Una maggiore efficienza per l’energia solare
Usare una lente per concentrare i raggi del Sole su un pezzo di carta per fargli prendere fuoco può sembrare un gioco per bambini. Tuttavia, questo principio forma la base delle tecnologie energetiche a concentrazione solare, che usano specchi o lenti per concentrare l’energia del Sole e trasformarla in vapore per la produzione di elettricità. Queste tecnologie hanno il potenziale di aiutare l’UE a ridurre la dipendenza dai combustibili fossili oltre che le emissioni nocive. La tecnologia fotovoltaica a concentrazione (CPV) usa specchi o lenti per concentrare la luce solare su delle celle solari piccole ma molto efficienti. Tuttavia, dei sistemi CPV altamente efficienti non solo necessitano di celle solari molto efficaci ma anche di un’ottica per la concentrazione molto efficiente e di sistemi a inseguimento accurati. Il progetto NGCPV (A new generation of concentrator photovoltaic cells, modules and systems) è stato creato per aumentare notevolmente l’efficienza e per diminuire il costo di questi sistemi. Due nuove strutture per celle solari CPV, che hanno il potenziale di superare un’efficienza di conversione del 50 %, sono state prese in esame dal consorzio: celle solari a giunzione quadrupla e celle solari a banda intermedia. Per fabbricare queste nuove strutture delle celle, NGCPV ha studiato due gruppi di materiali nuovi: nitruri diluiti e nanostrutture quantiche. Un impianto CPV da 50 kW è stato installato e collegato alla rete elettrica. Esso è stato usato per valutare i parametri di irradianza e le condizioni climatiche e per supportare lo sviluppo di procedure di certificazione. Basandosi su questo, i ricercatori hanno anche sviluppato delle regole per prevedere la produzione di energia. Allo scopo di migliorare le prestazioni con costi ridotti sono stati creati degli strumenti per la caratterizzazione di celle CPV, moduli e sistemi per il collaudo all’aperto e al chiuso. In parallelo, i ricercatori hanno sviluppato delle celle solari basate su nanostrutture a semiconduttore, che includono molteplici pozzi quantici e punti quantici. L’utilizzo della luce concentrata su queste strutture ha incrementato la tensione del circuito aperto di queste celle al di là delle aspettative iniziali. La tecnologia CPV rappresenta un’opportunità significativa per le industrie dell’UE e per quelle giapponesi di portare il resto del mondo nelle future tecnologie per la produzione dell’energia solare. I risultati del progetto forniscono una spinta importante verso un’efficiente tecnologia CPV a bassa concentrazione attraverso strumenti di caratterizzazione che supportano l’ottimizzazione di materiali, subcomponenti e centrali elettriche. Di conseguenza, la tecnologia di NGCPV accelererà il passaggio all’energia solare quale alternativa rinnovabile e pulita ai combustibili fossili.
Parole chiave
Energia solare, celle solari, elettricità, energia solare a concentrazione, fotovoltaico a concentrazione
