Metodo diretto.
Come tutti sappiamo l’energia solare arriva sul nostro pianeta distribuendosi più o meno equamente su tutta la superfice terrestre anche se in orari diversi.
Più precisamente, l’energia solare che arriva al suolo è di circa 1 kilowatt per metro quadro. Ovviamente sarà maggiore all’equatore e minore ai poli, maggiore in montagna e minore al mare, maggiore al sole e minore all’ombra, maggiore con il sereno e minore con le nuvole.
Purtroppo, le tecnologie dei pannelli fotovoltaici ora maggiormente in uso, consentono il recupero dell’energia in arrivo, nelle migliori condizioni, soltanto per il 15/20% cioè 150-200W. Pochino, vero?
Fortunatamente la scienza non sta a guardare e studia nuove soluzioni.
Uno dei sistemi escogitati è quello di concentrare i raggi solari su un unico ricevitore, questo trasforma l’energia direttamente in energia elettrica.
Il fotovoltaico a concentrazione diretta consente di ottenere un rendimento che può superare il 40% di rendimento cioè oltre il doppio rispetto al fotovoltaico tradizionale infatti la trasformazione dell’energia solare avviene direttamente senza l’intermediazione dell’energia meccanica.
Attraverso dei sistemi ottici come lenti, specchi o prismi, la luce solare viene concentrata e convogliata in direzione di un ricevitore composto di micro celle fotovoltaiche speciali al alta efficienza, dette a multi giunzione.
Le celle solari a multi giunzione sono molto avanzate rispetto a quelle normali. Esse infatti anno la capacità di catturare diverse gamme di frequenza dello spettro solare sfruttando maggiormente l’energia disponibile.
Grazie a degli strati di silicio disposti uno sopra l’altro catturano una vasta gamma di fotoni ad energia differente producendo anche triplo dell’energia rispetto alle celle tradizionali.
Inoltre, avendo sistemi di inseguimento della traiettoria solare, ottimizzano il tempo di esposizione ai raggi solari perpendicolari.
A causa della complessità e sofisticazione di questi impianti sono maggiormente indicati nei contesti industriali. Tuttavia, con l’evoluzione tecnologica sarà possibile sfruttarli anche in contesti residenziali.
Fotovoltaico a concentrazione: vantaggi e svantaggi
Come detto il rendimento del fotovoltaico a concentrazione è di gran lunga superiore a quello di un normale impianto fotovoltaico. Le celle multi giunzione trasformano in energia elettrica più luce rispetto alle celle tradizionali: oltre il 40%. Inoltre il costo del ricevitore è più basso a causa del minor impiego di silicio per la costruzione.
Lo svantaggio sta nella maggiore complessità dovuta alle parti meccaniche necessarie per l’inseguimento della traiettoria solare e alla manutenzione soprattutto per quanto riguarda la pulizia delle parti riflettenti. Inoltre il ricevitore tende a surriscaldarsi a causa della grande quantità di calore che riceve e deve essere raffredderò.
Anche in questo caso è necessario l’uso di un inverter per la trasformazione della corrente continua in corrente alternata.
