Concentratore solare luminescente

Un concentratore solare luminescente, o LSC, è un materiale avente una matrice trasparente ad alta qualità ottica (vetro o plexiglass) con all'interno o sulla superficie una sostanza luminescente (coloranti o fosfori) che assorbono la luce proveniente da una fonte luminosa e la emettono all'interno della lastra.

Il principio di funzionamento di un concentratore solare luminescente è abbastanza semplice, la luce che colpisce la lastra viene intrappolata nel materiale da coloranti fluorescenti e la quasi totalità della luce entrante viene riflessa verso i bordi della piastra LSC dove si trovano delle piccole celle fotovoltaiche che la assorbono.

Le lastre di LSC risultano più vantaggiose rispetto ai tradizionali moduli fotovoltaici

• catturano la luce anche con cielo coperto
• l'installazione non richiede un orientamento esclusivamente verso una direzione
• sono prodotte con materiali a basso costo
• c'è bisogno di minore superficie
• si integrano nell'architettura dell'edificio in modo discreto
• forniscono superfici trasparenti
• i moduli di silicio non vengono colpiti dall'infrarosso e quindi non si riscaldano
• si prestano all'integrazione per serre

Il cuore dei pannelli LSC sono quindi i coloranti fluorescenti dispersi nella matrice, il loro compito è quello di assorbire la luce del sole e riemetterla all'interno della lastra, il colore che assume la lastra quando viene colpita dalla luce dipende dal colorante, la radiazione assorbita non è totale e quindi la lastra appare trasparente o appunto colorata se vi è un colorante.

Immagine da sciencedirect.com

I pannelli LSC sono capaci di erogare energia elettrica in funzione dei coloranti impiegati, si parte da 10W su metro quadrato per quelli trasparenti e si sale in funzione dei vari pigmenti, si giunge ragionevolmente ad una potenza di 40W su metro quadrato.

I concentratori solari luminescenti non hanno tutti vantaggi essendo una tecnologia ancora in fase di evoluzione

• la luce che subisce un effetto rimbalzo all'interno della lastra non sempre giunge alla cella di silicio e viene riassorbita dal colorante producendo calore
• la vita dei coloranti è ancora troppo breve rispetto alle celle di silicio imponendo una sostituzione quando la produzione di corrente elettrica si abbassa

I passi in avanti che si sono avuti dal primo prototipo di LSC sono notevoli, il lavoro di ricerca si è incentrato sul pigmento impiegato e sulla sua capacità di assorbire la luce emettendo calore invece di inviare la radiazione alla cella, la miscela ottenuta arricchendolo con alluminio tri (8-idrossichinolina) evita il riassorbimento da rimbalzo.

Il costo dei pannelli in LSC potrebbe significativamente attestarsi su circa un quinto, se non meno, di un pari impianto fotovoltaico, l'efficienza a parità di energia elettrica prodotta è circa 10 volte a favore del concentratore solare luminescente, il costo dipende dal colorante fluorescente e dalla tecnologia impiegata per la dispersione nella matrice.