con separazione spettrale



Documenti analoghi
Giuliano Martinelli. Università di Ferrara, Dipartimento di Fisica

Sensor and Semiconductor Laboratory

Convegno Soelia - energie rinnovabili. Le prospettive del fotovoltaico per una incidenza energetica nel nostro Paese

Il Solare a Concentrazione

Il Solare a Concentrazione

PENTAPRISMA DICROICO FOTOVOLTAICO CON SPLITTAMENTO SPETTRALE DI RADIAZIONE SOLARE CONCENTRATA

Il Solare a Concentrazione

Il Solare a Concentrazione

Celle solari cresciute mediante MOVPE basate su materiali III-V: problematiche e prospettive

Laboratorio Semiconduttori e Sensori

Centro Ricerche FV. Fotovoltaico nuova generazione. Solare a contrazione AT. Ricerca sui materiali e nuovi dispositivi fotovoltaici

EDIFICIO AD USO RESIDENZIALE Via dell Artigiano, 8 SAN LAZZARO DI SAVENA (BO) VALUTAZIONE DI MASSIMA SULLA PRODUZIONE ED IL CONSUMO DI ENERGIA ELETTRI

CHANNELING: LO STATO SOLIDO DELLE ALTE. V. Guidi Lavori in corso a fisica 2016 ENERGIE

III-V MULTIJUNCTION Solar cells

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

Solare Termodinamico o Concentrating Solar Power (CSP)

Il ruolo strategico delle fonti rinnovabili. Vittorio Chiesa 29 gennaio 2010

Nanostrutture plasmoniche per l ottimizzazione delle prestazioni di pannelli fotovoltaici

Moduli fotovoltaici: Brevi cenni su nozioni base Stato dell arte. Parma, Francesco Giusiano.

La situazione normativa nazionale e internazionale

futuro Progetto co-finanziato dal Fondo europeo di sviluppo regionale, FEDER

Realizzare impianti per la deposizione di Cu(In,Ga)Se 2 (CIGS) su substrato flessibile per applicazioni fotovoltaiche.

Unità Tecnica Fonti Rinnovabili

ENERGIA SOLARE: UNA SOLUZIONE VINCENTE? Annamaria Castrignanò CRA-ISA (Bari)

Sistemi per l'energia in edilizia

La produzione di Energia Elettrica da Fonti Rinnovabili Il Parco Fotovoltaico dell Università di Salerno

ENERGIA DAL SOLE. Eltech Srl Via GB Bordogna, CALVISANO (Bs) Italia Sito internet:

L ENERGIA FOTOVOLTAICA: DALLE CELLE SOLARI A SEMICONDUTTORE ALLE INNOVAZIONI TECNOLOGICHE E LO SVILUPPO DI NUOVI MATERIALI

IL RUOLO DELLE UTILITIY ESPERIENZE DAL TERRITORIO

CARATTERIZZAZIONE OTTICA DI CONCENTRATORI SOLARI FOTOVOLTAICI PhoCUS

Il nuovo sistema di incentivazione del Fotovoltaico

Come provvedimenti per potenziare le energie rinnovabili possono portare a risultati globalmente negativi

ISERA. Verso l idrogeno. Cagliari,26 Marzo Il progetto idrogeno del Comune di Isera. Ing. Massimo Luminari Electronic Machining

Impianti SDH in Italia: 4 casi studio

T-BAR LED Smartlight TM

La ricerca su celle fotovoltaiche innovative

Il mio Impianto Fotovoltaico. Valmacco Simone Briona (NO)

innovation in building Tegosolar tegole fotovoltaiche innovative integrate architettonicamente per impianti fino a 20 kw

Il punto sul fotovoltaico in Italia. Nicoletta Muzio Direzione Ingegneria Unità Impianti Fotovoltaici

Giulio Arletti Presidente e AD

Studio del rendimento della tecnologia fotovoltaica: 1. impianto in rete 2. impianto ad isola. Prof. Bersani G. Fausto A.T.

