Sistemi fotovoltaici concentrati

Presentazione sul tema: "Sistemi fotovoltaici concentrati"— Transcript della presentazione:

1 Sistemi fotovoltaici concentrati
Matteo Bosio Andrea Albano

2 Sistemi CPV Gran parte del costo di un sistema fotovoltaico è dovuto all’elevato costo del silicio impiegato per le celle fotovoltaiche, che è difficilmente destinato a diminuire con l’aumento della produzione. Il principio è semplice: visto che il silicio è la parte costosa del sistema e che la stessa cella fotovoltaica può teoricamente produrre più energia se esposta a flussi luminosi superiori, si impiega qualche sistema per concentrare molta luce solare su una ridotta quantità di celle fotovoltaiche di grande efficienza.

3 Sistemi Concentrati vs Pannelli
Il concentratore giace in un piano ortogonale ai raggi solari durante l’intera giornata eliminando così il fattore coseno che limita le performances dei sistemi statici piani.

4 Considerazioni iniziali
Vantaggi Svantaggi Alte temperature di esercizio. Necessità di tracciamento solare. Minor area di silicio. Maggior efficienza delle celle all’aumentare dell’intensità luminosa.

5 Classificazione Sistemi 1. Sistemi a uno/due fuochi

6 2. Sistemi a più celle

7 Sistemi a uno / due fuochi
Sistemi a specchio Molteplicità di specchi piani per aver maggior uniformità dell’area focale illuminata. Inseguitore a 2 assi: il sole deve sempre trovarsi lungo l’asse ottico del concentratore. Piccolo ricevitore fotovoltaico nel fuoco del sistema ad alta efficienza e affidabilità. Efficace sistema di raffreddamento: la temperatura deve mantenersi sotto i 90°C.

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9 Concentratore in vetroresina da 2,54mq
Sistema a bassa potenza prodotta: 300Wp Efficienza complessiva: 16% Concentratore in vetroresina da 2,54mq

10 Sistemi DiSP Sistemi BISC Inseguitore a 2 assi
Capacità di fornire elettricità o calore ad alte temperature Sistemi BISC Sistema FMDF (Fixed Mirror Distributed Focus ):la superficie emisferica rimane fissa e il sensore insegue il fuoco del sistema Sistemi relativamente piccoli e facilmente integrabili in strutture preesistenti (ad esempio tetti)

11 Approccio dicroico Utilizzo di specchi particolari: uno specchio piano, e uno dicroico leggermente inclinato. Cerca di sfruttare differenti tipi di semiconduttori, che convertono al meglio differenti lunghezze d’onda. La radiazione viene divisa in due fasci: uno più ricco di infrarossi, che viene mandato al silicio, uno più ricco di visibile, che viene mandato all’arseniuro di Gallio.

12 Sistema Dicroico (Univ. Ferrara)

13 Superficie riflettente: 1mq
Concentrazione: 196 soli Separazione spettrale: 600nm Celle in Si e InGaP Tracker: 2 assi.

14 Sistemi a più celle Ridge concentrator
Sistema semplice che permette quasi di raddoppiare l’intensità della luce solare Tracciatore solare a un solo asse Unico svantaggio di questo sistema è la bontà degli specchi, che devono essere resistenti alle intemperie e altamente riflettenti Concentrazioni di questo livello(1,6 soli) fanno si che aumenti l’efficienza dei pannelli, senza che aumenti in modo significativo la temperatura

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16 Sistemi a lenti di Fresnel
Concentrazione radiazione fino a 250 soli Basso costo Inseguitore solare a 2 assi

17 Lenti di Fresnel L’obbiettivo è ottenere lenti leggere e poco ingombranti. Anelli di Fresnel: sezioni anulari concentriche ottenute frazionando la lente sferica

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19 Sito Amonix in Arizona Amplificazione: 500 soli
Area delle celle drasticamente ridotta Sistema di tracking semplificato Celle con elevata efficienza (26%)

20 Prism concentrator Utilizzo di materiali oleografici
La riadiazione viene focalizzata selettivamente sulla cella fotovoltaica in zone dove l’assorbimento della cella è ottimizzato per quelle lunghezze d’onda

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22 Solar tracker Dispositivo meccanico per l’inseguimento solare
Si differenziano in base ai gradi di libertà In base al tipologia di comando: digitale (basato su tabelle precompilate) o analogico

23 Inseguitori a un grado di libertà
Inseguitori di tilt per seguire il sole nel suo movimento stagionale Inseguitori di rollio che seguono il sole nel suo volgere giornaliero (figura)

24 Inseguitori a due gradi di libertà
Si prefiggono di allineare perfettamente e in tempo reale l'ortogonale dei pannelli fotovoltaici con i raggi solari

25 Tipologia di comando: inseguitori analogici
Sensore principale composto da 4 celle PV Sensore secondario formato da 2 celle pv

26 Sito

27 Grazie per l’attenzione
Andrea Albano Matteo Bosio