Celle fotovoltaiche al silicio per i concentratori

[FernandoFast]

Ciao ho ricevuto una richiesta di aiuto ma purtroppo tra i miei documenti non sono più riuscito a trovare il dato. (Si è perso tra i meandri di cartelle e sottocartelle)

In pratica la richiesta è stata questa: "nei sistemi a concentrazione vengono usate delle celle solari con caratteristiche di (non ricordo se voltaggio o potenza) diverse da quelle tradizionali. Per sviluppare la ricerca avremmo bisogno di acquistare questo tipo di celle ma non riusciamo a trovarle..."

Il problema consiste nel fatto che le temperature raggiunte nella concentrazione sono alte, quindi, è necessario utilizzare celle fotovoltaiche "diverse" dalle tradizionali (che ad alte temperature hanno un abbassamento dell'efficenza).

Quindi, fidando degli sviluppi fatti da alcuni partecipanti al forum, mi chiedevo se qualcuno di voi può segnalarmi dove trovare delle celle solari che vanno bene per i concentratori basati su lenti di Fresnel o altro.

Grazie di aver letto, se possibile fai la segnalazione rispondendo al post...

Fernando

[NextEnergy]

Ciao Fernando

Per ciò che riguarda la tua richiesta di celle per HCPV sia per sistemi a lenti di fresnel che con concentrazione a riflessione (specchi parabolici e/o lineari) i migliori fornitori mondiali sono:
www.spectrolab.com : detiene il record mondiale di eff. con 39,7%
www.sunpowercorp.com
www.edtekinc.com
www.emcore.com

In Italia ci sarebbe anche il CESI da contattare nella persona del Dr. Flores.

Anch'io mi sto occupando di sistemi a concentrazione. In particolare con l'utilizzo di lenti di fresnel che ritengo più idonei ad un uso "commerciale". Ho raccolto molte informazioni su diversi sistemi e studi in proposito.
Tra qualche settimana dovrei ricevere dal giappone 20 o 30 fresnel lens da 500x al fine di cominciare qualche test.

Se non è un segreto di stato mi piacerebbe scambiare 4 chiacchiere con questi ricecatori, anche solo per scambio informazioni e/o eventuale collaborazione.

Saluti Solari a tutti

NextEnergy

Edited by NextEnergy - 11/12/2005, 17:47

C'è anche l'enea che sta sperimentando un sistema a concentrazione con celle in silicio,questo è il link del sito:
http://www.ene1.portici.enea.it/ene-foto/default.aspx

credo che anche questa società venda celle per concentratori:
http://www.amonix.com/

qui c'è una breve lista di sistemi a concentrazione
http://www.greenandgoldenergy.com.au/othertrackers.htm

[NextEnergy]

Ciao Fernando,

Mi accorgo solo ora che nel titolo del tuo post parli di celle al "silicio".
Non so se è un errore, perche ormai quasi tutte le celle per concentrazione non usano silicio ma tripli (o più) strati di sostanze Fv che reagiscono a diverse lunghezze d'onda.

Ma se ti interessaano le celle al Silicio ad alta efficienza l'ideale è contattare www.sunpowercorp.com .

Sempre per il silicio so di istituti di ricerche in Russia che lavorano su scelle ad alta efficienza. Se ritrovo i link te li posto.
Dammi notizie dei tuoi ricercatori. Hanno un progetto in corso?

Saluti Solari a tutti.

NextEnergy

Edited by NextEnergy - 12/12/2005, 21:41

[pchiara]

salve,
mi risulta che i problemi dei sistemi a concentrazione si possano sintetizzare in:
1) sistema di puntamento:
a) deve mantenere la posizione anche in presenza di nubi che creano punti luminosi a luce diffusa nel cielo
b) basso consumo
c) ritorno dal tramonto all'alba in posizione adeguata
d) struttura adeguata alle condizioni meteo locali estreme
e) basso costo (semplicita')
f) manutenzione zero (quasi)

2) estrazione della corrente
a) le celle a concentrazione convenzionali al silicio si distinguono da quelle per luce diffusa per il numero (sezione) dei reofori che asportano corrente dalla cella stessa (altro discorso per le celle tandem o di arseniuro di gallio, ecc..).
b) la tensione a vuoto della cella si riduce (quindi l'efficienza) con l'aumentare della temperatura della giunzione
c) quindi per fattori di concentrazione tipici per celle al silicio di 20x o 40x (valori elevati di concentrazione richiedono un approccio piuttosto costoso sia sullo scambio termico che sulle richieste di precisione del puntamento) e' necessario pensare a scambiatori anche verso liquidi che tra l'altro consentono un cospicuo recupero di calore
d) le correnti tipicamente elevate richiedono connessioni corte e di sezione elevata verso l'utenza (batterie, inverter,...)
Vi saluto
pchiara

Edited by pchiara - 13/12/2005, 12:20

[NextEnergy]

Ciao pchiara,

ti interessi di sistemi a concentrazione FV? hai esperienza in materia ?
Parliamone...