Obiettivi dello studio e metodologia applicata

Pannelli Solari e Celle Fotovoltaiche

Tecnologie FV a film sottile: stato dell arte e prospettive

Il sistema elettrico italiano: quale mix per gli obiettivi di

Il solare termico, il fotovoltaico e il conto energia

Energia solare. Prof.ssa Matilde Pietrafesa

Storia e prospettive del PV in ITALIA

STAR, il sistema di tracking solare elio-referenziato. Alessandro Rossi Green City Energy Pisa, 2 luglio 2010

futuro Proyecto cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional, FEDER

SCOTIA ITALIA. Scotia Company

Roma, 14 febbraio 2017 I SISTEMI DI TELECONTROLLO NEGLI IMPIANTI ENERGETICI

IL TUO IMPIANTO FOTOVOLTAICO SUL TUO NUOVO TETTO

Lo spirito di un idea

Una nuova sfida: la sostenibilità nei trasporti. Franco Donatini Docente di Energia Geotermica Università di Pisa

Risultati sperimentali e sviluppi del modulo a concentrazione rondine

ISTITUTO COMPRENSIVO A.FRANK SCUOLA MEDIA AGRIGENTO ANNO SCOLASTICO ENERGIA SOLARE ENERGIA & AMBIENTE QUADERNO 2

IL FILM SOTTILE I MODULI IN FILM SOTTILE TANDEM GARANTISCONO UNA PRODUZIONE DI ENERGIA SUPERIORE A QUELLA DEI MODULI CRISTALLINI.

Solare, Agricoltura e Territorio: opportunità e precauzioni. Luca Rubini CIRPS Sapienza Università di Roma

LASER PRINCIPI FISICI

Casa unifamiliare a Lasa

Turbine orizzontali da 400W a 1500W Modelli per connessione ad isola

Solare termico, panoramica delle tecnologie e analisi dei meccanismi di incentivazione vigenti

Guida ai sistemi fotovoltaici a concentrazione

Concentration PV system based on

Le energie rinnovabili, motore di sviluppo per la Sicilia

I percorsi di sviluppo della tecnologia fotovoltaica Ennio Macchi. Dipartimento di Energia - Politecnico di Milano

ITIS G. CARDANO GENERATORE FOTOVOLTAICO

Concentratore solare. Pannello. L idea Il prototipo

Originalità della ricerca e motivazione del premio

SPORTELLO ENERGIA. Scheda Informativa impianti fotovoltaici

Introduzione. Nella prima parte è riportata le potenza installata e la produzione (anche a livello regionale) delle varie fonti rinnovabili.

IL CAMPO ELETTROSTATICO. G. Pugliese 1

Il futuro del fotovoltaico in Italia

MED & Italian Energy Report Un monitor sulle regioni italiane

Impianti fotovoltaici in Ticino (stato )

Tempio Pausania. 11 febbraio Ing. Luigi Bertetti Servizi di Ingegneria Energie Rinnovabili

QUALE GOVERNANCE MULTILIVELLO PER LO SVILUPPO DELLE RINNOVABILI NEL QUADRO DEGLI OBIETTIVI UE AL 2020

LE BARRIERE ANTIRUMORE FOTOVOLTAICHE di Andrea Demozzi UNI Commissione Acustica CEN Road Equipments

L'energia solare è una delle principali fonti di energia rinnovabile.

Impianti fotovoltaici in Ticino (stato )

Silicio: un esempio nelle nanotecnologie

L effetto Fotovoltaico

Di Edo Ronchi Roma, 26 marzo 2010

Politecnico di Torino Fondazione Telios

Introduzione. Le Statistiche sulle fonti rinnovabili in Italia intendono fornire un quadro, più ampio possibile, della situazione attuale.

Azienda con sistema di gestione qualità certificato UNI EN ISO 9001:2008. Certificati n e

Prof. Carlo Andrea BOLLINO Presidente

EFFETTO FOTOELETTRICO

SERIE SWP. Scaldacqua a pompa di calore SWP L acqua calda costa meno, finalmente. + Efficienza + Risparmio + Benessere

PHOTOVOLTAIC TRANSPARENT GEL

Introduzione. Le Statistiche sulle fonti rinnovabili in Italia intendono fornire un quadro, più ampio possibile, della situazione attuale.

Le Fonti Rinnovabili per uno sviluppo sostenibile

La Tecnologia del Solare Termodinamico per la Produzione di Energia Elettrica e Calore

IL SOLARE FOTOVOLTAICO

Tecnologia fotovoltaica. il fotovoltaico

ISTITUTO COMPRENSIVO STATALE 1 LAVELLO

Transcript:

Fotovoltaico a concentrazione con separazione spettrale Cesare Malagù Dipartimento di Fisica-UNIFE OIKOS Fonti di energia e tecnologie di conversione Ferrara, 14 marzo 2011

Produzione annuale di polysilicon (feedstock) ad uso FV nel 2009: 70.000 Ton nel mondo CONSIDERAZIONE: Con la tecnologia attuale questa quantità di silicio è appena sufficiente per realizzare pannelli fotovoltaici per una potenza complessiva di 7 GW (fonte GMT Research). Consumo annuo di energia elettrica in Italia (dati TERNA 2009) 300 mila GWh. Ipotizzando 1000 GWh / anno da ogni GW installato, si raggiungerebbero appena 7 mila GWh/anno vale a dire che tutto il polysilicon mondiale fornirebbe circa il 2.3% del fabbisogno della sola Italia.

