Fotovoltaico a concentrazione

Il fotovoltaico ad alta concentrazione è una tecnologia emergente che sta cominciando a posizionarsi come alternativa a basso costo per la generazione di energia elettrica.

L'elevato costo di produzione dei moduli fotovoltaici, soprattutto per il costo delle celle, che sono per lo più importati da altri paesi, rende i prezzi di vendita ancora piuttosto alti.

In termini relativi, la cella fotovoltaica è il componente più costoso di un modulo convertitore di energia solare. Pertanto, aumentare la produzione elettrica di un impianto fotovoltaico estendendo la superficie delle cellule può rivelarsi costoso, rispetto ad altri metodi che tendono invece ad aumentare la produzione di energia elettrica aumentando l'intensità della luce solare che colpisce la cella.

Tali metodi includono l'utilizzo di lenti o specchi per concentrare la luce solare sulla cella fotovoltaica.

Per installare un megawatt di picco di moduli fotovoltaici convenzionali si richiede uno spazio equivalente alla superficie di un campo di calcio, che misura circa 8000 m2.

Al contrario, nel caso del fotovoltaico ad alta concentrazione, la superficie di semiconduttori necessaria è ridotta a otto metri quadrati, il che dimostra i vantaggi economici di questa tecnologia, non solo per i costi dei materiali ma  anche per l'utilizzo dello spazio necessario, che per gli impianti dotati di pannelli solari ad alta concentrazione è molto più ridotto.

Il sistema che consente di concentrare la radiazione solare sulle celle fotovoltaiche per aumentarne la capacità di produzione di energia elettrica, utilizza generalmente una lente che può essere di vetro, acrilico, poliuretano, polietilene, polipropilene o di qualsiasi altro materiale di natura analoga, purchè sia trasparente per consentire il passaggio della luce solare.

Le lenti di Fresnel hanno la proprietà di ottenere la massima concentrazione della radiazione solare con il minimo ingombro e rappresentano quindi la soluzione tecnica più utilizzata nei pannelli fotovoltaici a concentrazione.

La lente è posizionato sopra una cornice o telaio che ha un doppio fondo più piccolo dov'è alloggiata la cella fotovoltaica, posta da 10 a 30 centimetri di distanza dalla lente di concentrazione. Tutto l'insieme deve essere orientato in direzione del sole, così che i raggi solari possano incidere sulla lente in modo da raggiungere la cella fotovoltaica sottostante con una radiazione decisamente aumentata in potenza grazie alla maggiore superficie della lente e al suo effetto concentratore.