Fotovoltaico a concentrazione

L'idea del fotovoltaico a concentrazione è semplice e non nuova anzi è già vecchia di qualche decennio. In passato erano stati studiati vari sistemi fotovoltaici a concentrazione ma due fondamentali problemi ne avevano frenato la diffusione. Il primo era il costo di un impianto di tal tipo. Il secondo era di natura tecnologica ovvero la impossibilità di poter disporre di servo meccanismi di movimentazione ed inseguimento solare precisi ed affidabili a costi non stratosferici. A tutto ciò andava aggiunta la difficoltà di costruire celle fotovoltaiche di elevata efficienza capaci di sopportare le temperature elevate dei raggi solari concentrati. Prima di avventurarci nella descrizione di un siffatto apparato cerchiamo di spigare cosa è il fotovoltaico a concentrazione ed i principi su cui si basa. L'idea alla base di tale tecnologia è in se  banale. Appurato che il materiale più costoso di un impianto solare fotovoltaico è il Silicio e che una cella può produrre più energia se in qualche maniera si concentra su di essa la radiazione solare, si tratta quindi di dover organizzare l'impianto in maniera tale da ridurre al minimo la superficie captante e massimizzare, con opportuni apparati, la concentrazione della radiazione solare incidente. Per realizzare tutto ciò si ricorre ad un sistema di specchi che concentrano i raggi solari sul collettore posizionato nel fuoco ottico dell'apparato. Il sistema di concentrazione più semplice è costituito da una serie di specchi piani che concentrano la luce solare su di una area focale che è costituita dal pannello. Tale concentratore per funzionare correttamente deve avere costantemente il sole sul suo asse ottico. Pertanto deve essere dotato di un sistema che gli consenta di seguire costantemente il sole nel suo moto apparente. La tecnologia dei servomeccanismi elettrici ed elettronici che permettono tale funzione, solo negli ultimi anni, ha avuto l'incremento necessario per consentire soluzioni affidabili con costi ragionevoli. In questo campo i sistemi di telecomunicazione satellitari con i loro problemi di puntamento dei gruppi parabolici hanno fatto da apripista. Altro notevole impedimento alla diffusione dei sistemi fotovoltaici a concentrazione è stato per decenni la costruzione, a costi ragionevoli, di celle solari ad alta efficienza capaci di sopportare temperature elevate. Il problema della temperatura è stato ovviato introducendo sistemi di raffreddamento della cella a circolazione di acqua mutuati da quelli messi a punto in elettronica industriale per il raffreddamento dei microprocessori. La realizzazione di celle solari ad alta efficienza ha subito un grande impulso con gli studi del russo premio Nobel Zhores Alferov sulle eterostrutture ossia  cristalli composti da diversi semiconduttori di tipo differente.  Con tecniche di crescita epitassiale si depositano con estrema precisione strati di materiali semiconduttore con banda proibita diversa e quindi in grado di utilizzare una amplissima gamma della radiazione solare aumentando considerevolmente la efficienza di captazione. Basato su tali principi nel giugno del 2009 è stato presentato dalla italiana Beghelli un pannello fotovoltaico con efficienza superiore di circa l'80% alla media degli altri pannelli esistenti. Approfondimenti su: Fotovoltaico a concentrazione in fotovoltaico o in energia Solare.

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