La nuova frontiera del solare sfrutta i sistemi ottici per concentrare la luce

Il fotovoltaico a concentrazione è ritenuto da molti la nuova frontiera della produzione di energia elettrica dal sole. A differenza delle normali celle solari al silicio, il fotovoltaico a concentrazione utilizza sistemi ottici per concentrare la luce solare su celle con un’area di molto inferiore rispetto a quelle tradizionali.

Le celle adottate sono realizzate con più strati di semiconduttori – celle multi giunzione – che consentono di utilizzare uno spettro più ampio della radiazione solare. Per tale ragione hanno anche un’efficienza più elevata. Il pannello fotovoltaico a concentrazione deve essere montato su un inseguitore solare biassiale ad alta precisione. Questo da un lato aumenta l’efficienza del sistema fotovoltaico; dall’altro potrebbe una sorta di tallone di Achille: un disallineamento di qualche decimo di grado riduce sensibilmente la produzione di energia elettrica in quanto il mancato allineamento rispetto al sole anche di pochi gradi fa calare l’efficienza.

Un’altra incognita riguarda la durata dei dispositivi di captazione che potrebbero degradarsi rapidamente considerate le alte temperature e la grande quantità di luce in gioco. Ecco, quindi, la necessità di adottare sistemi di raffreddamento della cella.
Sono tutte problematiche già affrontate in diversi impianti pilota. Ora, però, ci troviamo nella fase commerciale . come dimostra l’annuncio della società svizzera Limen di costruire, in un’area ricadente nel comune di Scicli (Rg), un impianto a concentrazione solare a inseguimento di potenza nominale pari a 999,360 kWp.
Quanto all’aspetto economico possiamo fare le seguenti brevi considerazioni.

Per ridurre il costo del kWp di un impianto fotovoltaico, una delle vie possibili è l’aumento del rapporto efficienza/costo dei pannelli. Ed è proprio quello che è alla base dei sistemi a concentrazione che accrescono l’efficienza attraverso la concentrazione dei raggi solari e l’utilizzo di celle multi giunzione, basate sui semiconduttori del gruppo III-V, tra cui l’arsenurio di gallio (Ga As), che consentono un’elevata efficienza di conversione ,grazie alla possibilità di operare separatamente sulle diverse bande di frequenza della radiazione solare.

Considerando anche il maggior costo delle celle multi giunzione,il costo della lente di concentrazione e quello del sistema di inseguimento solare, sembrerebbe che tali nuovi sistemi abbiano un costo di produzione del kWp più basso, perché a parità di potenza utilizzano minori quantità di silicio così detto fotovoltaico che ancora oggi è costoso da fabbricare con prospettive limitate per una sensibile riduzione dei costi di fabbricazione.

Non ci si deve, però, aspettare che tale diminuzione di costo specifico si riversi subito e interamente sul cliente finale: il prezzo di vendita dei pannelli è, come noto, stabilito soprattutto in base a logiche di tipo commerciale. Per fortuna, in Italia, grazie al Titolo IV del DM 05/05/2011, sono stati introdotti incentivi (vedi Tabella I) per tale tipologia di impianti, con potenza non inferiore a 1 kWp e non superiore a 5 MWp. Però con una novità: possono beneficiare delle tariffe incentivanti soltanto le persone giuridiche e i soggetti pubblici. Sono, quindi, esplicitamente escluse le persone fisiche ed i condomini.