Pannelli Fotovoltaici a Concentrazione, cosa sono e gli Incentivi

Oltre ai moduli fotovoltaici in silicio e film sottile, esiste una terza tecnica per catturare l'energia solare fotovoltaica (PV): i concentratori solari fotovoltaici. Si tratta di sistemi che concentrano la luce, aumentando così la densità del flusso di energia e producendo elettricità. I sistemi di concentrazione potrebbero garantire un riduzione dei costi nel fotovoltaico con un proporzionale aumento dell' energia prodotta.

Funzionamento pannelli fotovoltaici a concentrazione

I pannelli fotovoltaici a concentrazione sono ancora poco diffusi, molto meno commerciabili rispetto ai classici, quelli piani, ma offrono interessanti vantaggi. Innanzitutto cerchiamo di capire il loro funzionamento. Alla prima vista già si vedono notevoli differenze. I moduli presentano infatti degli specchi, piccole porzioni che servono per concentrare i raggi solari su minuscole aree di cella fotovoltaica.

In pratica tutta l'energia del sole va a finire in pochi centimetri quadri, moltiplicando l'efficienza della cella. Questo il funzionamento a grandi linee. L'efficienza dei pannelli fotovoltaici a concentrazione è compresa tra il 23% ed il 35%. Se si pensa che i classici moduli fotovoltaici, quelli più performanti, ad esempio Sunpower e Panasonic raggiungono performance del 20% si capisce perchè la tecnologia dei pannelli a concentrazione sia così interessante.

Con le celle comuni, il silicio copre l'intera superficie del modulo e quindi cattura la luce su tutta l'area. Con i moduli fotovoltaici a concentrazione abbiamo bisogno solo della metà di questo silicio e possiamo quindi produrre due celle policristalline invece di una.

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Anche se sembra improduttivo segare moduli già assemblati e rimontarli, questo approccio consente di risparmiare denaro poiché i costi totali per la plastica e le nuove fasi del processo sono ridotti rispetto alle celle convenzionali.

Tecnologia dei concentratori solari

Vengono utilizzati due principali dispositivi di concentrazione ottica, che integrano lenti di Fresnel o specchi parabolici. In entrambi i casi, la cella fotovoltaica multigiunzione è posta sul piano focale del dispositivo. La dimensione della cella varia da 1 a 2 cm quadri e il modulo di ricezione ottica occupa un'area dell'ordine da 1000 a 2000 cm quadri . In pratica, i fattori di concentrazione dell'energia solare sono compresi tra 500 e 1.500.

Maggiore è la concentrazione, più preciso è l'orientamento verso il sole del pannello solare che raggruppa i moduli. Per un fattore di concentrazione di 500, il pannello deve essere orientato con una precisione di 1,5 ° (e 0,5 ° se si raggiunge 1500). La struttura orientabile del pannello ha anche il ruolo di evacuare il calore derivante dalla trasformazione in calore dell'energia solare incidente che non si trasforma in energia elettrica all'interno delle celle. Il raffreddamento della struttura avviene per convezione naturale e quindi non necessita di alcun fluido.

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Molte aziende stanno lavorando su tecniche di concentrazione della luce, la maggior parte dei quali si basa su una concentrazione della luce molto più elevata. Ad esempio alcune aziende producono moduli in cui lenti di Fresnel guidano la luce amplificata piu' di 300 volte su minuscole celle multiple con un'efficienza superiore al 30%. Nei paesi con un forte irraggiamento solare, la tecnologia è fino al 20% più economica rispetto ai sistemi fotovoltaici convenzionali".

I prezzi dei pannelli a concentrazione: si base dovrebbero costare di meno; il silicio utilizzato per la cella è minore perchè più piccola, ma alla fine i prezzi vengono equilibrati dalle spese maggiori dovute ai sistemi di raffreddamento delle celle (concentrare un raggio solare su una piccola porzione fa alzare moltissimo la temperatura), gli specchi, il sistema di movimento su cui debbono essere montati i pannelli. I moduli solari a concentrazione infatti devono essere piazzati sopra un inseguitore motorizzato che li espone sempre in maniera ottimale al sole.

Gli incentivi per i pannelli a concentrazione: al momento attuale gli incentivi del quinto conto energia sono terminati, e di un sesto conto energia non ci sono tracce.

Le tariffe incentivanti del quinto conto energia sono superiori rispetto a quelle dei pannelli classici. Per sistemi con potenza compresa tra 1 e 200 kwp, vengono erogati 0,345 euro per kw prodotto, 0,31 euro per potenze tra 200 e 1000 kwp e 0,272 euro per potenze superiori a 1000 kwp. Queste tariffe se l'impianto entra in funzione entro fine 2012. Dal primo gennaio 2013 le tariffe assumono valore omnicomprensivo sull’energia immessa nella rete elettrica. Sulla quota di energia autoconsumata sarà attribuita una tariffa specifica così fatta:

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