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Energia solare a metà del costo
Un nuovo meccanismo per focalizzare la luce su piccole aree di materiale fotovoltaico potrebbe rendere l'energia solare nelle applicazioni residenziali e commerciali più economica dell'elettricità dalla rete nella maggior parte dei mercati nei prossimi anni. I sistemi iniziali, che possono essere realizzati a metà del costo dei pannelli solari convenzionali, inizieranno a essere spediti entro la fine dell'anno, afferma Brad Hines, CTO e fondatore di Energia Solitaria , una startup con sede a Pasadena, in California, che ha sviluppato i nuovi moduli.
Solare più economico: Questo concentratore solare utilizza specchi e lenti per focalizzare la luce, riducendo la quantità di materiale semiconduttore necessaria e tagliando i costi. Il modulo rettangolare è montato con lo stesso hardware dei pannelli solari piatti convenzionali.
Concentrare la luce solare con specchi o lenti su una piccola area riduce in parte i costi dell'energia solare riducendo la quantità di costoso materiale fotovoltaico necessario. Ma mentre i sistemi solari fotovoltaici concentrati sono attraenti per i parchi solari su larga scala a terra per i servizi pubblici, i progetti convenzionali sono difficili da montare sui tetti, dove la maggior parte dei clienti residenziali e commerciali ha spazio per i pannelli solari. I sistemi sono in genere grandi e pesanti e sono montati su pali in modo che possano muoversi per seguire il sole, il che li rende più vulnerabili alle raffiche di vento rispetto ai normali pannelli solari piatti.
Soliant ha progettato un concentratore solare che segue il sole durante il giorno ma è più leggero e non è montato su palo. Il sistema si inserisce in un telaio rettangolare ed è montato sul tetto con lo stesso hardware utilizzato per i pannelli solari piatti convenzionali. Tuttavia, i dispositivi costeranno probabilmente la metà di un pannello solare convenzionale, afferma Hines. Un progetto di seconda generazione, che concentra di più la luce e utilizza un fotovoltaico migliore, potrebbe costare un quarto. Dice che un design più avanzato dovrebbe essere pronto entro il 2010.
Il design Soliant combina sia lenti che specchi per creare un sistema più compatto. Ogni modulo è costituito da file di canalette in alluminio, ciascuna della larghezza e della profondità di una grondaia. Questi trogoli sono montati all'interno di un telaio rettangolare e possono inclinarsi all'unisono da un lato all'altro per seguire il sole. Ogni trogolo è racchiuso nella parte superiore con un coperchio in acrilico trasparente. All'interno di ogni trogolo, una striscia di materiale fotovoltaico in silicio corre lungo il fondo. Quando la luce entra, parte di essa si riflette sulla superficie interna del canale e raggiunge la striscia di silicio. Il resto della luce in ingresso viene focalizzato sulla striscia da una lente incorporata nel coperchio acrilico.
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Essendo un sistema a concentrazione solare, questo design presenta alcuni inconvenienti. Poiché i trogoli sono montati vicini tra loro, si ombreggiano a vicenda durante alcune parti della giornata, diminuendo la quantità totale di elettricità prodotta. Possono anche tracciare solo da un lato all'altro, il che rende loro impossibile seguire esattamente l'arco del sole attraverso il cielo. Questo secondo problema sarà affrontato nel progetto di seconda generazione, in cui ogni canale sarà diviso in sezioni, ognuna delle quali può ruotare da un lato all'altro e anche su e giù.
Ma la facilità di installazione potrebbe aiutare a convincere gli installatori solari a utilizzare la tecnologia, afferma Craig Cornelius, responsabile della tecnologia per il programma di tecnologia dell'energia solare del Dipartimento dell'Energia (DOE). Il DOE ha recentemente annunciato un finanziamento di 168 milioni di dollari per 13 progetti solari, in base ai quali Soliant riceverà fino a 4 milioni di dollari. Cornelius afferma che i minori costi di installazione contribuiranno a ridurre i costi complessivi dell'energia solare dai moduli.
Cornelius pensa che alcuni clienti, come quelli con molto spazio sul tetto, opteranno per pannelli solari a film sottile più economici, che in alcuni casi possono raddoppiare come tegole, ma sono meno efficienti dei pannelli solari convenzionali. Ma per coloro che hanno bisogno di più potenza per lo spazio che hanno, Cornelius afferma che l'approccio di Soliant potrebbe rivelarsi l'opzione migliore. I suoi moduli producono la stessa potenza dei tradizionali pannelli piatti, ma sono meno costosi, poiché utilizzano l'88% in meno di silicio. Il sistema di prossima generazione dell'azienda sarebbe ancora migliore, producendo tre volte più energia per area.
Per testare i pannelli, Soliant sta lavorando con DOE e Sun Edison , un affermato installatore e operatore di sistemi solari con sede a Beltsville, MD. Il sistema di seconda generazione sarà ancora più difficile da sviluppare perché la luce sarà focalizzata su un'area più piccola, richiedendo un migliore inseguimento del sole. Soliant lavorerà anche con Emanuel Sachs , professore di ingegneria meccanica al MIT, per migliorare le tecniche di fabbricazione e il sistema di puntamento dei concentratori.
In un certo senso, l'aspetto interessante dell'approccio di [Soliant] è che i problemi di ingegneria che devono risolvere sono relativamente banali, afferma Cornelius. Questo è uno dei progetti di cui sono più entusiasta in tutto il nostro portfolio.