Record per il mini modulo fotovoltaico a concentrazione tedesco

Un nuovo primato è stato fatto registrare nel settore fotovoltaico: il record a livello mondiale va ad un modulo realizzato in Germania dalle dimensioni molto ridotte e capace di assicurare un’efficienza pari al 43,4%. A realizzarlo è stato il Fraunhofer Ise, il più grande istituto di ricerca in Europa che si occupa proprio di energia solare, che da tempo lavorava per incrementare l’efficienza al momento di convertire la luce in elettricità e ci è riuscita con un modulo a concentrazione di dimensioni ridottissime, già ribattezzato mini-modulo.

Quando si parla di conversione della luce del sole in energia elettrica, è ormai risaputo che i livelli di efficienza più alti si possono raggiungere con i CPV, vale a dire i concentratori fotovoltaici, una tecnologia che vanta dei margini di miglioramento ancora piuttosto ampi, come dimostra appunto il modulo creato dal Fraunhofer Ise. Su questo tipo di tecnologia l’istituto tedesco sta lavorando alacremente, tanto che già due anni fa presentò al mondo una cella solare anch’essa da record, in grado di raggiungere un’efficienza del 46%.

Come detto, l’efficienza del modulo da primato supera il 43% grazie in particolare alla sua struttura le cui dimensioni sono compatte per via dell’utilizzo di celle solari di piccole dimensioni a quattro giunzioni, le quali sono capaci di garantire prestazioni che superano il 45% in termini di efficienza. Come ha tenuto a sottolineare Andreas Bett, che ricopre l’incarico di vice-direttore del Fraunhofer Ise, l’efficienza raggiunta dal nuovo modulo realizzato rappresenta una sorta di pietra miliare per quanto riguarda la tecnologia del fotovoltaico a concentrazione.

Bett ha inoltre aggiunto che tale modulo a concentrazione ha un ottimo potenziale soprattutto nella produzione a livello industriale. Le celle di dimensioni davvero ridotte che sono state adoperate per la creazione di questo modulo sono state realizzate circa due anni fa, nel 2014, sfruttando il contributo dell’azienda Soitec e del laboratorio di ricerca Cea Leti, entrambi francesi. Come detto, le celle solari sono multi-giunzione in quanto caratterizzate da quattro giunzioni – “GaInP/GaAs//GaInAsP/GaInAs” – e fanno affidamento su semi-conduttori compositi III-V.

Sulle celle di questo tipo si basa la costruzione di impianti fotovoltaici a concentrazione, largamente impiegati per la produzione di energia elettrica nei grandi impianti soprattutto per la competitività dei costi che queste celle permettono di raggiungere. Nel corso della loro progettazione e realizzazione, il sodalizio franco-tedesco ha dovuto affrontare in particolare un problema di cui il progetto originario soffriva: l’esatta distribuzione dei fotoni nelle quattro parti in cui è suddivisa la cella solare. Per permettere di superare tale ostacolo, è stato necessario lavorare sulla regolazione della composizione della cella (in maniera che fosse il più precisa possibile) e sullo spessore che compone ciascun strato della cella stessa.

In tale tipologia di celle, ciascun semi-conduttore è in grado di convertire fotoni con diverse lunghezze d’onda che coprono lo spazio fra 300 e 1750 nanometri. Il primato di efficienza delle celle impiegate per questi moduli è stato certificato dall’istituto AIST, “Advanced Industrial Science and Technology”, situato in Giappone, uno fra i centri di riferimento per quel che concerne la verifica delle prestazioni solari. Tutti i particolari ed i dettagli che sono alla base di questo modulo a concentrazione da primato verranno svelati a fine aprile a Friburgo, per la precisione dal 25 al 27 durante il CPV12, ovvero la “Conferenza internazionale sui sistemi di concentratori fotovoltaici”.

Il fotovoltaico a concentrazione si conferma come una delle tecnologie più efficienti con cui produrre energia attraverso la luce del sole e si rivela una soluzione ideale per quelle aree del pianeta che possono usufruire di luce solare diretta per buona parte dell’anno. Sulla produzione di questo tipo di celle solari a concentrazione si è impegnata soprattutto la Soitec, come ha spiegato il vice-presidente responsabile del settore sviluppo prodotto Jocelyn Wasselin, installando in Francia una nuova linea e dedicando a questo tipo di tecnologia ben 25 fra tecnici e ingegneri.

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