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Titolo: Solare con il 40% di efficienza ... senza fanfara

Una notizia del 7 dicembre 2006, che preferisco dare per evitare che 
siate impreparati alle solite sparate giornalistiche.
"La Spectrolab, Inc., di cui e' interamente proprietaria la Boeing, 
usando in parte fondi del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, 
ha prodotto una cella fotovoltaica che raggiunto il traguadro di 
efficienza di conversione pari al 40,7%."
Fin qui nulla da precisare.
"Il risultato potrebbe portare a sistemi fotovoltaici con un costo 
installato di 3 dollari per watt e produrre energia elettrica ad un 
costo di 8-10 cent di dollaro/kWh."
Qui invece e' utile una precisazione: questo costo viene raggiunto 
usando una singola cella con un concentratore da 100 a 200 soli (cioe' 
per ogni mm2 di cella, si hanno circa 120 mm2 di specchi). Preciso 
questo per evitare che qualcuno invece calcoli un costo di 3 dollari per 
singola cella, che in realta' costerebbe, secondo il sopradetto calcolo, 
piu' verso i 300-500 dollari al chip. E questo in futuro. Oggi, se fosse 
messo in produzione siamo piu' verso alcune migliaia di dollari.
"Il traguardo e' stato raggiunto usando una struttura denominata cella 
solare multigiunzione. Questa cella raggiunge una maggiore efficienza 
tramite la cattura di una maggior parte dello spettro solare. Infatti in 
una cella multigiunzione, le celle individuali sono fatti di strati, ove 
ogni strato cattura una parte specifica della radiazione solare che 
passa attraverso la cella. Le celle attuali invece si limitano a 
trasformare in energia elettrica solo una parte limitata dello spettro 
solare, mentre il resto viene semplicemente convertito in calore."
"Secondo Spectrolab, le celle ad alta efficienza multigiunzione hanno un 
vantaggio rispetto alle celle al silicone tradizionale nei sistemi a 
concentrazione, ove si usano meno poche celle solari per raccogliere 
energia solare da una superficie molto piu' grande di quella effettiva 
della singola cella."
"Oggi, quasi tutti i moduli solari non concentrano il sole, ma usano 
solo la densita' solare naturale, il che si limita ad un efficienza 
massima dal 12% al 18% [ndr: quando mai ?] Ma usando concentratori 
ottici, l'intensita' solare puo' essere incrementata, spremendo fuori 
piu' elettricita' dalla singola cella solare"
"Una volta che queste celle saranno qualificate [ndr: cioe' verificate 
tecnicamente] esse possono essere prodotti in volumi molto elevati con 
un minimo impatto sulla produzione."
Questa qualcuno me la deve spiegare, specie nella parte finale della 
frase: una sparata dei commerciali ?
Ve bhe', non resta che aspettare quando queste celle saranno in vendita 
e specialmente ... a che prezzo.
Per ora non vedo ancora elementi sufficienti per distogliermi dal 
termosolare dinamico.
R.L.Deboni

Vedo di spiegare il mio scetticismo.
"Nel 1994, il Laboratorio Nationale per l'Energia Rinnovabile (NREL) del 
Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha raggiunto e' superato il 
traguardo del 30% di efficienza, il che ha attirato l'interesse 
dell'industria spaziale."
Nel 1994 ? Oltre dieci anni dopo, dove sono queste celle ?
R.L.Deboni
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Ulteriore precisazioni:
1) Queste celle FV sono oltremodo sensibili al "colore" della radiazione 
solare. Percio' se sono "sintonizzati" per raggiungere un 40% di 
efficienza quando il sole e' a picco, cioe' a mezzogiorno, questa 
efficienza calera' prima e dopo, perche' il "colore" del sole cambia a 
seconda dell'elevazione. Il che vuole dire che prima e dopo il picco di 
mezzogiorno, non solo si avra' il calo dovuto alla normale variazione 
dell'intensita' luminosa durante la giornata, ma oltretutto si aggiunge 
un calo significativo del rendimento.
Risultato: l'andamento della produzione di energia ha una curva con la 
gobba ancora piu' accentuata, cioe' l'incremento per un rendimento del 
40% citato dara' un risultato minore che se questo rendimento valesse in 
modo costante per tutte le ore di funzionamento.
2) Questo rendimento del 40% e' misurato con la cella 25 gradi e 
raggiungere lo stesso rendimento con una temperatura ambiente di 40 
gradi (ma puo' essere anche superiore, come sa chi ha messo la mani 
vicino a pannelli FV in produzione) sara' interessante ...
3) Ci sara' un motivo se oggi prevale ancora il pannello FV piatto e non 
quello a concentratore ... il problema e' il costo del concentratore che 
deve focalizzare in modo efficiente con rapporti di 1 a 100 o giu' di li.
R.L.Deboni
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Pero'...l'ho scritto anche altre volte.... io non capisco del tutto la
corsa al solo rendimento puro.
Quello che conta veramente e' il costo per kw tutto compreso
(installazione, gestione, costo delle superfici messe a  disposizione).
Perche' anche con rendimenti bassi, dedicare all'FV superfici anche di
un ordine di grandezza inferiori a quelle dedicate all'agricoltura, in
teoria consentirebbe comunque di coprire e superare ampiamente il
fabbisogno anche in nazioni da 2-300 abitanti per kmq. E con fatturati
per superficie comunque enormememente superiori a quelli agricoli.
Insomma, datemi un pannello FV che costi due lire, in rotoli,
installabile in giornata su tereni non irrigui in pendenza e esposti a
sud, da srotolare, picchettare al terreno, collegare agli inverter e
alla rete e stop... anche se rendesse il 10% sarebbe comunque
sufficiente..... problema dell'accumulo e della tramissione a parte.
Il rendimnto conta solo perche' fa calare i costi di installazione e
della superficie, che pero', in base alle considerazioni di cui sopra,
possono incidere relativamente.
Lo so che ho gia' scritto qualcosa del genere, ma ancora nessuno mi
hanno convinto che i veri razionali del problema siano questi.
In questo caso comunque visto che c'e' di mezzo la Boeing non e' che
queste celle gli servono per l'industria spaziale dove il peso e
l'ingombro contano tantissimo, orientare permanentemente un
concentratore con riflettori di alluminio leggerissimo verso il sole
non e' un problema, e non ci sono fenomeni atmosferici che rompono?

