Innovativa tecnologia FV a bassa concentrazione
Per ridurre i costi della produzione di elettricità con il fotovoltaico (FV), l’industria dell’energia solare è stata obbligata ad adottare soluzioni innovative per la diffusione del FV su larga scala. Queste dovrebbero essenzialmente includere basso costo di investimento, breve recupero dell’investimento energetico, lunga durata e flessibilità del sistema. Il consorzio SOLGAIN (Competitive stationary low concentrating solar module of novel design) è stato formato per affrontare gli ostacoli economici, ambientali e tecnologici mediante lo sviluppo di nuovi progetti LCPV stazionari. L’obiettivo era quello di raggiungere 0,67 euro per watt e di ottimizzare l’assemblaggio del modulo per le applicazioni commerciali. Se paragonati ai sistemi ad alta concentrazione, quelli LCPV sono più facili ed economici da fabbricare e manutenere. Inoltre, essi sono particolarmente adatti per l’integrazione negli edifici, offrendo un’alternativa competitiva ai sistemi FV piatti. Concentratori parabolici composti e concentratori basati su prisma sono alcuni esempi di sistemi LCPV. I ricercatori hanno progettato con successo un sistema LCPV con un concentratore parabolico composto a prisma accoppiato ad ampio angolo di accettanza che dovrebbe massimizzare la produzione annua di energia. Grazie all’utilizzo di un materiale dielettrico nanocomposito trasparente con un alto indice di rifrazione, essi hanno eliminato il bisogno dell’inseguimento solare meccanico. Infine, i ricercatori hanno usato una cella solare ad elevata efficienza con contatto di rame posteriore interdigitato per ottimizzare le prestazioni, eliminare le perdite dovute all’ombra e tagliare i costi. Lo sviluppo di questi innovativi LCPV offre grandi possibilità per soddisfare la domanda energetica durante le ore di punta. Questo è legato al loro ampio angolo di accettanza e alla loro capacità di catturare una grande parte della radiazione solare diffusa oltre alla componente diretta. Il modulo FV a film sottile riduce la quantità di materiale attivo. Questo ha un notevole impatto sul tempo di recupero dell’investimento energetico, che si stima essere meno di un anno. I ricercatori hanno progettato i moduli LCPV pensando alla flessibilità. Questi moduli possono sostituire i convenzionali materiali per l’edilizia in parti del rivestimento degli edifici, in particolar modo nelle facciate verticali. Migliorare l’efficienza di conversione dell’energia della cella diminuendo allo stesso tempo il suo costo d’installazione e utilizzando meno materiale attivo dovrebbe facilitare lo sviluppo di moduli economici. I prototipi di SOLGAIN dovrebbero consentire efficienze di conversione più elevate e una riduzione del materiale attivo pari a cinque volte, portando così a un apprezzabile rapporto tra costi e prestazioni.
Parole chiave
Fotovoltaico a bassa concentrazione, energia solare, recupero investimento energetico, SOLGAIN, integrazione edifici
