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Concentrazione ottimizzata dell'energia solare

La tecnologia fotovoltaica (FV) imbriglia l'energia del Sole e la usa per produrre elettricità con un impatto minimo sull'ambiente. Una nuova tecnologia con domanda di brevetto presentata aiuterà a seguire meglio il Sole, migliorerà l'efficienza e diminuirà i costi.
Concentrazione ottimizzata dell'energia solare
I sistemi FV sono pronti per una diffusa accettazione sul mercato se sarà possibile aumentarne l'efficienza e abbassarne i costi. Il sistemi fotovoltaici a concentrazione (CFV) sono un modo promettente per raggiungere questi obbiettivi. Essi funzionano in base allo stesso principio sfruttato da un bambino quando concentra i raggi del Sole su un pezzo di carta con una lente di ingrandimento. Sistemi ottici riflettenti e di rifrazione concentrano l'energia del Sole. Questo riduce sensibilmente la quantità di semiconduttore necessaria in confronto al FV convenzionale.

Il progetto APOLLON ("Multi-approach for high efficiency integrated and intelligent concentrating PV modules (systems)"), finanziato dall'UE, affronta l'ottimizzazione dei CFV lungo tutta la catena distributiva. Gli scienziati hanno cercato dei miglioramenti nelle tecnologie di lavorazione, nei materiali semiconduttori e nella costruzione del prototipo finale.

Unendo le competenze di 17 partner provenienti da 8 paesi, i ricercatori hanno sviluppato un'ottica e una tecnologia per seguire il Sole nuove, e per entrambe è stata presentata domanda di brevetto. Essi hanno applicato un algoritmo per massimizzare la produzione di energia su ciascun modulo CFV. Il sistema CFV finale basato su specchi ha raggiunto un'impressionante efficienza del 30 %. Ci si aspetta che ulteriori progressi portino a efficienze record superiori al 45 %.

I partner di APOLLON hanno anche dato un contributo significativo agli standard riguardanti le metodologie di test dei CFV. Un nuovo modello del comportamento elettrico di un modulo CFV simile e un nuovo modo per determinate la temperatura della cella solare all'aperto saranno importanti per l'ottimizzazione di progetti futuri.

Il team ha accresciuto la competitività della tecnologia CFV mediante la riduzione dei costi a meno della metà di quanto previsto all'inizio del progetto. Inoltre, la valutazione ambientale ha dimostrato il recupero dell'investimento energetico in circa un anno e con un'impronta ecologica minima.

I partner di APOLLON hanno fatto progredire in modo significativo le più recenti tecnologie CFV con importanti riduzioni dei costi e con la promessa di efficienze da record. I progressi favoriranno una diffusa accettazione a livello globale. Questo contribuirà molto alla riduzione della dipendenza dai combustibili fossili e alla diminuzione delle emissioni associate al cambiamento climatico.

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