Nel triennio 2015-2017, presso l’infrastruttura di caratterizzazione moduli a concentrazione CPV a Piacenza (TestFacility RSE) sono stati testati i moduli prototipali (moduli Apollon) realizzati nel triennio 2012-2014 allo scopo di valutarne l’affidabilità nel tempo. I risultati della campagna di misura hanno evidenziato un rilevante degrado dei moduli con perdite di potenza rispetto alle condizioni iniziali comprese tra il 45% e l’80%.

Gli scopi principali dell’attività svolta nel 2017 sono:

1. analizzare il degrado dei moduli Apollon identificandone le cause;
2. studiare gli effetti dovuti allo sporcamento sulle prestazioni di moduli CPV.

Nuovi metodi di misura, sviluppati nel 2017, hanno permesso di identificare gli andamenti dei valori di corrente e temperatura delle celle che hanno operato all’interno dei moduli Apollon, evidenziando che le singole unità ottiche hanno avuto dei trend di degrado non uniforme (ulteriori perdite di potenza per effetto del mismatch elettro-ottico) e che le temperature di alcune celle hanno raggiunto valori prossimi a 140°C in estate. L’elevata temperatura e la formazione di condensa sono le due principali cause che hanno originato il degrado dei moduli Apollon.

Sulla base di tale esperienza, nel 2017 è stato sviluppato un nuovo modulo CPV prototipale, basato su una versione compatta del concentratore ottico, già utilizzato nei moduli Apollon. Nel nuovo modulo è stato ridotto sensibilmente il valore di temperatura di cella in condizioni operative, tuttavia, i test di performance, eseguiti in accordo alla norma CEI EN 62670-3, hanno mostrato che i valori di efficienza ottenuti finora non sono soddisfacenti (30% in STC), in quanto il processo di montaggio degli specchi richiede un’elevata precisione non facilmente ottenibile su un prototipo realizzato artigianalmente. Una simulazione del suo funzionamento in assenza di mismatch elettro-ottico, eseguita mediante un metodo RSE, mostra che, risolti i problemi di allineamento, è possibile ottenere valori di efficienza pari a 32% in Standard Operative Conditions SOC e 35% in Standard Test Conditions STC.

Gli effetti di sporcamento studiati su due mini-moduli CPV, installati presso la Testfacility RSE a Piacenza, e su un terzo mini-modulo installato presso una Testfacility a Belo Horizonte (Brasile), hanno evidenziato che il trattamento antisporcamento utilizzato non è sufficiente ad evitare l’accumulo di sporco, tuttavia, con il trattamento anti-sporcamento si ottengono maggiori benefici (effetti autopulenti) rispetto al caso di vetro senza trattamento. Il rapporto descrive inoltre miglioramenti del sensore di puntamento solare PSD sviluppato da RSE e della metodologia di misura dell’accettanza angolare del modulo.