Saluti Solari

NextEnergy

[pchiara]

hola next
si parecchi anni fa ho partecipato alla progettazione di una unita' modulare a concentrazione (40x) di cui e' stasto costruito un prototipo funzionante....ma i tempi allora non erano maturi, mentre tra un po'.....
Di cosa vuoi parlare? stai costruendo qualcosa?
lenti, specchi?
ciao

[NextEnergy]

Ciao pchiara

sono in contatto epistolare con diverse aziende che stanno realizzando prototipi di HCPV system con lenti di fresnel che "dovrebbero" entrare in produzione e commercio nel 2006.

I problemi tecnici sembrano essere quasi tutti risolti, resta da verificare la durata nel tempo di alcuni componenti come appunto le lenti di fresnel se realizzate in PC.

Per quanto riguarda le celle ormai sono quasi tutti orientati per spectrolab o al massimo sunpower.
Il problema più grosso comune a tutti, sembre essere la certificazione del modulo, perchè non esiste una certificazione IEC per i moduli a concentrazione, ma ho info che all'IEC ci stanno lavorando e dovrebbe uscire un protocollo standard per testare i moduli entro la metà del 2006.
Esistono poi tutta una serie di considerazioni economiche e di mercato che incidono sulla scelta del HCPV, ma il discorso sarebbe troppo lungo.

Nel frattempo non mi dispiacerebbe giocare a costruire un sistema con lenti di fresnel (avrei ordinato alcuni campioni 500x e 40-100x, se me li mandano!) utilizzando inizialmente delle comunissime celle al silicio tagliate alla dimensione adatta per l'area focale delle lenti, per poi eventualmente implementare il sistema con la sostituzione delle stesse con le celle spectrolab 3J.

Del tuo progetto che dati hai? Hai documenti, disegni, foto, e sopratutto dati ed info circa i risultati pratici ed i problemi riscontrati? Quanti anni fa?

Saluti Solari a tutti

NextEnergy

[pchiara]

si ho ancora dati e disegni ma li devo trovare tra montagne di documenti (non scherzo)
al momento sto spulciando ma non ho ritovato (ancora) il disegno del sistema di inseguimento ed e' un bel guaio perche' era veramente il "pezzo forte" del sistema... comunque non dispero e semmai cerco di rimetterlo in piedi.
comunque sto tentando di convincere una azienda a riprendere quel lavoro e quindi....al momento sono in attesa per la loro decisione
se vuoi un mio pvt: norman9000@inwind.it
Ciao

[NextEnergy]

CITAZIONE (pchiara @ 13/12/2005, 16:50)

si ho ancora dati e disegni ma li devo trovare tra montagne di documenti (non scherzo)
al momento sto spulciando ma non ho ritovato (ancora) il disegno del sistema di inseguimento ed e' un bel guaio perche' era veramente il "pezzo forte" del sistema... comunque non dispero e semmai cerco di rimetterlo in piedi.
comunque sto tentando di convincere una azienda a riprendere quel lavoro e quindi....al momento sono in attesa per la loro decisione
se vuoi un mio pvt: norman9000@inwind.it
Ciao

Ok.
Ti ho scritto una mail.
Ciao

NextEnergy

[caldodalmais]

CITAZIONE (pchiara @ 13/12/2005, 16:50)

si ho ancora dati e disegni ma li devo trovare tra montagne di documenti (non scherzo)
al momento sto spulciando ma non ho ritovato (ancora) il disegno del sistema di inseguimento ed e' un bel guaio perche' era veramente il "pezzo forte" del sistema... comunque non dispero e semmai cerco di rimetterlo in piedi.
comunque sto tentando di convincere una azienda a riprendere quel lavoro e quindi....al momento sono in attesa per la loro decisione
se vuoi un mio pvt: norman9000@inwind.it
Ciao

Finalmente qualcuno che prende in considerazione il solare concentrato 'semplice' (?!) mediante lenti di Fresnell. Si tratta sicuramente di soluzioni piu' vicine ai piccoli che potrebbero beneficiare anche dell'acqua calda generata come sottoprodotto (ma che aumenta la resa energetica totale).
Una domanda per chi ha esperienze in tal senso: si possono utilizzare delle ulteriori lenti, o meglio, dei prismi (mi sembra si chiamino cosi') per separare gli infrarossi (caldo) dagli altri raggi a maggior resa fotovoltaica in modo da veicolare i primi su di una superficie captante calore ed i secondi su celle PV che rimarrebbero 'fredde'?
Ciao.

