Fotovoltaico a concentrazione

La nostra fame di energia cresce quotidianamente, ogni giorno abbiamo bisogno di centinai di TWh di elettricità e gran parti di questi provengono dai combustibili fossili con una massiccia emissione di CO2 e altri inquinanti che uccidono la nostra atmosfera. Per far fronte al problema energetico e alle conseguenti emissioni, bisogna agire seguendo due strade, la prima vuole re-inventare il nostro modo di vivere con l’allestimento delle cosiddette smartcities, la seconda vuole affidarsi a fonti energetiche pulite e qui troviamo, tra le altre, il fotovoltaico a concentrazione.

Per soddisfare il nostro fabbisogno energetico non basterà il fotovoltaico a concentrazione, esso dovrà unirsi alle altre fonti di energia rinnovabile che nel complesso possono incidere significativamente sulla nostra fame energetica. Cosa cambia tra l’energia fotovoltaica convenzionale e il fotovoltaico a concentrazione?

In primis possiamo fare una distinzione di costi. I sistemi per l’energia fotovoltaica hanno un costo stimabile che oscilla tra i 6.000-7.000 Euro/kWp. Molto più economico è il discorso dell’energia eolica dove, ogni kW di energia prodotta costa meno della metà di un kW proveniente dai pannelli fotovoltaici, ma di certo non possiamo installare una turbina eolica di 80 metri nel cortile di casa; ma quando decidiamo di installare un impianto fotovoltaico convenzionale? Ci occorrono autorizzazioni, permessi e soprattutto vi sono problemi per la progettazione e la manutenzione degli impianti. Il fotovoltaico a concentrazione vuole prosi come rimedio a queste difficoltà.

L’ideale sarebbe quello di unire le forze tra fotovoltaico convenzionale e energia solare a concentrazione, lo abbiamo visto con la tecnologia CSP con sistema a concentrazione solare ma si tratta di una soluzione creata per i grandi parchi solari, mentre chi sta pensando di sfruttare l’energia solare per la propria casa, perché non potrebbe orientarsi sul sistema a concentrazione solare per uso domestico?

Composto da un grande sistema di specchi, il cosiddetto “concentratore primario” che ha lo scopo di proiettare tutta la luce solare in un unico punto dove è posizionato il ricevitore fotovoltaico, posto sul fuoco ottico del sistema. La produzione su larga scala di tale tecnologia è semplice: basterebbe impiegare degli stampi per iniezione o termoformatura, si tratta di uno sviluppo alla portata della gran parte di aziende italiane.

Il fotovoltaico convenzionale spreca molta energia, ciò che non farebbe un impianto fotovoltaico a concentrazione, progettato per seguire i movimenti del sole così da operare quando i raggi solari si trovano sempre sull’asse ottico del “concentratore primario”. Il fotovoltaico a concentrazione potrebbe sfruttare un sistema di movimentazione mediante tecnologie elettroniche ed elettromagnetiche del posizionamento preciso dei sistemi parabolici.

Fin ora ci siamo soffermati sulla funzione del “concentratore primario”, cioè quel sistema di specchi che “concentra” tutta l’energia solare in un solo punto. In questo punto è posto il ricevitore fotovoltaico, il cuore del sistema, costituito da un piccolo pannello di celle fotovoltaiche ad altissima efficienza progettate per operare sotto concentrazione. Il ricevitore fotovoltaico, per molti anni è stato un limite della diffusione del fotovoltaico a concentrazione per i suoi costi elevati, solo negli ultimi anni sul mercato sono arrivate celle fotovoltaiche per concentrazioni che garantiscono alte performance e prezzi accessibili.

Immaginiamo questo “punto fuoco” dove il “concentratore primario” concentra tutta la potenza solare, di certo il ricevitore fotovoltaico raggiungerà altissime temperature! E’ per questo che è stato pensato un sistema di raffreddamento in grado di mantenere la temperatura delle celle fotovoltaiche sotto i 90°C.

I progressi effettuati dalla tecnologia negli ultimi 10 anni, sono in grado di offrire sistemi di fotovoltaico a concentrazione a prezzi ragionevoli e capaci di garantire alte performance. Come troppo spesso accade, a rallentare lo sviluppo di un settore non è la tecnologia ma è lo stesso mercato. L’energia fotovoltaica potrebbe coesistere ed essere implementata con il fotovoltaico a concentrazione per la creazione di campi solari ad altissima efficienza, il problema è che i gruppi che commercializzano i pannelli solari vogliono una fetta di mercato tutta loro, così come la desiderano gli sviluppatori del fotovoltaico a concentrazione. A tal proposito puù interessarti la lettura dell’articolo “Pannelli solari e Solare Termico“.

a cura di Anna De Simone

Photo Credits | optoelettronica.metid.polimi.it

Pubblicato da Anna De Simone il 27 aprile 2012