3GW installati in Italia AD OGGI grazie al Conto Energia Mediamente 1 kw installato produce 1000 kwh di energia all anno. Ogni kwh viene incentivato con le nostre tasse di circa 0.4euro (per 20 anni). 3GW 3000GWh=3 miliardi di kwh (circa 1% del fabbisogno nazionale) 1.2 miliardi di euro all anno per 20 anni! 24 miliardi di euro in 20 anni se ci fermassimo qui Con 20 miliardi di euro si costruirebbero 4 centrali EPR da 1.6GW l una che soddisferebbero il 17% del fabbisogno nazionale per 60 anni.

CONCENTRAZIONE Concentrando l energia solare con specchi o lenti si può ridurre di almeno 200 volte la necessità di materiale fotovoltaico da impiegare.

Primi esempi di fotovoltaico a concentrazione Concentrator developed at the Sandia National Laboratories in the late 1970 s

Il primo concentratore a facce piane Raffreddamento attivo: ad acqua Ricevitore FV Specchi piani ogni specchio è posizionato individualmente Tracking

Dal modello Cad si passa al modello fisico e con una procedura standard si ottiene il dish e infine gli specchie e il concentratore sono assemblati Concentratore a facce piane: fabbricazione.

Ulteriori vantaggi Un riflettore primario sfaccettato è stato realizzato utilizzando materiali plastici. Il layer riflettente è basato su specchi di PMMA o, alternativamente, su film polimerici riflettenti. Gli specchi piani danno un campo di illuminazione uniforme. La struttura leggera riduce i costi di tracking Il layer polimerico ha una riflettività molto elevata. Il PMMA richiede bassi costi di manutenzione e di pulizia.

SEPARAZIONE SPETTRALE

Densità spettrale di potenza generata da due distinti ricevitori fotovoltaici a diverso bandgap, e viene confrontata con la distribuzione spettrale di potenza del sole.

Serie:multigiunzione Separazione spettrale P ll l i l i i Parallelo: singola giunzione e la separazione avviene otticamente

Separazione spettrale e concentrazione Sono necessari diversi materiali per raccogliere le diverse lunghezze d onda riflesse e concentrate

Ricoprimento dicroico

Concentratore realizzato sul tetto del dipartimento di Fisica presso il Polo Scientifico e Tecnologico.

Ultima generazione Prototipo di concentratore solare. Questo sistema fotovoltaico a concentrazione può ospitare fino a 3 diversi ricevitori fotovoltaici a diverso bandgap, e può fornire due differenti livelli di concentrazione sugli stessi Nel ricevitore sono alloggiati dispositivi fotovoltaici su wafer o su supporto vitreo in unità di piccola dimensione (tipicamente qualche cm 2 )

Reattore-LEPECVD Heater Substrate SiH 4, GeH 4, PH 3 inlet Auxiliary anode Ar inlet Plasma source Plasma focusing coils

Dipendenza del bandgap dalle dimensioni Un aumento dell intensità di energia PL (fotoluminescenza) alla decrescita del nano cristallo dimostra il confinamento quantistico e la formazione del quantum dot. Alcuni autori hanno dimostrato sufficiente confinamento quantico in un quantum well di SiO 2 of 1 nm per un bandgap di 1.7 ev (misurato con PL) [1]. Per un quantum dot il confinamento è 3D invece che 1D, quindi lo stesso livello energetico è atteso per un cristallo di 2nm.[2] [1] E.-C. Cho, M.A. Green, J. Xia, R. Corkish, P. Reece, M. Gal, Appl. Phys. Lett. 84 (2004) 2286. [2] Gavin Conibeer et al Silicon nanostructures for third generation photovoltaic solar cells Thin Solid Films 511 512 (2006) 654 662

E c Quantum wells ka condizione di quantizzazione in = nπ buca di altezza infinita larga a E gap (Si) gap(ge) E g z k = 2 m ( E E )/ 2 2 n c 2 2 π 2 2 ma n En Ec = n 2 Naturalmente t per avere la quantizzazione i la differenza tra due livelli lli deve essere: π 2 ma 2 n 2 2 2 >> kt B Mettendo m n =0.082m e che è quella trasversale si trova che a deve esser<<14nm. Mettendo m n =1.64m e che è quella longitudinale si itrova che a deve esser<<3nm