Solarbuild, un progetto per un fotovoltaico alternativo

Le celle fotovoltaiche sono, attualmente, piuttosto costose ed hanno il solo compito di raccogliere l'energia solare e di trasformarla in elettriche che verrà accumulata nelle batterie o consumata all'istante. Le celle sono molto efficienti, ma hanno un elevato costo che le rende proibitive.

Per questo un team di ricercatori del Politecnico di Torino, in collaborazione con varie aziende del settore (Thesan Spa, Pegaso Srl e Ghidella Srl) hanno cominciato a studiare una nuova tipologia di impianto in grado di concentrare i raggi solari attraverso lenti economiche e di poter alimentare l'energia elettrica di un'abitazione monofamiliare.

Il progetto prevede la costruzione di una "vela", composta da lenti Fresnel, in grado di convogliare i raggi solari verso una cella a tripla ingiunzione e a elevata efficienza composta gallio, indio e germanio. Questa cella ha le dimensioni piuttosto piccole e, quindi, ha bisogno di essere colpita, attraverso il sistema ottico descritto, in modo diretto e preciso dai raggi solari.

Un problema molto grande se si pensa che il moto apparente del sole è continuo di secondo in secondo e che la nostra Stella per eccellenza non si ferma mai. Allora, il team di ricerca, ha creato un braccio motorizzato composto da due piattaforme (potete vederlo in foto per farvi un'idea) che permette alla vela di motorizzarsi e di avere sempre un'illuminazione del sole diretta. Il possente braccio è guidato da due algoritmi: uno che calcoli approssimativamente la posizione del sole in base allo zenith e all'azimuth, nel suo normale moto; e l'altro che, invece, aggiusti gli errori di approssimazione mediante un sistema denominato activetracking che utilizza un sensore di orientamento. L'intera struttura è stabilizzata in modo da evitare anche il più impercettibile micromovimento.

(Solarbuild, il modulo fotovoltaico)

Un secondo problema derivato da questo sistema è il surriscaldamento del modulo. Come per ogni pannello fotovoltaico anche per per il pannello creato dal progetto Solarbuild più la temperatura aumenta e minore sarà la capacità del pannello di inglobare l'energia elettrica. Da ricordare, inoltre, che ad una temperatura di circa 100°C il pannello subisce danni irreversibili.

Considerato questo problema, allora, si è dotato il sistema di un raffreddamento liquido che abbia due funzioni: da una parte mantenere costante la temperatura del pannello in modo da tenerlo sempre efficiente ed evitare che subisca danni, dall'altra, con l'acqua calda raccolta, poter fornire energia termica in grado di alimentare l'abitazione. Con Solarbuild, insomma, si potrebbe fornire da una parte energia elettrica e dall'altra quella termica partendo da un'unica fonte: il Sole. 

Elemento di criticità del progetto è la grandezza del pannello (che potete vedere in foto). A causa delle lenti Fresnel, per poter ricreare condizioni ottimali per il cono di luce, lo spessore non può essere ridotto a meno di 63 cm, rendendo l'intera struttura piuttosto vistosa e ingombrante. 

(La vela del pannello fotovoltaico risulta ingombrante e vistosa)

Si calcola che con questa tecnica si possa raccogliere il 27% dell'energia irradiata e che questo possa portare ad una produzione di energia elettrica pari a 5.000 kwh/anno e 15.000kwh/anno di energia termica. Attualmente esiste un solo pannello installato presso il Parco Tecnologico di Chivasso in provincia di Torino dove è stato allestito un laboratorio di prova, (con accumulo di capacità di 1000 litri), per testare la tecnologia creata e di simulare l'effetto di carico termico di un normale edificio. La sfida è di raggiungere i parametri indicati e, magari, di poterli superare.