Progetto SCOOP : ITALIAN SOLAR CONCENTRATION TECHNOLOGIES FOR PHOTOVOLTAIC SYSTEMS PROGRAMMA INDUSTRIA Gioacchino Bellia

Transcript

1 PROGRAMMA INDUSTRIA 2015 Progetto SCOOP : ITALIAN SOLAR CONCENTRATION O P TECHNOLOGIES FOR PHOTOVOLTAIC SYSTEMS Gioacchino Bellia Green City Energy Pisa, 1 Luglio 2010

2 Programma Industria 2015 (MISE) Co-finanziamento Progetti di Innovazione Industriale (PII) in aree tecnologiche e produttive strategiche Bando Industria 2015: emissione marzo 2008, graduatoria marzo 2009 Efficienza Energetica: 30 progetti, 200 M finanziamento 500 M budget complessivo Settore fotovoltaico: 5 progetti finanziati Obiettivo del Programma Promuovere azioni di innovazione industriale a medio e lungo termine Incoraggiare collaborazioni nazionali e internazionali tra imprese private, capitali finanziari, università e centri di ricerca

3 SCOOP - Risorse 16 Partner (5 Università/Centri di Ricerca, 4 PMI, 7 Grandi Imprese) Costi agevolabili: ~ 16,8 M Contributo MISE: 7,2 M Ripartizione costi agevolabili UNI/CR: 21% GI: 53% PMI: 26%

4 Organizzazione integrata di progetto Linea 4 Sistema dicroico compatto per generazione distribuita Linea 9 Gestione di sistema e valorizzazione de i ri isultati Linea 5 Sistema ad alta concentrazione per generazione di potenza Linea 1 Linea 2 Linea 3 Celle Sistemi ottici ad Elettronica di fotovoltaiche elevata potenza e di innovative efficienza controllo Linea 6 Sistema cogenerativo integrato nell edilizia Linea 8 Caratterizzazio one e qualificazione dei componen nti e dei prototipi Linea 7 Sistema cogenerativo per piccole e medie attività commerciali

5 Sistemi fotovoltaici a concentrazione Cosa sono Principali elementi costitutivi Celle fotovoltaiche ad elevata efficienza basate su silicio o su materiali avanzati Ottiche per la concentrazione della radiazione solare diretta su superfici ridotte Sistemi ad inseguimento ad doppio asse ad elevata accuratezza Principali vantaggi tecnologici Ridotto consumi di materiali nobili Elevate efficienze Elevato rapporto potenza installata/superficie captante

6 Obiettivi generali di SCOOP Massimizzare le sinergie tra industrie, centri di ricerca e università Realizzare di componenti e sistemi CPV a basso costo e alte prestazioni, competitivi nel mercato fotovoltaico Predisporre metodologie unificate per la caratterizzazione dei componenti e dei sistemi fotovoltaici a concentrazione Creare una rete italiana di qualificazione e certificazione dei sistemi CPV Creazione di un Sistema Italia

7 Sistemi fotovoltaici a concentrazione Le chiavi del successo di SCOOP Riduzione dei costi di realizzazione dei sistemi Incremento dell affidabilità nel tempo dei sistemi Nuovi prodotti per una diversificazione dell offerta Protocolli e normative per la caratterizzazione e la qualificazione dei singoli componenti e degli interi sistemi

8 Obiettivi tecnico scientifici Sistemi ottici per la concentrazione solare Celle a singola e multipla giunzione basate sui composti III-V, celle al silicio cristallino 4 prototipi CPV Sistemi elettronici di potenza e di controllo di sistema Qualificazione e certificazione dei componenti e dei sistemi CPV

9 Celle solari avanzate per sistemi CPV CPV alta concentrazione (>750 soli) Celle solari a tripla giunzione InGaP/GaAs/Ge efficienza a 750 soli > 35% Spectrum splitting Celle solari a singola o doppia giunzione: InGaP (regione blu) GaAs (regione rossa) Si (regione infrarossa) CPV a bassa concentrazione (< 200 soli) Celle solari al silicio efficienza a 200 soli > 20%

10 Progettazione ottica di sistemi per la concentrazione DEFINIZIONE DELLE SPECIFICHE INIZIALI MODELLAZIONE Progettazione ottica e modellazione CAD 3D SIMULAZIONE OTTICA Ottimizzazione del componente a calcolo PROTOTIPAZIONE E VERIFICA FINALE

11 Sistemi elettronici di potenza di SCOOP Nuovo layout della gestione della potenza di tipo distribuito Celle di ogni pannello raggruppate in poche stringhe, ciascuna dotata di un convertitore DC/DC. Logica di controllo dell MPPT (Maximum Power Point Tracker) inclusa all interno di ciascun convertitore DC/DC Riduzione delle perdite da mismatch Inverter DC/DC MPPT DC/DC MPPT DC/DC MPPT DC/AC 400V-DC DC/AC Architettura Centralizzata DC/DC MPPT Architettura Distribuita

12 Prototipi CPV realizzati all interno di SCOOP Sistema 3 Rays System (Angelantoni Industrie) Separazione spettrale della luce incidente Progettato per applicazioni industriali e residenziali Sistema ICARO (SGS Future) Tecnologia point focus a lenti di Fresnel Generazione elettrica su grande scala Sistema SOLARNOVA (Savio) Concentrazione lineare Integrazione del sistema cogenerativo in facciate residenziali Sistema CENTER (Riello) Concentratori parabolici Cogenerazione per piccole e medie utenze commerciali e industriali

13 Competitività economica sistemi SCOOP 0,9 0,8 1 CML 0,1 /kwh 0,7 CML 0,2 /kwh η 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Target SCOOP: /W installato 2009 CML 0,3 /kwh CML 0,4 /kwh CML 0,5 /kwh /mq Ipotesi: Catania, costo 6 /W (Photon International ), PR=0,76, O&M=3% investimento. 25 anni di esercizio.

14 Definizione del costo dei prodotti di SCOOP 100% 90% 95% Percentuale cumulata dei costi di ciclo 66% 85% Pianificazione prodotto Prog. preliminare Prog. esecutiva Produzione Supporto logistico Il 90% del costo del prodotto è influenzato da scelte effettuate prima dell inizio della produzione Fonte:Berliner, Brimson (1991)

15 Gestione delle attività e disseminazione dei risultati online da dicembre 2009

16 Partnership SCOOP Coordinatore: Partnership: CESI SA.R.E.T., S.r.l contatti : gianluca.gigliucci@enel.com gioacchino.bellia@enel.com

17 THE REAL REVOLUTION IS NOT TO CHANGE THE WORLD RATHER THAN CHANGING THE PLANET, WE HAVE ALWAYS PREFERRED TO CHANGE OURSELVES