Il nuovo Sole, grazie ai concentratori solari fotovoltaici di ultima generazione

Nicolas Morgan sta tenendo in mano un curioso disco brillante in plastica di un centimetro di spessore. Un fascio verde penetra in un punto nel piccolo pezzo di plastica e si piega formando una curva. Morgan spiega che il processo si ripete in vari punti della superficie del piccolo disco di plastica e ogni volta il fascio tende a curvarsi verso il centro. La componente acrilica chiamata Light-guide Solar Optic (LSO), è un nuovo tipo di concentratore solare che potrebbe abbassare il costo della produzione di energia elettrica dal sole.

A differenza dei modelli esistenti di concentratori solari, questo non ha bisogno di specchi, ottiche complesse o prodotti chimici per intrappolare e manipolare la luce. “E’ pura ottica geometrica”, afferma soddisfatto Morgan, direttore e business development a Toronto della Morgan Solar.

Concentratori Solari Fotovoltaici: Possibilità e Limiti Attuali
I concentratori solari sono emersi negli ultimi anni come un metodo per intensificare (concentrando) la quantità di luce che colpisce le celle solari, che rappresentano la parte più costosa dei pannelli fotovoltaici. Per rendere più conveniente la produzione di energia elettrica dal solare, gli ingegneri così hanno cercato più o meno di utilizzare meno silicio nelle celle solari, concentrando appunto la luce solare verso una superficie della cella più ristretta.

La maggior parte dei concentratori solari tendono ad essere costituiti da complessi sistemi che utilizzano speciali lenti, specchi curvi e altri componenti ottici non così convenienti. Nei concentratori solariconvenzionali deve essere presente una distanza sufficiente fra lente e cella solare (riempita d’aria) per una corretta messa a fuoco dell’ottica. Di conseguenza il concentratore solare è basato su sistemi con involucri ingombranti per soddisfare una profondità sufficiente ad accogliere la lunghezza focale e proteggere tutti i componenti durante il trasporto e l’installazione. Tutto questo si traduce in più elevati costi di materiali, assemblaggio e trasporto.

Concentratori Solari di Nuova Generazione
Appena un paio di anni fa, il fratello di Nicolas Morgan, John Paul, si avvicinò con l’idea di un concentratore solare composto da un unico componente: un piccolo pezzo sottile in plastica che grazie alla sua particolare forma interna guida la luce verso il suo centro. Con questo nuovo concentratore solare si parla già di un aumento di efficienza e convenienza, dato che non si è in presenza di camere d’aria e non c’è alcuna possibilità che il concentratore solare sia così fragile come il suo precedente modello ora in commercio. “Si tratta di controllare criticamente gli angoli una volta che la luce penetra il piccolo concentratore solare“, spiega Nicolas Morgan. La progettazione del piccolo dispositivo solare si avvale di un fenomeno chiamato riflessione interna totale, ossia la possibilità che ha un fascio di luce di penetrare un materiale ottico ed essere deviato invece di essere riflesso. Il trucco è quello di forgiare il piccolo concentratore solare di plastica in modo tale che piega il fascio luminoso  in una determinata direzione. La precisione a questo punto è fondamentale, non solo nella progettazione dell’ottica ma anche nella creazione di stampi per la produzione dei concentratori solari di massa.

Concentratore Solare LSO in Produzione
La società ora si aspetta che la sua prima versione commerciale del nuovo concentratore solare sarà composto di un wafer quadrato acrilico di circa venti centimetri di dimensione contenenti un concentratore secondario di vetro. Ray Lapierre, un professore di ingegneria fisica al McMaster University, in Canada, è un esperto in celle solari ad alta efficienza e la prima volta che ha visto il prototipo LSO della Morgan Solar in dicembre ad una conferenza canadese e rimase davvero impressionato. “Il loro design è sicuramente ottimo e questi concentratori solari possono essere prodotti senz’altro a basso costo e rappresentano una buona occasione per rivoluzionare la tecnologia di questo settore”, spiega Lapierre.

Nuovi Concentratori Solari e Solar Tracking
Ma come tutti gli altri concentratori fotovoltaici, il dispositivo della Morgan Solar ancora richiede un sistema di tracciamento per tenerlo sempre frontale al sole. Come abbiamo già visto alcuni ricercatori del MIT hanno eliminato la necessità di tracciamento sviluppando tinture speciali su rivestimenti in grado di assorbire la luce diffusa, ma la tecnologia solare della Morgan Solar è più vicina e reale per il mercato. Grazie ad alcuni accordi con delle imprese Morgan si aspetta che la società sia in grado di costruire il suo primo sistema fotovoltaico per meno di 1 $ per Watt entro il 2011,  “e con un po ‘di integrazione, molto meno” afferma Morgan. Ciò porterebbe ad un prodotto quasi il 30% più efficiente in termini di costo e competitività rispetto al film sottile.

“Vogliamo che questo sistema duri per 25 anni, quindi stiamo cercando veramente di utilizzare un materiale resistente”, spiega Morgan. Ora la società sta realizzando un certo numero di progetti pilota e l’avvio di una prima produzione è prevista per la fine del 2009 dove il concentratore solare avrà una prova sul campo. La società si aspetta che la produzione commerciale possa così cominciare nel 2010.

Fonte: Genitronsviluppo.com