Fotovoltaico a concentrazione: il futuro passa da qui?
Il futuro del fotovoltaico passerà soprattutto per l’introduzione di impianti di ultima generazione dotati di tecnologie evolute capaci di offrire opportunità, efficienza e soluzioni prima impossibili.
Una delle più promettenti è quella legata all’impianto fotovoltaico a concentrazione, un sistema che promette di aumentare l’efficienza di conversione arrivando quasi al 50% rispetto all’attuali 20% degli impianti tradizionali.
APPROFONDIMENTO: Fotovoltaico nuova generazione
- Indice articolo
- Che cos’è il fotovoltaico a concentrazione (CPV)?
- Come funziona la tecnologia fotovoltaica a concentrazione?
- Quali vantaggi offre il fotovoltaico a concentrazione rispetto ai pannelli solari tradizionali?
- Quali aziende producono sistemi CPV?
- Quanto sono efficienti i sistemi CPV rispetto ad altre fonti di energia rinnovabile?
- Qual è il costo dell’utilizzo del fotovoltaico a concentrazione?
- Ci sono problemi di sicurezza legati all’utilizzo del fotovoltaico a concentrazione?
- Ci sono requisiti di manutenzione per gli impianti fotovoltaici a concentrazione?
Che cos’è il fotovoltaico a concentrazione (CPV)?
Il fotovoltaico a concentrazione (CPV) è un sistema dotato di particolari sistemi ottici (lenti, specchi, prismi, eccetera) capaci di aumentare il quantitativo di luce solare in modo da ottenere un maggior quantitativo di energia.
Questi sistemi ottici, infatti, convogliano e concentrano i raggi del sole su speciali celle fotovoltaiche ad alta efficienza in grado di sostenere la maggior produzione di energia elettrica.
Tra i principali componenti con cui è realizzato un impianto fotovoltaico CPV troviamo delle particolari celle a multigiunzione che, a differenza delle celle tradizionali, riescono a intercettare gamme di frequenza dello spettro solare maggiori, in modo da sfruttare al massimo l’energia disponibile.
Per questo motivo il fotovoltaico a concentrazione riesce a raggiungere efficienza di conversione nettamente superiore (quasi triplicata) rispetto ai sistemi tradizionali.
Inoltre l’impianto a concentrazione è dotato di una struttura a inseguimento solare che, attraverso dei motori, modificano l’orientamento dei pannelli solari in modo da avere sempre la migliore esposizione possibile.
Se generalmente l’alta temperatura influisce sulle prestazioni di un sistema fotovoltaico in quello a concentrazione il problema è maggiore.
Sono previsti degli appositi impianti di raffreddamento, ma pur se non incidono sulla resa della singola cella il consumo energetico per la loro alimentazione è un elemento da tenere in considerazione nella valutazione complessiva del rendimento dell’impianto.
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Come funziona la tecnologia fotovoltaica a concentrazione?
Molto semplicemente nel sistema fotovoltaico a concentrazione ci sono particolari sistemi ottici che convogliano l’irraggiamento solare in un unico punto di particolari celle solari in modo da aumentarne l’efficienza.
Le celle, infatti, sono realizzate con materiali altamente ricettivi a una maggiore quantità di gamme di frequenza dello spettro solare.
I sistemi ottici sono posizionati sotto la superficie del vetro delle celle fotovoltaiche e direzionano la luce solare nelle celle in modo che si possa produrre un maggior quantitativo di energia elettrica con la minor dispersione possibile.
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Quali vantaggi offre il fotovoltaico a concentrazione rispetto ai pannelli solari tradizionali?
Sono diversi i vantaggi legati al fotovoltaico a concentrazione.
Vi è, come anticipato, un maggior rendimento dovuto alla quantità superiore di irraggiamento solare e della capacità delle celle di catturarne l’energia al loro interno.
Parallelamente questi impianto utilizzano una minor quantità di silico, riducendo di fatto sia l’impatto ambientale che il costo di questa tecnologia, essendo il silicio uno dei componenti che aumenta maggiormente il costo dei pannelli solari fotovoltaici.
Oltre al rendimento bisogna considerare come questi pannelli sono più leggeri e quindi meno invasivi e con un ridotto impatto sul sito dove vengono installati, senza sottovalutare come possono essere installati anche su superfici di ridotta metratura, rendendo possibile l’installazione dell’impianto fotovoltaico anche in luoghi prima preclusi.
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Quali aziende producono sistemi CPV?
Tra i principali produttori di impianti fotovoltaici a concentrazione troviamo:
- Arzon Solar
- Azur Space
- Beghelli
- CPower
- Fullsuns Energy
- Moregosolar
- Runsol PV
- Tecno Energysum
- Zytech Solar
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Quanto sono efficienti i sistemi CPV rispetto ad altre fonti di energia rinnovabile?
Come anticipato il rendimento di un impianto solare a concentrazione arriva tranquillamente a superare il 40%; un valore enorme se paragonato al 15-20% delle tradizionali celle in silicio.
I modelli attuali di sistemi CPV hanno raggiunto un’efficienza del 46% e si sta lavorando per migliorare ulteriormente questo tipo di capacità produttiva.
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Qual è il costo dell’utilizzo del fotovoltaico a concentrazione?
Mediamente un impianto fotovoltaico a concentrazione ha un costo di circa il 20% in meno rispetto a un impianto tradizionale.
Questo principalmente per la riduzione della quantità di silicio delle cellule fotovoltaiche.
Indicativamente parliamo di impianti che costano non meno di 15.000€ per un impianto da 8kw con una media di 1.800-2.000€ al kw.
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Ci sono problemi di sicurezza legati all’utilizzo del fotovoltaico a concentrazione?
La principale criticità legata all’utilizzo di un impianto fotovoltaico a concentrazione è prevalentemente legata al rischio di surriscaldamento.
La concentrazione dei raggi solari in un unico punto, l’elemento caratteristico di questa tecnologia, provocano un elevato aumento della temperatura e i sistemi di raffreddamento previsti hanno un consumo energetico da considerare.
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Ci sono requisiti di manutenzione per gli impianti fotovoltaici a concentrazione?
Le attività di manutenzione sono indispensabili su qualsiasi tipo di impianto fotovoltaico, ma lo sono ancora di più per quelli a concentrazione.
Questo perché la presenza di polvere, detriti e sporcizia varia riduce e compromette la capacità riflettente dei sistemi ottici, riducendo l’efficacia di questo tipo di impianto.
Per questo motivo la manutenzione va programmata regolarmente in modo da sfruttare sempre pienamente tutte le potenzialità di un impianto di questo tipo.
Articolo di approfondimento: Manutenzione impianto fotovoltaico
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