Un impianto fotovoltaico ed un
concentratore solare in comune hanno solo il sole come fonte di
energia, il primo produce energia elettrica ed energia termica (in
questo caso prende il nome di solare termico),
il concentratore solare viene impiegato quasi esclusivamente per
produrre energia termica.
La luce che proviene dal sole colpendo
le celle di silicio di un impianto fotovoltaico produce
energia elettrica, a differenza di un concentratore solare più la
temperatura è alta e meno rendimento ha l'impianto, a discapito di
ciò che si crede l'impianto fotovoltaico teme le alte temperature.
Il concentratore solare sfrutta una
superficie riflettente per veicolare l'irraggiamento in un
unico punto, la miglior figura geometrica in questo caso è quella di
una calotta sferica, all'interno del fuoco si generano
temperature vicino ai 600°C.
Il concentratore solare ha avuto
evoluzioni interessanti nel corso degli anni e la sua forma è
cambiata ed in commercio ne troviamo di diverso tipo, quella più
comunemente utilizzata per impianti grandi è quella semicilindrica,
la particolare forma non riscalda un solo punto ma una serie di punti
in successione.
All'interno del fuoco del
concentratore si trova un fluido termovettore, l'aumento
della temperatura di questo fluido può essere sfruttata per
riscaldare l'acqua di un impianto civile (tramite scambiatore di
calore) o azionare una turbina che produce corrente
elettrica (turbina a vapore).
Da ciò si evince come non sia
possibile impiegare le celle di silicio di un comune impianto
fotovoltaico per produrre energia elettrica, l'elevata temperatura
generata in quel punto produrrebbe solo un ricordo del modulo
fotovoltaico.
Per raccogliere i raggi luminosi sempre
alla massima potenza il concentratore solare deve sempre essere
rivolto verso il sole, per questo motivo l'impianto è sempre dotato
di modulo ad inseguimento solare, il rendimento è sempre
massimo ed il principio è analogo ad un impianto fotovoltaico ad
inseguimento solare.
La prossima frontiera tecnologica si
prevede possa orientarsi verso i concentratori solari con celle
fotovoltaiche ad alta efficienza, la particolarità risiede nella
alta produzione di energia elettrica in condizioni di
temperature estreme, le celle sono mantenute a bassa temperatura da
un sistema di raffreddamento a liquido; l'abbassamento dei prezzi ed
i notevoli passi in avanti fanno presupporre in un ingresso in
commercio nei prossimi anni.
La gara sull'utilizzo di quale
tecnologia sia la più efficace è ancora molto combattuta, un
impianto fotovoltaico a celle di silicio ha il vantaggio:
- tecnologia consolidata
- prezzo economico
- facilità di installazione
- installazione architettonica integrata
e lo svantaggio:
- necessaria molta superficie
- esposizione obbligatoria
- costosa la tecnologia ad inseguimento
- pulizia difficoltosa
Il concentratore solare con celle
fotovoltaiche è ancora in corso di studio per cercare di abbassare i
prezzi e poter entrare sul mercato in modo competitivo o alternativo,
il vantaggio:
- non necessità di orientazione
- basta posizionarlo in uno spazio aperto
- la superficie richiesta è ridotta
- facile manutenzione ordinaria e straordinaria
e lo svantaggio:
- non può essere posizionato sul tetto
- è sconsigliato posizionarlo in posti ventosi
- è necessario uno spazio a disposizione come un cortile
- la posizione in basso può avere molte zone d'ombra
La tecnologia a contrazione solare a
celle fotovoltaiche sembra essere sempre più avvicinarsi ad una
produzione su larga scala e potrebbe interessare strutture abitative
civili e non solo, la produzione di energia elettrica su una
superficie cosi esigua potrebbe renderla appetibile per condomini o
centri commerciali.
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