Il solare a concentrazione (CPV) è una tecnologia che genera energia elettrica dalla luce solare. Un team di ricercatori ha lavorato su dei sistemi CPV da montare su tetto combinando le celle fotovoltaiche con una matrice formata da lenti di plastica stampate in 3d che non solo riducono le dimensioni e il peso, ma riducono anche il costo totale dei pannelli .
Usando delle celle fotovoltaiche miniaturizzate di arseniuro di gallio, la matrice di lenti di plastica stampata in 3d e un meccanismo di messa a fuoco che si muove per seguire il sole, un pannello solare tradizionale può essere posizionato sul lato sud del tetto di un edificio come un normale pannello e diventare un CSP.
I ricercatori hanno per ora raggiunto il 70 per cento dell’efficienza ottica – e sperano di raggiungere un’efficienza del 90 per cento – migliorando il design.
“Il principale vantaggio di stampare le lenti ottiche per il solare a concentrazione è la facilità di prototipazione ela possibilità di fare test rapidi . La qualità delle ottiche stampate in 3d è sufficiente per la proof of concept provare il concetto”, ha detto Noel Giebink, uno degli autori della ricerca e assistente professore di ingegneria elettronica presso la Penn State University .
Geibink, spiega che puntando la luce del sole sulla matrice di celle con le lenti stampate in 3d incorporate si può intensificare la luce del sole più di 200 volte
“Abbiamo collaborato con i colleghi della University of Illinois, perché sono esperti a fare delle piccole e molto efficienti celle solari multi-giunzione”, ha detto Giebink. “Queste celle hanno la dimensione di meno di 1 millimetro quadrato, realizzato in grandi lotti paralleli e una serie di loro viene poi trasferita su un foglio sottile di vetro o plastica.”
Con queste celle il sistema funziona per otto ore contro le due precedenti con un sistema di inseguimento solare che si muove complessivamente solo un centimetro.
Questo perchè una delle matrici, con una superficie di rifrazione, fa collimare la luce mentre una altra matrice rivestita con un materiale riflettente recupera la luce e la collimare.
I risultati, di Jared Price, Xing Sheng, Bram Meulblok, John Rogers, e Giebink, sono stati pubblicati nel loro articolo, “Wide-angle planar microtracking for quasi-static microcell concentrating photovoltaics,”, sulla rivista Nature Communications.
“I sistemi CPV attuali hanno delle dimensioni notevoli e devono essere allineati in modo molto preciso per ricevere la luce del solo tutto il giorno “, dice Giebink. “Difficile che un sistema così ingombrante possa essere montato su un tetto dove gli utenti normali posizionano di solito i pannelli fotovoltaici.”
La ricerca è stata finanziata dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti.
