Sistema alta concentrazione fotovoltaica

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2 Sistema alta concentrazione fotovoltaica Elementi fotovoltaici Multigiunzione Alta Concentrazione ottica Inseguimento solare biassiale La combinazione di questi elementi sono riuniti in una sistema tecnologico che permette di sfruttare con elevata efficienza la radiazione solare. E una tecnologia innovativa che permettera di raggiungere nel prossimo futuro la grid parity ( Costo energia prodotta = costo energia venduta alla rete da gestore es. 0,18 Euro/kWh ) e nel medio periodo costi in linea con le fonti tradizionali ( carbone, petrolio, ). Si produrrà quindi energia rinnovabile sostenibile senza contributi statali!

3 Multigiunzione η Unione tra strati di diversi semiconduttori = 35-40% Upper cell GaInP=Gallium-Indium-Phosphorus Middle cell GaAs=Gallium Arsenide Lower cell Ge=Germanium Cella a tripla giunzione

4 Assorbimento dello spettro solare della tripla giunzione Le celle multigiunzione vengono costruite a partire da un wafer di Germanio spesso poco più di un decimo di millimetro sul quale vengono depositati, mediante crescite epitassiali, strati micrometrici di elementi della serie III-V quali il Gallio, l Arsenico e l Indio. In questo modo si costruisce una pila di tre giunzioni a semiconduttori, ognuna sensibile a una diversa porzione dello spettro solare rendendo possibile un efficienza di conversione fino al 39%, quando una cella tradizionale al silicio raggiunge il 16%.

5 Sensibilità alla temperatura All aumentare della temperatura, le celle a tripla giunzion hanno una minore riduzione del rendimento rispetto alle tradizionali celle al silicio.

6 Sistemi a concentrazione 1 sole Alta concentrazione: da 200 a 1000 soli

7 Sistemi tripla giunzione vs tradizionali 156x156 mm 3x3 mm

8 Inseguimento solare

9 Aree con maggiore radiazione diretta I sistemi a concentrazione sfruttano la sola componente diretta della luce solare. La componente diffusa varia secondo la latitudine, l'altitudine s.l.m. e le caratteristiche morfologiche e termoigrometriche delle varie zone geografiche di installazione. Grazie anche al Conto energia 2011, l Albero D oro può essere installato in tutte le regioni italiane mantenendo il vantaggio che ne permette economicamente l'installazione. La percentuale di luce diffusa, sul totale dell'irraggiamento, sul territorio italiano varia da un 20% ad un 35%. Ovviamente nel centro sud Italia la componente è più ridotta, e quindi il miglior sfruttamento dell'irraggiamento solare consente produzioni energetiche ancora maggiori.

10 HCPV vs Tradizionale Silicio cristallino HCPV Silicio cristallino Vantaggi 1. Basso consumo di materiali 2. Celle ad alta efficienza 3. Assenza di problemi di fornitura materiali 4. Grosso potenziale di riduzione costi 1. Infrastuttura matura 2. Dominio del mercato ~90% Futuro 1. Efficienza celle ~60% 2. Economia di scala e riduzione costi 3. Market share ~10% entro il Nuovi sistemi HCPV integrati in edifici 1. Efficienza celle ~25% 2. Reperimento materiali 3. Riduzione spessore celle 4. Market share ~50% entro il 2020 HCPV High concentrating photovoltaic ( Fotovoltaico ad alta concentrazione )

11 Basso impatto ambientale Basso Footprint ( impronta ecologica ) Alta riciclabilità ( fino a 97%) Veloce ritorno energetico Nessun consumo d acqua Ottimo uso del terreno Assenza di ombre permanenti Preservazione ecosistema Minimo impatto dopo la smobilizzo Minimo uso del territorio Uso misto del territorio

12 L efficienza del sistema HCPV è in continua crescita

13 Outlook mercato elevate prospettive di crescita

14 Albero d oro Beghelli

15 Albero d Oro 8160 Wp

16 Modulo singolo con celle a tripla giunzione La parte fotovoltaica di Albero D oro Beghelli è composta da 48 moduli fotovoltaici a se stanti, dotati cioè di inverter indipendente che comunica direttamente con la Centrale del sistema. Ogni modulo sfrutta celle solari con tecnologia multigiunzione (semiconduttori III-V), con una resa netta di conversione superiore al 37%. La produzione energetica viene gestita da un micro inverter locale posizionato a bordo di ogni singolo modulo, inoltre ogniuna delle 64 celle solari che compone il modulo ha un dispositivo di auto esclusione (diodo di by-pass) che garantisce il funzionamento di ogni modulo anche in caso di problematiche su una singola cella.

17 Alta concentrazione ottica

18 Albero d oro

19 Sistema di supervisione e telecontrollo

20 Schema installazione Ogni vela deve essere installata su un plinto posizionato nel terreno. Il plinto deve essere dimensionato per garantire la stabilità statica e dinamica ( funzione del terreno, della classe di vento statistico, dell area sismica ). Le vele vengono consegnato sul sito precablate in 3 parti. Con un braccio gru si movimentano queste parti e si collegano meccanicamente. Mediamente il collegamento della vela si puo realizzare in circa 2/3 ore con 3 addetti.

21 Schema connessione elettrica impianto Bassa tensione Cavi 4poli AC trifase L impianto presenta un elevata facilità D installazione. Da ogni vela esce un cavo 4 poli in corrente alternata trifase E sufficiente collegare gli alberi con cavi AC al quadro di campo e quindi in Rete. Quadro di campo 400 V / 3ph / 50 Hz Trasformatore BT/BT Rete

22 Layout vele Superficie uguale Rettangolo 16 vele Quadrato 13 vele Le vele devono essere disposte in modo tale da evitare gli ombreggiamenti. Un terreno perfettamente piano e quadrato è il caso piu limitante come numero massimo di vele installabili. Viceversa un terreno «bislungo» est/ovest e magari inclinato in direzione sud/nord permette di installare un numero decisamente superiore di vele. In un terreno quadrato, pianeggiante indicativamente si possono inserire 30 vele per ettaro. Questo valore puo crescere notevolmente in un terreno inclinato e bislungo accettando anche una piccola percentuale di ombreggiamento.

23 Ipotesi di applicazione Installazione per unità residenziale

24 Porti, darsene, siti industriali

25 Terreni agricoli

26 Performance Albero d Oro in Italia I sistemi a concentrazione sfruttano la sola componente diretta della luce solare. La componente diffusa varia secondo la latitudine, l'altitudine s.l.m. e le caratteristiche morfologiche e termoigrometriche delle varie zone geografiche di installazione. La percentuale di luce diffusa, sul totale dell'irraggiamento, sul territorio italiano varia da un 20% ad un 35%. Ovviamente nel centro sud Italia la componente è più ridotta, e quindi il miglior sfruttamento dell'irraggiamento solare consente produzioni energetiche ancora maggiori.

27 We love photovoltaics And it shows!