Fotovoltaico e riduzione dei costi: è con un nuovo materiale “adattivo” che permette di concentrare la luce senza “inseguimento dinamico”

glintphotonicsLa corsa alla riduzione dei costi, per il fotovoltaico non conosce limiti, soprattutto in termini di materiali sempre nuovi e orientati, ognuno a dare una spallata alle voci di costo più significative da un lato ed alla massimizzazione dell’efficienza dall’altro. Nel caso che sto pre introdurre, si parla di un nuovo materiale adattivo, capace cioè di modificare le proprie caratteristiche in funzione della luce incidente, massimizzando la produzione di energia solare. Il nuovo metariale è il frutto della ricerca di una start up, la Glint Photonics (link sito), finanziato dal programma ARPA-E. Si tratta di unglint materiale che ha la caratteristica di modificare il proprio potere riflettente in funzione del calore della luce concentrata, in maniera catturare l’irraggiamento avente angoli di incidenza diversi. Un sistema che consentirebbe di sostituire gli attuali, complessi e costosi sistemi di tracciamento ed inseguimento della luce solare, utilizzati fino ad oggi per aumentare immagineanimatal’efficienza degli impianti fotovoltaici e soprattutto assolutamente irrinunciabili negli impianti fotovoltaici a concentrazione, potendo conseguire così sia un notevole calo dei costi, che una altrettanto notevole semplificazioni impiantistica. Una tecnologia, quella del fotovoltaico a concentrazione, noto anche sotto l’acronimo CPV (Concentrated. PhotoVoltaic), che permette di utilizzare celle di ridotte dimensioni e più economiche, configurato solitamente da una serie di specchi o lenti, che devono essere spostati mentre il Sole avanza e quindi sulle due diverse dimensioni:

  • Giornaliera: che insegue il sole nel suo percorso quotidiano;
  • Stagionale: che insegue il sole nella sua declinazione solare, che ha gli estremi nei solstizi d’estate e d’inverno.

Il nuovo materiale è composto da due parti:

  • la prima, a contatto diretto con la luce solare, è costituita da una serie di lenti molto sottili ed a basso costo che consentono di concentrare la luce solare come nei normali impianti;
  • la seconda, sottostante, è costituita invece da una lastra di vetro, che consente di concentrare molta più luce solare di quella che si raccoglie e si concentra sui bordi, con un fattore di concentrazione fino a 500 volte.

brevetto

E’ proprio la lastra riflettente l’elemento nuovo, essendo ricoperto dal materiale riflettente realizzato da Glint, sui due lati, sia sulla parte superiore che su quella inferiore. In sostanza, quando la luce concentrata dalle lenti in superficie colpisce il nuovo materiale, questo si riscalda. Contemporaneamente all’aumento di temperatura, la parte del materiale colpito diminuisce la sua riflettività, consentendo così alla luce di raggiungere la lastra di vetro. La luce viene così intrappolata all’interno della lastra, rimbalzando fino a raggiungere il bordo del vetro, su cui è montata una cella solare dalle dimensioni molto ridotte. Con l’evoluzione e la modificazione temporale della luce solare, il fascio di luce generato dalle lenti si muove, con l’adattamento del materiale, consentendo alla luce di entrare solo in quel punto, riducendo e rendendo decisamente meno critica e vincolante la necessità di tenere l’impianto puntato verso il Sole. Secondo il responsabile della start up Peter Kozodoy il risparmio derivante dall’applicazione di un tale sistema permetterebbe di conseguire un costo di 4 centesimi a kWh, rispetto agli 8 centesimi a kWh degli attuali impianti equipaggiati dei migliori pannelli solari convenzionali.

Sauro Secci

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