Fotovoltaico a concentrazione, dallo spazio ai tetti delle abitazioni

Arrivano da una ricerca americana le celle solari multi-giunzione ad alta efficienza di piccola taglia, adatte ad essere montate anche sulle coperture degli edifici

(Rinnovabili.it) – Dallo spazio ai tetti delle case di (quasi) tutto il mondo, il fotovoltaico a concentrazione (CPV) è pronto a fare il passo decisivo per divenire una tecnologia domestica. A lavorare all’obiettivo sono gli scienziati della Penn State University che hanno trovato il modo per rendere le celle solari multi giunzione ad alta efficienza adattabili anche alla microscala delle coperture edilizie. “I sistemi a concentrazione fotovoltaica sfruttano le celle multi-giunzione utilizzando ottiche a basso costo per concentrare la luce su di loro”, spiega Noel C. Giebink, professore di ingegneria elettrica alla Penn State Univ. “Ma gli impianti attuali hanno le dimensioni di giganteschi cartelloni e devono essere puntati in modo molto preciso per monitorare il sole tutto il giorno. Un sistema come questo non si può certo istallare sul tetto”. I ricercatori hanno deciso così di combinare delle fotovoltaiche miniaturizzate in arseniuro di gallio, lenti di plastica stampate in 3D e un mini meccanismo di focalizzazione mobile per ridurre la dimensione, il peso e il costo del sistema. Il risultato è qualcosa di davvero simile ai moduli impiegati oggi a livello domestico.

“Abbiamo collaborato con i colleghi presso l’University of Illinois, perché sono esperti nel creare celle multi giunzioni molto piccole ma al tempo stesso molto efficienti”, ha aggiunto Giebink. Si tratta di unità grandi meno di 1 millimetro quadrato, realizzate in grandi lotti paralleli e poi trasferite in serie su un sottile foglio di vetro o plastica. Per concentrare la luce solare sulla matrice delle celle, i ricercatori le hanno incorporate tra due lenti stampate in grado di moltiplicare la luce del fino a 200 volte e dotate di un mini-tracking per seguire il sole.
Istallato su un tetto questo modulo occuperebbe lo stesso spazio di un pannello solare tradizionale ma generando molta più energia. Spesso solo un cm, l’innovativo modulo di fotovoltaico a concentrazione è costituito al 99% da plastica acrilica o plexiglas, risultando poco costoso da produrre. Tuttavia avvertono i ricercatori, non è adatto a tutti: “Il CPV è vantaggioso solo nelle aree con abbondante luce solare diretta, come il sud-ovest americano. Nelle regioni nuvolose come il Pacifico nord-occidentale, questi sistemi, non potendo concentrare la luce diffusa, perdono il loro vantaggio in efficienza”.