Celle Solari

Le celle fotovoltaiche tradizionali, hanno rendimenti che si aggirano intorno al 15-18%, però è possibile realizzare celle molto sofisticate, chiamate celle multigiunzione, che possono raggiungere rendimenti anche superiori al 40%.

Purtroppo si tratta di dispositivi molto costosi e difficilissimi da realizzare si grandi superfici.

E’ quindi del tutto impossibile, almeno per ora, pensare di poter realizzare pannelli fotovoltaici tradizionali, utilizzando celle con rendimenti superiori al 40%, che potrebbero produrre potenze enormi anche utilizzando superfici modeste.

Il mercato ha quindi cercato una soluzione che consenta di usufruire delle prestazioni di queste celle, pur utilizzandone una piccola quantità e con piccole superfici.  Questa soluzione è la concentrazione della luce.

Si tratta cioè di utilizzare delle grandi lenti, che concentrano la luce e nel punto focale, in quella piccola superficie, viene collocata una cella multigiunzione.

Il dispositivo avrà quindi una sezione come quella indicata nel disegno nel quale una lente di grandi dimensioni, chiamata lente di Fresnel, concentra la luce in una superficie più ristretta.
In questo punto focale, per migliorare le prestazioni, viene collocata una guida di luce (una specie di imbuto speculare) che fa convergere, con estrema precisione, tutta la luce captata, sulla cella fotovoltaica.

La concentrazione della luce in un piccolo punto però produce un forte surriscaldamento quindi la cella deve essere incollata, con una resina conduttrice di calore, sopra un dissipatore in alluminio che disperda in aria, il calore prodotto, limitando il surriscaldamento eccessivo che potrebbe danneggiare irreparabilmente la cella fotovoltaica.

Un secondo problema da affrontare consiste nel fatto che, concentrando la luce con un sistema ottico, diventa indispensabile avere sempre un perfetto allineamento con il sole, quindi tutto il dispositivo deve essere installato su un telaio motorizzato, corredato di inseguitore solare che, per tutto il giorno faccia sempre convergere il raggio solare focalizzato, esattamente sulla posizione della cella.

L’impianto completo appare simile a quello visibile nella foto, che verrà poi corredato di inverter e di tutti gli altri dispositivi presenti in un impianto fotovoltaico tradizionale.

Si tratta quindi di un prodotto non adatto alla realizzazione di piccoli impianti per uso domestico, ma che può invece dare ottimi risultati nella realizzazione di grandi impianti, soprattutto se situati in zone con elevato livello di insolazione.

In Italia questa tecnologia è poco diffusa, mentre ha trovato un importante sviluppo negli Stati Uniti dove esistono ampie zone desertiche che presentano ottimi parametri di radiazione solare e sono largamente utilizzate per produrre energia con sistemi a concentrazione ad altissimo rendimento.

Nel prossimo articolo parleremo invece di una applicazione non professionale dell’energia fotovoltaica, la produzione cioè di giocattoli che utilizzano l’energia del sole per autoalimentarsi e scoprirete che esistono migliaia di applicazioni in questo settore e quello che sembra un settore marginale, è invece uno dei settori principali, per l’energia solare fotovoltaica.