Vetro solare è realizzato principalmente in vetro modellato ultra trasparente, con materie prime fondamentali tra cui sabbia di quarzo, carbonato di sodio, calcare, dolomite e solfato di sodio. A differenza del normale vetro architettonico, il vetro solare deve avere una trasmissione luminosa estremamente elevata per migliorare l’efficienza di conversione delle celle fotovoltaiche. Riducendo il contenuto di ferro nelle materie prime (solitamente inferiore a 150 ppm), il vetro solare può ridurre l'assorbimento della luce solare, consentendo a più energia di penetrare nel vetro e raggiungere i componenti fotovoltaici sottostanti.
Componenti principali e struttura del vetro solare
Il vetro solare non è solo uno scudo protettivo per i componenti fotovoltaici ma anche un elemento chiave per migliorare l’efficienza della produzione di energia. Di seguito sono riportati i suoi componenti principali e il processo di produzione:
1. Materie prime di base
Sabbia di quarzo a basso contenuto di ferro: Questa è la materia prima più critica. Il vetro comune appare verde perché contiene impurità di ferro, mentre vetro solare utilizza sabbia a basso contenuto di ferro di elevata purezza, rendendola quasi completamente trasparente.
Flussanti e stabilizzanti: Il carbonato di sodio viene utilizzato per abbassare il punto di fusione della sabbia silicea, mentre il calcare migliora la stabilità chimica e la resistenza fisica del vetro.
2. Struttura ottica speciale
Per massimizzare l'utilizzo dell'energia solare, il vetro solare adotta solitamente i seguenti design:
Trattamento di goffratura (superficie strutturata): Sulla superficie del vetro viene premuto uno specifico motivo a forma piramidale o strutturato, che riduce la riflessione speculare e provoca la diffusione della luce incidente, aumentando la lunghezza del percorso della luce sulle celle solari.
Rivestimento antiriflesso (rivestimento AR): Sulla superficie del vetro viene applicato un rivestimento di biossido di silicio dello spessore di un nanometro, che aumenta la trasmissione della luce da circa il 91% a oltre il 94%.
Tipi di tecnologia tradizionale di vetro solare
Vetro modellato ultra trasparente (utilizzato principalmente per celle in silicio cristallino): Questo è attualmente il tipo di vetro solare più utilizzato nel settore fotovoltaico. Attraverso uno speciale processo di goffratura, sulla superficie del vetro si forma una struttura specifica (come una forma strutturata o piramidale). Questa struttura riduce efficacemente la riflessione speculare e aumenta la riflessione diffusa della luce, migliorando così l'efficienza di conversione fotoelettrica. Inoltre, il vetro temperato modellato ha una resistenza fisica estremamente elevata ed è il materiale protettivo preferito per le centrali fotovoltaiche distribuite e le centrali elettriche montate a terra.
Vetro float ultra trasparente (utilizzato principalmente per celle a film sottile): A differenza del vetro modellato, il vetro float ultra trasparente ha una superficie estremamente piatta e liscia. Grazie al suo processo di fabbricazione che garantisce una planarità estremamente elevata, viene comunemente utilizzato come substrato per celle solari a film sottile.
Nelle celle a film sottile, lo strato semiconduttore deve essere depositato direttamente sulla superficie del vetro, richiedendo quindi requisiti quasi rigorosi in termini di planarità e trasparenza della superficie del vetro. Il vetro float ultra trasparente soddisfa perfettamente questo requisito di produzione di precisione.
Perché il vetro solare è fondamentale nel settore fotovoltaico?
Con l’accelerazione della transizione energetica globale, la domanda di vetro solare continua a salire. Non solo deve possedere una resistenza agli urti estremamente elevata (per resistere alla grandine e alle tempeste di sabbia), ma anche un'eccellente resistenza agli agenti atmosferici per garantire che i moduli fotovoltaici abbiano una durata di oltre 25 anni in ambienti esterni difficili.
Inoltre, la diffusione dei moduli a doppio vetro (vetro solare a doppia faccia) ha ulteriormente favorito i progressi tecnologici. Questa struttura non solo migliora la resistenza meccanica del modulo ma utilizza anche la luce riflessa dal retro per generare elettricità, aumentando significativamente la produzione di energia totale.
Capire “di cosa è fatto il vetro solare” è fondamentale per comprendere l’efficienza della produzione di energia fotovoltaica. Dalla selezione di materie prime di elevata purezza ai processi avanzati di rivestimento antiriflesso, ogni progresso tecnologico contribuisce a rendere l'energia verde più accessibile.
