Concentratori Solari

I sistemi fotovoltaici oggi in uso sono ancora troppo costosi e ciò li rende poco competitivi, a livello economico, con le fonti energetiche tradizionali.

Il problema principale è legato all'alto costo del materiale di partenza (silicio) rispetto al valore dell'energia prodotta.

Ciò determina che il mercato del fotovoltaico (FV) è in crescita in quei paesi in cui è presente una legislazione favorevole allo sviluppo di questa tecnologia.

Obiettivo primario in questo settore è quindi ampliare la capacità di penetrazione della tecnologia fotovoltaica in settori specifici, nei quali il suo impiego è ritenuto già oggi valido tecnicamente, con ulteriori investimenti in ricerca e sviluppo per il raggiungimento, nell'immediato futuro, anche della piena competitività economica, nell'ottica di affiancare il fotovoltaico alle altre tecnologie energetiche rinnovabili.

Una delle strategie per accelerare il processo di riduzione dei costi dei sistemi fotovoltaici  attuali è quella di puntare su tecnologie innovative.

Tra queste, a livello internazionale, il fotovoltaico a concentrazione (CPV) è considerato un'applicazione promettente per una significativa riduzione dei costi di investimento.

Esistono fondamentalmente due filosofie costruttive per poter attuare la concentrazione solare:

1. Usare delle lenti per rifrangere la luce sulla cella fotovoltaica
2. Utilizzare degli specchi o dei paraboloidi per riflettere la luce nel punto focale

L'approccio è, quindi, quello di concentrare, tramite ottiche opportune, un'elevata potenza luminosa su un ridotto quantitativo di celle, che risultano essere, come detto, la parte più costosa di un sistema fotovoltaico.

Per ottenere questo risultato si deve inseguire il sole con una precisione molto elevata.
Il sistema è quindi costituito da una struttura di sostegno per l'inseguimento del sole su due assi del piano generatore fotovoltaico. Il movimento alt-azimutale è assicurato da un sistema meccanico di riduttori, controllato da uno specifico sistema di movimentazione e controllo, in grado di assicurare l'accuratezza di inseguimento richiesta.

Il generatore è costituito da un array di moduli fotovoltaici nella cui struttura sono state integrate le ottiche che permettono di far lavorare le celle sotto una concentrazione della radiazione solare pari a 100-500X.

E' possibile riassumere i vantaggi promessi da questa tecnologia nel modo seguente:

• Costi inferiori, per unità di potenza, rispetto al fotovoltaico piano;
• Maggiore energia prodotta a parità di potenza rispetto ai pannelli piani;
• Grandi potenzialità di incrementare ulteriormente il rendimento elettrico;
• Ridotto uso di materiali semiconduttori (ad esempio il silicio);
• Scalabilità del processo produttivo;

Pirelli Labs sta sperimentando una serie di prototipi innovativi di CPV basati su diverse tecnologie presso una centrale telefonica nel comune di Napoli, per valutare direttamente in campo l'efficienza dei nuovi sistemi rispetto ai sistemi convenzionali che utilizzano pannelli piani in Silicio cristallino.