Lo sviluppo di moduli fotovoltaici ibridi che combinano celle fotovoltaiche a concentrazione (CPV) ad alta efficienza per la conversione della radiazione solare diretta e celle fotovoltaiche senza concentrazione (FV) per la conversione della radiazione solare globale (diretta + diffusa). Infatti, questa tecnologia può consentire ai sistemi CPV di trovare una conveniente applicazione anche in siti che non dispongono di elevate quantità di radiazione solare diretta annuale.

Tra questi moduli ibridi CPV/FV sono da evidenziare quelli con inseguimento solare integrato al loro interno (Module with Integrated Tracker , ) che, che grazie all’utilizzo dell’inseguitore interno, possono essere installati su inseguitori solari biassiali che non necessitano di elevata precisione.

In tale contesto, RSE ha avviato lo sviluppo di una tecnologia innovativa, HYB Quantum, con l’obbiettivo di accoppiare un nuovo MIT ad un inseguitore solare esterno a bassa risoluzione, denominato “Quantum“. L’inseguitore Quantum, sul quale è installato il MIT, è progettato per compiere movimenti in modo discreto lungo l’asse azimutale, con passi da 10°, e solo due movimenti lungo l’asse di elevazione. Tale movimentazione consente di mantenere l’angolo di incidenza dei raggi solari all’interno di un intervallo di valori, riducendo, così, le perdite per “coseno” e aumentando la potenza generata.

L’accoppiamento dei due inseguitori solari massimizza la produzione energetica, riducendo i costi e garantendo maggiore affidabilità grazie a un sistema di controllo semplificato basato su attuatori a memoria di forma, noti per la loro capacità di operare anche in ambienti umidi e corrosivi per lunghi periodi.

Al fine di raggiungere questi obiettivi è stata progettata una unità funzionale completa (UFC) di MIT che integra al suo interno tre tipologie di celle fotovoltaiche (un di celle CPV e due gruppi di celle FV) e un inseguitore solare azionato con molle a memoria di forma (SMA). Il sistema d’inseguimento interno è caratterizzato da una logica di controllo semplificata a basso costo che sfrutta un nuovo sensore di allineamento solare sviluppato con matrici a LED.

Per inseguire lo spostamento del punto focale al variare dell’angolo di incidenza dei raggi solari, si adotta una movimentazione interna di tipo 2.5D: il piano delle celle CPV si muove in modo parallelo al piano delle ottiche, le quali sono fissate sulla parte superiore dell’UFC. Questo movimento segue una traiettoria circolare lungo l’asse y, mentre rimane planare rispetto agli spostamenti lungo l’asse x.

Per verificare l’affidabilità della molle SMA, sono stati eseguiti test di invecchiamento che hanno indicato un moderato degrado della forza esercitata dalle molle SMA, che comunque non dovrebbe avere impatti sul funzionamento dell’inseguitore solare per l’intera sua vita operativa prevista di 20 anni.

Infine, è stato svolto uno studio di fattibilità per verificare la possibilità di movimentare con molle SMA anche l’inseguitore solare Quantum esterno al modulo ibrido. Per tale inseguitore è stato altresì progettato un nuovo sensore di puntamento solare con campo di vista di 360° che consente una semplificazione del sistema di controllo.