La ricerca ha riguardato lo sviluppo di due concentratori solari, per alta concentrazione. Il primo, basato su un’ottica prismatica, è stato progettato considerando un materiale plastico. L’altezza è di soli 10 mm, per ridurre significativamente sia l’ingombro che la massa complessiva del sistema ottico di concentrazione. Il fattore di concentrazione geometrico ottenuto è pari a 400x, mentre l’efficienza di trasmissione luminosa ottenuta dalle simulazioni è risultata essere dell’89% con un angolo di accettazione di 0,8°.

Il secondo concentratore, costituito da lenti di forma esagonale, oltre ad essere progettato, è stato realizzato e testato in campo. Quest’ultimo è stato infatti installato su un’Unità Funzionale Completa (UFC) di un modulo fotovoltaico ibrido, progettato per combinare celle CPV, dedicate alla conversione della radiazione solare diretta, e celle al silicio tradizionali, impiegate per convertire la radiazione diffusa e globale.

La UFC integra, inoltre, un avanzato sistema di inseguimento solare, basato su attuatori realizzati con materiali a memoria di forma, che permette un allineamento preciso delle celle CPV agli spot focalizzati dal concentratore. Il fattore di concentrazione geometrica ottenuto è di 400x, con una trasmissione luminosa media superiore all’80% su un campo angolare di ± 17° in una direzione, e ± 5° nella direzione ortogonale. La lunghezza focale del concentratore è circa 5 cm.

La sperimentazione della UFC ha contribuito alla validazione della bozza dello standard IEC63387 per la misura delle prestazioni dei moduli ibridi FV/CPV, che RSE sta proponendo nell’ambito del comitato normativo IEC WG7 con altri partner internazionali. A tal fine, sono stati confrontati i test condotti nei laboratori RSE di Piacenza con quelli eseguiti presso l’Università Politecnica di Madrid (UPM).

L’analisi ha mostrato un’ottima corrispondenza tra i risultati delle misure condotte nei due diversi laboratori per quanto riguarda l’array CPV, con uno scostamento inferiore al 2%, ed un’efficienza di conversione del modulo che è risultata superiore al 32% anche in corrispondenza di angoli di incidenza della radiazione solare molto elevati.

Sono emerse alcune differenze nella valutazione della potenza generata dalle celle fotovoltaiche al silicio tradizionali, evidenziando la necessità di affinare ulteriormente le procedure di misura.

Infine, RSE ha sviluppato un sistema di controllo innovativo per l’inseguitore solare, attualmente in fase di verifica preliminare, che mira a ridurre i costi e incrementare l’affidabilità della tecnologia CPV.