L'argomento rendimento avrebbe la possibilita' di essere legata al costo 
del kW ... SE il costo della cella a maggiore rendimento fosse uguale a 
quella della cella di vecchia generazione.
E molti sostenitori del FV scrivono come se anche con il FV i prezzi 
potessero scendere come avviene con l'elettronica, forse perche' si 
produce con il silicio.
Quello che costoro non capiscono che in elettronica, il continuo calare 
dei prezzi non e' riferito al "chip", ma alla sua progettazione 
CIRCUITALE. Infatti, se ci fermiamo ai processori, possiamo vedere che 
ogni nuova generazione non solo non costa di meno, ma di piu' di quella 
precedente (causa la sempre maggiore dimensione del substrato). Quello 
che cala di prezzo sono le versioni meno aggiornate, man mano che il 
costo della progettazione e' stato ammortizzato con le vendite 
precedenti. Ora, nel caso dei chip solari, non c'e' alcuna progettazione 
circuitale da fare, percio' di fatto, il costo del chip solare e' gia' 
da subito il minimo compatibile con la sua produzione.
Ed e' questo il motivo per cui le attese in questi decenni di un calo 
dei prezzi del FV e' andato deluso. L'unica speranza sarebbe percio' 
che, a pari costo o marginalmente superiore, i nuovi chip avessero 
efficienze maggiori. Ma purtroppo anche questo pare non essere, almeno 
dal 1994 non e' accaduto. Cioe' i nuovi chip ad efficienze maggiori 
costano cosi' tanto (perche' la lavorazione e' molto piu' complicata 
rapportata alla maggiore energia prodotta) che in un decennio non sono 
riusciti a trovare spazio nel mercato commerciale, restando solo una 
soluzione di nicchia, come appunto per il settore spaziale.
R.L.Deboni
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Anzitutto non parlerei di efficienza di conversione, visto che
concentro più radiazione su una cella che, scaldandosi, avrà invece,
un rendimento più basso. Non vedo vantaggi in termini di superficie
occupata, forse svantaggi. Si rende poi necessario un dispositivo di
inseguimento, quindi maggiori costi. Vedo invece la necessità di
raffreddare la cella per migliorane il rendimento ed evitarne la
fusione. Unico vantaggio il risparmio di materia prima

No, e' proprio efficienza di conversione.
Input 1 kW dal sole, output 407 W elettrici, per ogni m2 di cella 
fotovoltaica.
La concentrazione della radiazione solare salta fuori invece come una 
conseguenza del volere sfruttare al meglio una cella che e' molto 
costosa. E la conseguenza della concentrazione e' una riduzione 
dell'efficienza "globale" sulla superficie captata, perche' ci sono le 
perdite nelle riflessioni che non sono mai al 100%.
Lo stesso ragionamento vale per il dispositivo di inseguimento che in 
principio aumenta la quantita' di energia raccolta di QUALSIASI tipo di 
pannello fotovoltaico. Solo che per i pannelli "normali" dispobili sul 
mercatoì e' reputato che il maggior costo da lei menzionato 
dell'inseguitore, non si ritiene compensato dalla maggiore produttivita 
del pannello fotovoltaico. Ma con efficienze del 40% si rende 
conveniente anche caricarsi del costo di un inseguitore, perche' 
l'energia in piu' che si ottiene supera in valore il costo del 
meccanismo di inseguimento. Cioe' il fatto che diventa utile montare 
l'inseguitore e' un buon segno, non un difetto :-)
R.L.Deboni
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 fusione. Unico vantaggio il risparmio di materia prima
Concordo pienamente. Avevo fatto le tue stesse riflessioni; bastano piccoli 
rapporti di CR per ottenere alte temperature e la concentrazione impone 
l'inseguimento. Sarebbe interessante conoscere i rendimenti in funzione 
della reale superficie esposta (concentratore).
Marco

 termosolare dinamico.
Mi potresti dare un paio di termini da googlare per recuperare gli articoli
che hai pubblicato al riguardo ed un paio di link alle descrizioni dei
sistemi Rankine (se a questi ti riferisci)?
Bel thread. Complimenti a tutti gli intervenuti.
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Niente č impossibile per chi non lo deve fare

I termini si possono pescare in questo sito:
http://www.spectrolab.com/com/news/news-detail.asp?id=172
ho usato qualche parola chiave trovata nel testo, per googlare ulteriori 
informazioni.
Sul vapore, puo' cominciare da qui:
http://www.iaasp.org/news.htm
e poi questi, gia' dati:
http://www.synergeticpower.org/
http://www.ormat.com/
http://www.turboden.it/
trovo simpatico questo (se funziona):
http://www.greensteamengine.com/
R.L.Deboni
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