Il presente rapporto illustra i risultati ottenuti da RSE nella valutazione delle prestazioni energetiche di moduli fotovoltaici a concentrazione (CPV). Queste sono sensibilmente influenzate sia dalle caratteristiche costruttive dei moduli (tipologia di celle, ottiche e ricevitori) che dalle variabili ambientali quali la temperatura, l’irraggiamento diretto ed il suo contenuto spettrale, nonché da eventuali effetti di degrado e di sporcamento dei moduli.
Un fattore che impatta sulle performance è lo sporcamento delle superfici dei moduli, i cui effetti – allo stato dell’arte – sono valutati attraverso un metodo che prevede il monitoraggio del rapporto tra la potenza del modulo sotto test e quella di un modulo che deve essere mantenuto pulito (modulo di riferimento). Poiché tale metodo è di difficile applicazione in impianti reali, dove non è semplice garantire la continua pulizia del modulo di riferimento, RSE negli anni precedenti ha sviluppato un metodo (che chiameremo “metodo RSE”) che evita l’utilizzo del modulo di riferimento. Pertanto, presso l’infrastruttura di prova di RSE a Piacenza, sono state eseguite prove per la validazione del metodo RSE e l’analisi delle relative incertezze, e prove per studiare l’affidabilità e le prestazioni energetiche di quattro moduli CPV commerciali che hanno caratteristiche differenti in termini di ottiche, celle e/o layout elettrici.
Per ogni modulo sono state dapprima eseguite delle misure indoor per l’identificazione di alcuni parametri elettrotermici necessari alla successiva valutazione delle performance in condizioni outdoor. Sono stati, quindi, eseguiti dei test outdoor per la caratterizzazione elettrica ed energetica di moduli CPV, mediante la misura dell’accettanza angolare (parametro fondamentale che impatta sull’affidabilità e i costi del sistema di inseguimento solare) e il monitoraggio, in diversi momenti dell’anno, delle performance (potenza ed efficienza) in condizioni di Test Standard (STC) e in Condizioni Operative Standard (SOC), in accordo alla norma CEI EN IEC62670-3. Per ciascun modulo è stato infine valutato l’indice di performance energetico (Performance Ratio, PR) in accordo alla norma CEI EN IEC 62670-2, ottenuto dal rapporto tra l’energia da esso generata in condizioni operative e quella calcolata sulla base della potenza dichiarata dal costruttore. Dai risultati si può affermare che i valori di potenza in condizioni Standard risultano inferiori rispetto a quelli dichiarati dal Costruttore, ma non sono stati riscontrati fenomeni di degrado dei componenti nel periodo di osservazione. I valori dei PR sono risultati compresi tra il 67% ed il 72%, considerando il valore di potenza STC dichiarato dal costruttore, e tra il 75% ed il 78%, considerando il valore di potenza STC stimato da RSE durante la sperimentazione. Tali risultati dimostrano quindi una adeguata affidabilità dei moduli CPV.