Caratterizzazione sperimentale delle prestazioni di moduli fotovoltaici in silicio monocristallino con celle back contact ad alta efficienza in presenza di ombre = Experimental characterization of monocrystalline silicon photovoltaic modules with high-efficiency back-contact cells under partial shading

La crescente diffusione dei sistemi fotovoltaici rende cruciale l’analisi delle prestazioni dei moduli in condizioni di ombra parziale, causa frequente di perdite di potenza e di fenomeni di stress termico localizzato. Il presente lavoro di tesi si concentra sulla caratterizzazione sperimentale di moduli fotovoltaici innovativi in silicio monocristallino con celle back contact (xBC) aventi una tecnologia ottimizzata per mitigare l’impatto delle ombre sul modulo. La prima parte del lavoro ha previsto lo studio sperimentale del comportamento elettrico dei tre moduli xBC in differenti configurazioni di ombra utilizzando la stazione di misura installata presso le Officine Edison di Torino di proprietà di Edison S.p.A.. Nella seconda parte del lavoro, è stato sviluppato un software per l’elaborazione dei dati provenienti da una campagna sperimentale di lunga durata con un duplice obiettivo. In primo luogo, il software ha permesso di correggere le prestazioni elettriche dei moduli fotovoltaici in analisi dalle condizioni di misura alle condizioni di riferimento Standard Test Conditions (STC). Tale correzione è necessaria per valutare la conformità rispetto al dato dichiarato dal costruttore dei moduli. Inoltre, l’evoluzione nel tempo della deviazione rispetto alla prestazione del costruttore è stata investigata. Il secondo obiettivo del software ha riguardato la stima del coefficiente termico relativo alla massima potenza per i generatori fotovoltaici in test. Entrambe le analisi sono state svolte utilizzando un metodo statistico con il fine di garantire una buona affidabilità dei risultati ottenuti. Per quanto riguarda la prima parte del lavoro, i risultati ottenuti hanno evidenziato una differente sensibilità alle condizioni di ombra tra le tecnologie analizzate. In particolare, è stato osservato un vantaggio prestazionale significativo per i moduli con tecnologia ottimizzata in caso di ombra localizzata su singola cella; con ombra diffusa, invece, le prestazioni tra i moduli sono risultate comparabili. Relativamente alla seconda parte del lavoro, la correzione della potenza misurata in condizioni STC ha dato risultati entro le tolleranze di targa, a conferma della stabilità nel tempo della prestazione dei moduli. Al contrario, i coefficienti termici da stima outdoor sono risultati lievemente peggiori rispetto ai datasheet, ottenuti da stima indoor in ambiente controllato. In ogni caso, si è confermata la migliore prestazione termica per i moduli con tecnologia ottimizzata.