Fotovoltaico a concentrazione con specchi piani

z754336Nel fotovoltaico a concentrazione, una vasta area di luce solare è focalizzata sulla cella fotovoltaica con l’aiuto di un dispositivo ottico: tipicamente specchi o lenti. Concentrando la luce solare su una piccola area, questa tecnologia presenta numerosi vantaggi rispetto ad altre.

Innanzitutto, richiede meno materiale fotovoltaico per catturare la stessa luce del sole. Inoltre, data la piccola superficie fotovoltaica necessaria rende conveniente l’uso di celle fotovoltaiche multi giunzione, che sono celle di alta efficienza ma costose. Il sistema ottico può comprende materiali standard, fabbricati in processi consolidati, per cui l’ottica è meno costosa rispetto alle celle.

Concentrare la luce solare, tuttavia, richiede la luce diretta del sole piuttosto che la luce diffusa, limitando questa tecnologia ai luoghi soleggiati. Significa anche che, nella maggior parte dei casi, è necessario un qualche tipo di inseguimento del Sole. Nonostante sia stata fatta ricerca in questo campo fin dal 1970, questo settore dell’energia solare è diventato solo da poco una valida alternativa commerciale. Essendo una tecnologia giovane, non esiste un unico design dominante.

La classificazione più comune dei sistemi fotovoltaici a concentrazione è il grado di concentrazione, che si esprime in numero di “soli”. Per esempio. “3x” significa che l’intensità della luce che colpisce il materiale fotovoltaico è 3 volte quella che sarebbe senza concentrazione. I moltiplicatori solari, in particolare, sono semplici sistz676668cemi fotovoltaici a concentrazione caratterizzati da un incremento dell’energia prodotta non superiore al 100% (cioè con un fattore di concentrazione compreso fra 1X e 2X).

Trattandosi di un livello di concentrazione ultrabasso, i sistemi in questione utilizzano sempre pannelli fotovoltaici di tipo tradizionale, cioè al silicio cristallino o a film sottile. I moduli fotovoltaici a bassa concentrazione utilizzano specchi piani per concentrare la luce solare su una cella fotovoltaica. Spesso, questi specchi sono fabbricati con metalli rivestiti di silicone. Questo riduce le perdite per riflessione fornendo efficacemente un secondo specchio interno.

L’angolo degli specchi dipende dall’angolo di inclinazione, dalla latitudine e dalla progettazione del modulo, ma è tipicamente fissato. I rapporti di concentrazione raggiunti vanno da 1,5x a 2,5x. Le celle a bassa concentrazione di solito sono fatte di silicio monocristallino. Non è necessario alcun raffreddamento, anche se noi lo consigliamo senz’altro per aumentare la resa dei pannelli e proteggerli dal calore.

Un sistema di raffreddamento che non utilizza energia elettrica e molto economico può essere basato sulla polverizzazione di acqua sui pannelli fotovoltaici. Esistono infatti sul mercato, a circa 20 euro, dei kit di nebulizzazione composti da tubi e ugelli i quali, collegati a un rubinetto d’acqua, sono in grado di nebulizzare quest’ultima in particelle finissime che raffreddano il pannello per evaporazione al costo di un consumo di acqua assai ridotto e comunque conveniente rispetto ai sistemi elettrici.



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