Ridimensionamento del fotovoltaico a concentrazione

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Gli scienziati dell’Università Politecnica di Madrid hanno sviluppato una tecnologia di celle fotovoltaiche a concentrazione (CPV) miniaturizzate che promette costi di produzione inferiori e un assemblaggio molto più economico dei moduli CPV.

“Il microfotovoltaico a concentrazione (micro-CPV) è un’evoluzione della tecnologia CPV convenzionale”, ha dichiarato a pv magazine l’autore principale della ricerca, Norman Jost. “L’obiettivo principale del nostro lavoro era la riduzione delle dimensioni della cella solare e della coppia di lenti concentratrici, che consente di ottenere numerosi vantaggi, come minori perdite di trasmissione, una migliore distribuzione delle correnti e delle temperature e un modulo complessivamente più compatto che assomiglia alle dimensioni dei moduli al silicio standard”.

Jost ha riconosciuto che la tecnologia CPV non raggiungerà probabilmente i prezzi bassi del fotovoltaico al silicio, ma ha anche detto che il CPV ha alcune applicazioni interessanti. “La più convenzionale è l’impiego in luoghi dove lo spazio disponibile è limitato ed è necessaria un’elevata potenza”, ha spiegato. “Poiché questi sistemi inseguono attivamente il sole, potrebbero essere presi in considerazione per alcuni casi di trasporto, come le imbarcazioni”.

Lo scienziato ha spiegato che il loro lavoro sui micro-CPV è una revisione che raccoglie tutto ciò che è stato fatto sul campo fino ad oggi. “Potrebbe essere usata come guida per chiunque voglia iniziare una ricerca in questo campo o per qualsiasi azienda interessata a sviluppare un prodotto”, ha spiegato ancora Jost.

Nello studio “Integrated Micro-Scale Concentrating Photovoltaics: A Scalable Path Toward High-Efficiency, Low-Cost Solar Power”, pubblicato su Solar RRL, i ricercatori spiegano che la tecnologia CPV è rimasta intrappolata per anni nel dilemma dell’uovo e della gallina, con gli sviluppatori che non sono riusciti a ridurre i costi elevati e a raggiungere le efficienze promesse.

“La mancanza di una sufficiente diffusione commerciale ha impedito di beneficiare della riduzione dei costi associata alla curva di apprendimento della tecnologia, mentre la mancanza di competitività rispetto al fotovoltaico convenzionale ha impedito lo sviluppo su larga scala del mercato della tecnologia”, ha spiegato il gruppo.

Per risolvere parzialmente questi problemi finanziari e tecnici, gli studiosi hanno affermato che i fondamenti della tecnologia CPV possono essere migliorati miniaturizzando sia le celle CPV che i componenti ottici e adottando uno schema di assemblaggio dei moduli CPV più vicino a quello dell’industria fotovoltaica.

La rassegna riporta tutti i precedenti tentativi di costruire celle micro-CPV e include anche i più recenti sviluppi industriali e scientifici. Presenta innovazioni come le lenti per array di vetro stampate, l’interconnessione parallela delle celle solari con la serigrafia, le lenti prodotte con la tecnica roll-to-plate e roll-to-roll con resine UV curabili.

“Questa rassegna esamina lo stato dell’arte della tecnologia, coprendo i progressi nello sviluppo delle microcelle solari, le soluzioni di assemblaggio delle celle solari, l’interconnessione funzionale delle microcelle solari, i nuovi design ottici e la produzione, l’integrazione di micro-CPV ibride/fotovoltaico al silicio e l’inseguimento interno in un modulo compatto e piatto”, ha sottolineato il team di ricerca.

Secondo Jost, il ridimensionamento delle CPV può portare a vantaggi quali un percorso ottico breve, una migliore gestione termica, minori perdite resistive, peso ridotto e un fattore di forma compatto simile a quello del fotovoltaico al silicio. “Altre caratteristiche includono l’inseguimento interno e l’ibrido CPV/silicio-PV”.

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