Fotovoltaico termodinamico

Il principio alla base della tecnologia del fotovoltaico termodinamico a concentrazione (in inglese CVP – Concentrator Photovoltaic) è l’utilizzo di collettori ottici che attraverso tecniche di concentrazione solare permettono di accumulare la radiazione del sole sotto forma di calore e di convertirla in energia elettrica.

A differenza dei comuni pannelli solari termici per la generazione di acqua calda a fini domestici (che raggiungono temperature inferiori a 95 °C), questa tipologia di impianto genera medie ed alte temperature (600 °C e oltre) permettendone l’uso in applicazioni industriali.

Il principio di funzionamento ha lontane origini e risale a più di 2000 anni fa in Sicilia grazie all’intuizione di Archimede, il quale difese la città di Siracusa dall’attacco del Console romano Marcello (212 A.C.) grazie all’utilizzo degli specchi ustori.

I vantaggi del fotovoltaico termodinamico

L’innovazione radicale rispetto alla tecnologia fotovoltaica standard – ma anche all’eolica ed idroelettrica – è la possibilità di produrre elettricità anche in assenza della fonte energetica primaria (in questo caso di notte o con cielo coperto) grazie alla possibilità di accumulo del calore in appositi serbatoi.

In aree particolarmente soleggiate con elevata radiazione solare tali collettori permettono di ridurre drasticamente l’area da destinare alle celle fotovoltaiche, permettendo quindi l’utilizzo di cellule tecnologicamente più efficienti capaci di competere con la tecnologia fotovoltaica standard.

Sebbene questo settore sia ancora in una fase di sviluppo – difatti la tecnologia alla base è ancora in fase di standardizzazione – lo status attuale della ricerca dimostra che i moduli a concentrazione possono raggiungere livelli di efficienza ancora più elevati (e sempre maggiori rispetto al fotovoltaico standard), aprendo la strada ad ulteriori diminuzione dei costi di sistema per ritorni dell’investimento sempre più rapidi.

Glossario

Solare termodinamico. E’ il termine convenzionalmente utilizzato per definire la produzione di energia elettrica mediante un ciclo termodinamico alimentato dalla radiazione solare.

Radiazione solare. Energia elettromagnetica emessa dal sole in seguito ai processi di fusione nucleare che in esso avvengono. La radiazione solare si compone di: radiazione diretta, diffusa e riflessa. La radiazione diretta è quella che colpisce direttamente una superficie con un unico e ben definito angolo di incidenza. La radiazione diffusa incide su una superficie dopo la riflessione e la dispersione dovuta all’atmosfera. Infine la radiazione riflessa è quella che arriva indirettamente su una superficie, dopo averne colpita un’altra. La radiazione solare (o energia) al suolo viene misurata in kWh/m2. ​

Solare termico. E’ il termine convenzionalmente in uso per definire la tecnologia per la produzione di energia termica mediante lo sfruttamento della radiazione solare.

Fonte primaria. Fonte primaria di energia rinnovabile: sole, acqua, vento, biogas.

Sistema elettrico nazionale. E’ costituito dall’insieme degli impianti di produzione, delle reti di trasmissione e di distribuzione, dei servizi ausiliari e dei dispositivi di interconnessione e dispacciamento presenti sul territorio nazionale.

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