Premessa
L’uso dell’energia solare su grande scala, per fornire un contributo
concreto alla produzione energetica planetaria, trova un difficile
ostacolo nell’elevato costo di raffinazione del materiale di base
costituito, allo stato attuale delle tecnologie, essenzialmente dal
silicio.
Inoltre, a causa dell’intrinseca complessità del processo di raffinazione non è lecito attendersi una significativa riduzione del costo di tale materiale sulla base di economie di scala già abbondantemente sfruttate dalla catena produttiva.
Principio della concentrazione solare
Il principio dei concentratori ottici fotovoltaici si basa semplicemente sull’utilizzo di un collettore ottico di radiazione a riflessione o rifrattivo (specchio o lente), che concentri la luce solare su una ridotta quantità di celle fotovoltaiche ad alta efficienza.
La riduzione del silicio impiegato rispetto ad un sistema piano è pari al valore della concentrazione ottica; la struttura costruttiva dei concentratori ricorda molto gli esperimenti dei bambini con le lenti di ingrandimento.
L'Inseguimento
Tutti i sistemi aventi concentrazione ottica superiore a 5 devono necessariamente essere dotati di un sistema di movimentazione del concentratore solare che mantenga il sole nella regione di accettanza ottica massima.
La precisione richiesta ai sistemi meccanici aumenta con la concentrazione ottica, l’inseguimento garantisce una maggiore produzione di energia elettrica su base annua stimabile, alle nostre latitudini, in oltre il 30% di l'incremento rispetto ad un sistema piano fisso di analoga potenza nominale.
Coating dicroici
La radiazione incidente viene separata in diverse componenti
cromatiche, la separazione della radiazione è ottenuta tramite
opportuni coating dicroici che agiscono come
filtri ottici selettivi
La differente componente cromatica separata e riflessa viene raccolta da distinte celle fotovoltaiche progettate per essere più sensibili alle differenti frequenze provenienti, appunto, dai differenti film dicroici.
Prima cella a concentrazione al silicio
Le comuni celle fotovoltaiche al silicio non sono adatte, senza
modifiche, a raccogliere la radiazione solare concentrata. Variando alcune caratteristiche,
senza rivoluzionare la struttura della cella, è possibile produrre celle
adatte alle esigenze della concentrazione.
Seconda cella InGaP e terza in GaAs
Stiamo sviluppando substrati virtuali sui quali è possbile depositare strutture fotovoltaiche con elementi del tipo
III-V (singole e doppie giunzione).
Otteniamo così substrati adatti per la produzione di celle InGaP e in GaAs da utilizzare in sistemi fotovoltaici concentratori a separazione spettrale ad elevata efficienza realmente competitivi in termini di prezzo.
Vogliamo ottenere un sistema unicamente basato sul silicio, sia come materiale per una tipologia di cella sia come supporto per la cella InGaP e in GaAs.
Sistema solare a concentrazione su selezione spettrale
Il nostro sistema a concentrazione costituisce, per tutti i Paesi che si affacciano sul bacino del Mediterraneo, un’occasione unica per lo sviluppo di una
tecnologia energetica interamente indipendente dalle fonti fossili.
La concentrazione solare è il modo migliore per la produzione su scala industriale di energia elettrica da fonte fotovoltaica, se sapremo sviluppare una proficua rete di sinergie interaziendali, per il nostro Paese potrà anche essere l'occasione di importanti ricadute su tutto il sistema economico-produttivo.