Fotovoltaico o concentratore solare?

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.