In futuro avremo moduli solari a concentrazione sui tetti delle nostre case?

Per ora l’ipotesi sembra molto complessa da sviluppare: gli impianti CPV (Concentrator Photovoltaic) sono costituiti da pannelli di grandissime dimensioni con sistemi di tracking per “inseguire” i movimenti del sole, quindi sono adatti alle installazioni a terra in zone con elevata radiazione solare diretta, ad esempio nella cosiddetta Sun Belt degli Stati Uniti.

La tecnologia CPV, come dice il nome, utilizza lenti e specchi curvi per concentrare la luce su piccole celle solari multi-giunzione, raggiungendo così efficienze ben più elevate rispetto ai tradizionali pannelli di silicio multi cristallino, in assoluto i più economici e venduti in tutto il mondo.

Un gruppo di ricercatori della Penn State University sta provando a miniaturizzare questa tecnologia per ampliare il numero delle sue possibili applicazioni, incluse le coperture degli edifici.

Il team ha creato un prototipo di un sistema CPV su scala ridotta, per poi testarlo sul campo in due giornate di sole pieno, in un confronto testa-a-testa con un modulo FV convenzionale.

Semplificando un po’ il funzionamento, il punto è che lo “strato” (sheet) del pannello che contiene le celle multi-giunzione è in grado di scorrere lateralmente, per un massimo di circa un centimetro, mentre le lenti continuano a concentrare su di esso i raggi solari e la struttura nel complesso rimane fissa, quindi senza ruotare sul proprio asse.

Il prototipo impiegato dai ricercatori americani consiste di una singola microcella e una coppia di lenti capaci di concentrare la luce fino a 600 volte.

Il risultato dell’esperimento è che il sistema CPV ha toccato un’efficienza media del 30%, mentre il pannello FV tradizionale si è fermato al 17% circa.

La tecnologia a concentrazione, quindi, ha generato il 54% di energia elettrica in più, che avrebbe potuto essere addirittura il 70%, sostengono gli autori del test, se la microcella fosse stata equipaggiata con un sistema per evitare il surriscaldamento dovuto alle intense radiazioni.

Dopo aver provato la fattibilità tecnica della loro idea, per gli studiosi dell’Università della Pennsylvania arriva la parte più difficile del progetto: realizzare un prototipo CPV con tracking integrato di maggiori dimensioni e testare il suo rendimento per un periodo più lungo.

In teoria, un pannello a concentrazione di questo tipo potrebbe essere una valida soluzione per produrre molta energia in poco spazio, sui tetti e perfino sulle carrozzerie delle auto elettriche.

Tuttavia, vale sempre la stessa considerazione finale che accompagna le ricerche che promettono di rivoluzionare il mercato FV (perovskite compresa, vedi QualEnergia.it): per passare dai laboratori alla commercializzazione il passo può essere troppo lungo da sostenere, soprattutto in tempi brevi e con gli attuali prezzi bassi di una tecnologia semplice e consolidata come quella del silicio.