això permet l’ús de cèl·lules amb un cost elevat per unitat d’àrea (com ara l’arsènid de galli) de manera rendible.

Els panells solars també utilitzen marcs metàl·lics que consisteixen en components de cremallera, claudàtors, formes reflectores i abeuradors per suportar millor l'estructura del panell.

El 1839, Alexandre-Edmond Becquerel va observar per primera vegada la capacitat d'alguns materials de crear una càrrega elèctrica per l'exposició a la llum. Tot i que les plaques solars d’estrena eren massa ineficients per a simples dispositius elèctrics, es van utilitzar com a instrument per mesurar la llum. L'observació de Becquerel no es va tornar a replicar fins al 1873, quan Willoughby Smith va descobrir que la càrrega podia ser causada per la picada llum de seleni. Després d'aquest descobriment, William Grylls Adams i Richard Evans Day van publicar "L'acció de la llum sobre el seleni" el 1876, descrivint l'experiment que van utilitzar per replicar els resultats de Smith. El 1881, Charles Fritts va crear el primer panell solar comercial, que va ser informat per Fritts com a "continu, constant i de força considerable, no només per l'exposició a la llum del sol, sinó també per la llum del dia difusa". Tot i això, aquestes plaques solars eren molt ineficients, sobretot en comparació amb les centrals elèctriques de carbó. El 1939, Russell Ohl va crear el disseny de cèl·lules solars que s’utilitza en molts panells solars moderns. Va patentar el seu disseny el 1941. El 1954, Bell Labs va utilitzar per primera vegada aquest disseny per crear la primera cèl·lula solar de silici viable comercialment.

Actualment, la majoria de mòduls solars es produeixen a partir de cèl·lules solars de silici (c-Si) cristal·lines fetes de silici multicristallí i monocristal·lí. El 2013, el silici cristal·lí va representar més del 90 per cent de la producció fotovoltaica mundial, mentre que la resta del mercat general es compon de tecnologies de pel·lícula fina amb tel·lur de cadmi, CIGS i silici amorf.

Les tecnologies solars emergents de tercera generació utilitzen cèl·lules avançades de pel·lícula prima. Produeixen una conversió d’eficiència relativament alta pel baix cost en comparació amb altres tecnologies solars. A més, preferentment, les cèl·lules de multi-unió rectangulars (MJ) de gran cost, d’eficàcia i d’envasament pròximes s’utilitzen preferentment en panells solars en naus espacials, ja que ofereixen la major proporció de potència generada per quilogram elevat a l’espai. Les cèl·lules MJ són semiconductors compostos i constituïts per arsenur de galli (GaAs) i altres materials semiconductors. Una altra tecnologia fotogràfica emergent que utilitza cèl·lules MJ és el concentrador fotovoltaic (CPV).

En aquesta pàgina podeu descarregar imatges PNG gratuïtes: Imatges PNG de panells solars