Il fotovoltaico a concentrazione

Il fotovoltaico a concentrazione (anche chiamato CPV) è attualmente un sistema ancora di nicchia nel settore, che sfrutta un semplice principio fisico per cercare di ridurre i costi.

Ciò che più costa in un pannello fotovoltaico è il silicio di cui è costituito. L’idea è quindi quella di produrre meno celle fotovoltaiche su cui viene concentrata più luce solare, in modo da ottenere maggiori quantità di energia e compensare così il minor numero di celle, contenendo al contempo i costi e le dimensioni.

In realtà una delle problematiche riscontrate è stata proprio quella della convenienza economica, dato che le celle a concentrazione sono state per lungo tempo scarsamente reperibili.

Perché il sistema possa funzionare è necessario che questi pannelli siano dotati di un sistema di “inseguimento” dei raggi solari, di movimentazione e di raffreddamento dell’impianto. Attualmente però sembra aver raggiunto maturità sufficiente per diventare economico.

Un impianto fotovoltaico a concentrazione differisce da un impianto fotovoltaico classico ed è costituito da:

–          Una serie di lenti o specchi che concentrano i raggi solari su un ricevitore fotovoltaico;

–          Il ricevitore fotovoltaico: è qui che si trovano le celle fotovoltaiche, di dimensioni più piccole e di numero ridotto rispetto al normale pannello;

–          Un sistema di raffreddamento del ricevitore fotovoltaico, che riesca a mantenerlo sotto i 90°C. È nel ricevitore infatti è dove sono concentrati costantemente tutti i raggi solari;

–          Un sistema mobile di ‘inseguimento’ dei raggi solari;

–          Un sensore che controlla la posizione del Sole dettando il movimento al sistema di inseguimento.

A differenza dei materiali dell’impianto fotovoltaico classico – che sono realizzati da industrie specifiche – i materiali necessari per questo tipo di impianto sarebbero già ampiamente diffusi nella normale produzione industriale, motivo per cui sarebbe possibile – se diffusi largamente – poter contare sullo sfruttamento delle economie di scala per poter ottenere vantaggi sui costi di produzione.

Attualmente il rendimento dell’impianto a concentrazione è stimato attorno al 30%. (ricordiamo che la ricettività è limitata al 20% per le celle fotovoltaiche di impianti tradizionali). Nuovi studi hanno poi evidenziato come con celle particolari (“multi-junction”) è possibile incrementare l’efficienza al 40%, raddoppiando così i risultati degli impianti classici. Potenzialmente saranno proprio le celle multi-junction prodotte su scala industriale a dare impulso al settore. Inoltre il sistema garantisce delle maggiori rese giornaliere di energia, riuscendo a ricevere i raggi per l’intera giornata.

I pannelli a concentrazione attualmente hanno un prezzo a kWp inferiore del 20% rispetto ai normali pannelli fotovoltaici, senza dimenticare che nel nuovo Conto Energia gli incentivi sono previsti anche per gli impianti a concentrazione.

Per tutti questi motivi, nel 2012 ci si aspetta l’avvio di un mercato a livello industriale, superando così la fase sperimentale.