| | | "Rondine", moduli a concentrazione | |  La CPower srl, società spin-off dell'Università di Ferrara nata nel 2006, sta realizzando, in provincia di Ferrara e in Sicilia, i primi due impianti fotovoltaici a concentrazione utilizzando i moduli “Rondine”: sistemi a concentrazione, sviluppati dalla stessa CPower, con celle al silicio monocristallino e concentratori di tipo riflettente con fattore di concentrazione 25x. Con una quantità di silicio 25 volte inferiore (il 4%) si ottiene, quindi, una resa energetica confrontabile con un pannello piano tradizionale di uguale superficie.
L'azienda, il cui capitale è per il 10% dell'Università e per il restante 90% privato - è ad oggi l'unica società in Italia attiva nel campo della concentrazione. Tra i partner consorziati figura anche la padovana S.E. Project (dal gennaio 2008 divenuta Solon SpA).
Parallelamente ai progressi relativi all'efficienza delle varie tipologie di celle, uno degli ambiti di ricerca volti all'abbattimento dei costi della produzione di energia da fotovoltaico, riguarda i sistemi a concentrazione, considerati come un'interessante opzione per ridurre in maniera significativa l'incidenza della parte fotovoltaica, che viene sostituita con materiali semi-convenzionali meno costosi.
Nel fotovoltaico a concentrazione, la radiazione solare non incide direttamente sulle celle, ma viene concentrata da opportune lenti o altri dispositivi ottici: in pratica, è come se le celle fossero investite non dalla radiazione proveniente da un unico sole, ma da più soli - da poco meno di una decina fino a oltre 800, a seconda del dispositivo ottico utilizzato - con una conseguente riduzione dell'area di moduli fotovoltaici da utilizzare.
Il potenziale vantaggio economico di questa tecnologia è che la maggior parte dei materiali e delle risorse impiegate nella costruzione di un sistema a concentrazione sono costituiti da superfici riflettenti, supporti e sistemi di movimento e controllo, le cui filiere industriali sono già mature. Questo tipo di sistemi può quindi avvantaggiarsi di economie di scala molto più marcate rispetto ai sistemi a pannelli piani vincolati ad un materiale di alto costo intrinseco.
CPower srl prevede di impiegare simultaneamente diverse tipologie di celle fotovoltaiche separando il fascio di luce incidente nelle sue componenti spettrali. Ciascun materiale semiconduttore raggiunge, infatti, la massima efficienza di conversione con lunghezze d'onda (colori) caratteristiche: il silicio, per esempio, ha una elevata efficienza di conversione nella regione del vicino infrarosso, mentre non opera con buone rese nella luce visibile; l'arseniuro di Gallio ha una efficienza migliore nelle regioni del visibile e risulta quindi complementare al silicio.
Per utilizzare simultaneamente questi diversi materiali è necessario separare (beam splitting) la radiazione che arriva al ricevitore in due fasci, uno più “ricco” di luce infrarossa che può essere deviato sul ricevitore al silicio, ed uno più ricco di luce visibile che può essere inviato ad un ricevitore ad arseniuro di Gallio (o altri materiali). Questo può essere effettuato tramite l'impiego di specchi dicroici, già largamente impiegati nell'industria dell'ottica professionale e consumer. A fronte di un sistema leggermente più complesso questo tipo di approccio può permettere sostanziali incrementi del rendimento globale del convertitore spingendosi verso il 30% di efficienza della cella.
Fino ad oggi tutte le ricerche internazionali erano tese a sviluppare sistemi ad elevata concentrazione, sopra i 300 soli, mentre la concentrazione intermedia sotto i 300 soli veniva trascurata, perché le celle abitualmente usate su tali sistemi sono assai costose e al di sotto dei 300 soli non c'era competitività economica.
Alla prossima conferenza internazionale di Valencia, nell'autunno di quest'anno, saranno presentati i risultati dei primi impianti. Gli ottimi risultati conseguiti finora potrebbero presto portare a produrre su scala industriale il modulo “Rondine”. In questo caso CPower sarebbe la prima azienda al mondo a proporre concretamente un modulo a media concentrazione sul mercato a prezzi competitivi.
Fonte: CPower srl | | La Redazione, 20/05/2008
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