I ricercatori stanno cercando di innovare una tecnologia pensata per migliorare l’efficienza del solare.
di Richard Martin
L’energia solare convenzionale rimane troppo inefficiente per competere con i combustibili fossili. Questo lunedì, nel tentativo di alimentare la ricerca di innovazioni nella tecnologia del solare, l’Advanced Research Projects Agency – Energy (ARPA-E) del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ha annunciato un nuovo round di finanziamenti per progetti dedicati al fotovoltaico a concentrazione. Assegnati all’interno del programma Micro-Scale Optimized Solar-cell Arrays with Integrated Concentration (MOSAIC), questi fondi andranno a 11 progetti presso 10 organizzazioni, fra cui MIT, Xerox PARC, Texas A&M e la società Semprius.
Il solare a concentrazione (CPV), che utilizza lenti e specchi per concentrare i raggi solari verso piccole celle fotovoltaiche, potrebbe incrementare drasticamente l’efficienza e ridurre il costo di produzione dell’energia dal sole. Il traguardo del programma MOSAIC è “raddoppiare la quantità di energia prodotta da ciascun pannello solare, riducendo allo stesso tempo i costi e lo spazio richiesti per generare energia solare”.
Durante il boom del solare dal 2005 al 2008, diverse startup che sviluppavano sistemi CPV hanno ricevuto il supporto del governo federale assieme a fondi da parte di società di venture capital, ma sono poi collassate quando i produttori cinesi a basso costo hanno fatto crollare il costo dei pannelli solari convenzionali (vedi “One Step Forward, One Step Back for Concentrated PV” e “Il sole di Semprius”). Oggi, la tecnologia del solare a concentrazione continua a essere troppo cara e complessa per sostituire su larga scala le installazioni solari convenzionali.
Nonostante l’incremento di efficienza dei convenzionali pannelli fotovoltaici e il notevole calo di prezzo degli ultimi anni, la generazione di energia solare continua a essere generalmente più cara rispetto alla produzione di elettricità con impianti a combustibili fossili. L’efficienza dei pannelli fotovoltaici tradizionali (in termini di porzione di energia solare convertita in elettricità) continua ad attestarsi al di sotto del 20 percento. I sistemi a concentrazione, invece, sono già in grado di raggiungere efficienze del 30 percento, e promettono di andare oltre.
I progetti del MOSAIC si distinguono dalle precedenti tecnologie fotovoltaiche a concentrazione per il fatto che le schiere atte a concentrare la luce solare sono costruite all’interno di pannelli piatti convenzionali. La descrizione di uno dei progetti finanziati, sviluppato presso il MIT, rende l’idea di quanto questa tecnologia sia complessa: il sistema è costituito da due microsistemi di rilevamento – uno che comporta una doppia schiera di elemento micro-ottici, ed un altro che ruota e inclina l’intero apparato.
Un limite dei sistemi CPV sta nella necessità di operare in aree con una elevata irradiazione solare – come ad esempio in regioni desertiche del Sudovest americano – e disporre di costosi meccanismi per il tracciamento del sole per mantenere gli specchi orientati in maniera ottimale. Diversi progetti del MOSAIC mirano a superare questi ostacoli. Un team della Caltech, ad esempio, sta sviluppando una tecnologia che, dice, raggiungerà efficienze superiori al 30 percento ed potrà operare in luoghi meno ideali, senza bisogno di tracciare il sole.
“Un simile incremento di efficienza ha un potenziale trasformativo”, dice Harry Atwater, principale investigatore della ricerca in questione.
(MO)