[NextEnergy]

Ciao caldodalmais,

si, esiste la possibilità di separare le onde elettromagnetiche delle radiazioni solari in base alla loro lunghezza d'onda così da dirigere quelle sotto 1100 nm verso una cella al silicio e quelle ad infrarossi verso un sistema per "catturare" il calore : tramite prismi come tu dici o meglio "filtri e/o specchi" dicroici.

Questo in teoria, perchè in pratica la coesistenza di due sistemi(FV e calore) non permette di ottimizzare il modulo per l'uno o l'altro output energetico.

Le cose che funzionano meglio sono sempre le più semplici.

Sarebbe già molto avere oggi un sistema a concentrazione che fosse efficiente e costasse meno di un sistema flat. In commercio intendo, non prototipi!

Comunque credo che il FV a concentrazione nel giro di 1 anno o 2 sarà in commercio!

Saluti Solari

NextEnergy

Edited by NextEnergy - 13/12/2005, 17:50

[FernandoFast]

CITAZIONE (pchiara @ 13/12/2005, 12:18)

2) estrazione della corrente
   a) le celle a concentrazione convenzionali al silicio si distinguono da quelle per luce diffusa per il numero (sezione) dei reofori che asportano corrente dalla cella stessa (altro discorso per le celle tandem o di arseniuro di gallio, ecc..).  
   b) la tensione a vuoto della cella si riduce (quindi l'efficienza) con l'aumentare della temperatura della giunzione
   c) quindi per fattori di concentrazione tipici per celle al silicio di 20x o 40x (valori elevati di concentrazione richiedono un approccio piuttosto costoso sia sullo scambio termico che sulle richieste di precisione del puntamento) e' necessario pensare a scambiatori anche verso liquidi che tra l'altro consentono un cospicuo recupero di calore
   d) le correnti tipicamente elevate richiedono connessioni corte e di sezione elevata verso l'utenza (batterie, inverter,...)
Vi saluto
              pchiara

Credo che la difficoltà consista in questo, e naturalmente, anche l'opportunità di miglioramento.

Grazie per l'aiuto.

La ricerca in questione si occupa di:
- componenti. L'idea è di testare celle di silicio con una bassa resistenza e che resistono ad una temperatura di 80°C.

- scambio di calore e raffreddamento. La criticità creata da calore sulle celle (80°C) sarà affrontata con l'obiettivo di non far arrivare alla temperatura critica il calore. Questo avverrà con opportune canalizzazioni di vettori termici che hanno una temperatura di evaporazione conveniente.

-inseguimento. Il sistema di inseguimento sarà studiato con un'attenzione specifica alla facilità di manutenzione e sarà basato sul sistema "Elianto".

- sistema. L'integrazione dei componenti in un sistema completo, sarà studiata allo scopo di ottenere un'integrazione tra i componenti e la posibilità di riciclo dei componenti. Il sistema di concentrazione sarà tipo cilindrico in vista di una semplificazione della meccanica.

A chi avesse da consigliare qualcosa di concreto ed utile per la risoluzione di questi problemi, consiglio di far avere le comunicazioni su questo 3d che viene letto dai ricercatori.

F

[pchiara]

Ciao a tutti,
x next
scusa non ti ho ancora risposto ma provvedo al piu' presto
x caldomais
anche ipotizzando di riuscire a splittare l'infrarosso dello spettro solare in un sistema a concentrazione devi anche dissipare l'energia contenuta nel visibile e non convertita in elettricita' e la dissipazione per effetto joule della cella
quindi con quegli si introdurrebbe una complicazione costruttiva per un beneficio solo parziale
d'altronde le celle tandem e a piu' strati tendono proprio ad aumentare l'efficienza convertendo una parte piu' ampia dello spettro solare (ma costano!!)
x fernando
gran lavoro da fare....
state partendo a zero?
concentratore cilindrico ad asse orizzontale o verticale?
volete raffreddare con heat-pipes?
perche' 80 gradi?
ciao

[PV-plant]

ciao a tutti.

Mah...
I sistemi ad inseguimento non mi entusiasmano + di tanto, quelli a concentrazione ancora meno.
A fronte dei vantaggi in termini di producibilità annua, aumentano i costi x la manutenzione, la probabilità dei fermi impianti, le competenze che si devono avere x mettere su l'intero sistema ....... e poi sono perplesso sulla loro vita, punto di forza del fotovoltaico fisso.

Non credo che questi sistemi possano far fare il salto di qualità che tutti quanti noi auspichiamo al FV, soprattuto se pensiamo al costo del kWh che, come sappiamo, è funzione del tempo di vita dell'impianto.

Naturalmente IMHO

Saluti

Edited by PV-plant - 15/12/2005, 22:32