Fotovoltaico a concentrazione: parabola con efficienza dell’80%

Sfruttare al massimo l’irraggiamento solare aumentando esponenzialmente la produzione di energia pulita a parità di superficie occupata. Il 2% dell’energia solare irradiata sul Sahara sarebbe sufficiente a generare l’ energia pulita necessaria a coprire il fabbisogno dell’intero Pianeta. Come?

Si tratta di un nuovo sistema fotovoltaico a concentrazione che sarebbe in grado di concentrare la radiazione solare di oltre 2.000 volte rispetto ai classici sistemi fotovoltaici, raggiungendo un’ efficienza dell’80%, contro l’attuale 20% dei migliori odierni pannelli fotovoltaici. In gergo tecnico si parla di un’efficienza di circa “2.000 soli”. Questo vuol dire che questo tipo di sistema “a concentrazione” dovrebbe riuscire a convertire fino all’80% della radiazione solare entrante in energia elettrica pulita, abbattendo conseguentemente i costi di produzione del kwh generato.

Il vantaggio principale di questa innovazione sarebbe il basso costo di produzione, rispetto ai tradizionali sistemi, che abbatterebbe il prezzo di produzione del kwh dell’energia fotovoltaica prodotta, rendendola pienamente competitiva con le fonti energetiche convenzionali.
Nello specifico si parla di un costo stimabile di circa 250 dollari per metro quadro, costo di tre volte inferiore rispetto ai classici sistemi, che porterebbe fornire energia pulita ad un prezzo inferiore a quella fornita dalle fonti convenzionali. Per avere un’unità di misura: si parla di meno di 10 cent/kwh come costo medio di produzione.

In cosa consiste l’innovativo sistema?

In realtà, all’apparenza, niente di particolarmente nuovo: si tratta di una grande parabola a specchi, posta su un sistema ad inseguimento solare, in grado di raccogliere i raggi solari e convogliarli in un’unico punto, su speciali celle fotovoltaiche in grado di convertirli immediatamente in energia elettrica. Si tratta di un sistema ad alta efficienza di conversione. Le particolari celle fotovoltaiche raccolgono in sè, e convertono con un’efficienza dell’80%, l’energia solare ricevuta, generando altissime temperature. Dove sta l’innovazione di questo sistema rispetto ai precedenti? Nel sistema di raffreddamento. Un efficiente raffreddamento ad acqua sarebbe in grado di abbassare la temperatura di funzionamento evitando la fusione dell’intera struttura iper-riscaldata dai raggi solari concentrati attraverso la parabola a specchi.

Da un lato, dunque, energia solare iper-concentrata ed alte efficienze di conversione, dall’altro un efficiente sistema liquido di raffreddamento in grado di preservare l’impianto stesso dalle altissime temperature di funzionamento generate. E’ questa la vera innovazione IBM della tecnologia: un collettore con un particolare sistema di raffreddamento che opera attraverso diversi microcanali come un radiatore. Un sistema in grado di mantenere la temperatura a livelli accettabili.

La parabola posta su un sistema ad inseguimento solare, inoltre, garantirebbe un’ulteriore aumento dell’efficienza di conversione “inseguendo”  il sole per tutte le ore della giornata. Le strutture ad inseguimento solare infatti hanno il pregio di garantire in ogni momento della giornata l’ottimale orientamento dei pannelli ai raggi del sole.

Da dove nasce il progetto?

Il progetto nasce da una collaborazione  tra l’IBM, nello specifico i laboratori IBM di Zurigo (IBM Research), e Airlight Energy, azienda svizzera di forniture di grandi impianti energetici, e si sviluppa anche grazie ad un contributo del governo svizzero di circa 2,4 milioni di euro.