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rapporti - Rapporto di Sintesi

Rapporto di Sintesi 2020 del Progetto 1.1 “Fotovoltaico ad alta efficienza”

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Rapporto di Sintesi 2020 del Progetto 1.1 “Fotovoltaico ad alta efficienza”

Nel rapporto vengono presentati i principali risultati ottenuti nel 2020 nell’ambito del progetto 1.1 “Fotovoltaico ad alta efficienza”, relativo all’ottimizzazione e alla realizzazione a costi ridotti di celle e moduli a concentrazione solare nonché all’efficientamento della gestione di impianti fotovoltaici. Il progetto è finalizzato anche allo sviluppo di metodi e materiali ad ampia disponibilità per la produzione di innovative celle fotovoltaiche. Sono infine affrontati gli aspetti di disponibilità della risorsa solare e di possibile impatto ambientale di questa tecnologia.

Il rapporto illustra le attività svolte e i risultati raggiunti nel 2020 nell’ambito del progetto 1.1 Fotovoltaico ad alta efficienza.

L’obiettivo del progetto è quello di agevolare lo sviluppo dei sistemi di generazione fotovoltaica (FV), ad alta efficienza e a costi ridotti, fornendo anche un contributo per ottimizzare la produzione energetica degli impianti installati nel territorio italiano. Tutto ciò al fine di consentire il raggiungimento degli obiettivi del PNIEC al 2030 che prevedono una potenza FV di 50 GW e una produzione annua di 72 TWh, ma anche di fornire nello stesso tempo supporto tecnologico alle aziende per partecipare consistentemente in questa fase di sviluppo della tecnologia FV.

Nel WP1 “Fotovoltaico a concentrazione solare”, le attività completate hanno riguardato l’ottimizzazione strutturale e la realizzazione a costi ridotti di celle e moduli a concentrazione solare (CPV) e, principalmente:

  • la messa a punto di un programma di simulazione, che ha consentito di definire diverse strutture di celle fotovoltaiche a 4 giunzioni, a 2 o a 3 terminali;
  • l’avanzamento delle tecniche di realizzazione di celle CPV, con attività di integrazione del SiGeSn in strutture III-V cresciute a bassa temperatura, pervenendo anche ad una migliore tecnica di misura della concentrazione di Si e Sn nei materiali depositati;
  • il potenziamento del sistema di misura della Risposta Spettrale per celle CPV fino a 4 giunzioni e la realizzazione di un sistema per il controllo della temperatura della cella CPV durante tale misura;
  • l’ottimizzazione della realizzazione di celle CPV a singola giunzione InGaP, conseguendo un aumento della potenza dei moduli luminescenti realizzati con tali celle pari al 100% rispetto a

quelli realizzati con celle al Si (nel PTR ci si era posto l’obiettivo del +50%);

  • il prosieguo dell’ottimizzazione del sistema di inseguimento solare biassiale a memoria di forma; 6) il completamento della metodologia di caratterizzazione energetica di moduli CPV e l’effettuazione di misure nel Campo Prove di RSE a Piacenza, dove è stata conclusa l’installazione di un inseguitore solare biassiale di precisione;

7) il prosieguo della simulazione del filtro innovativo e della valutazione delle performance di cella termofotovoltaica (TPV) al Germanio per la microgenerazione domestica.

Nel WP 2 “Fotovoltaico piano”, lo sviluppo di metodi per l’utilizzo di materiali ad ampia disponibilità nella produzione di innovative celle fotovoltaiche è consistito nell’ottimizzazione dei processi di crescita e finalizzazione delle celle di CZTS, presso RSE e UNIMIB, con un processo di deposizione dei precursori metallici mediante sputtering e successiva solforazione.

Nell’ambito delle attività finalizzate all’efficientamento della produzione energetica e della gestione di impianti fotovoltaici, è stato condotto 1) lo sviluppo di soluzioni tecnologiche innovative per l’individuazione predittiva di guasti in tali impianti; ciò è avvenuto anche mediante la realizzazione della

“Facility Prove Guasto FV” per la simulazione dei guasti di impianti, su cui sperimentare e ottimizzare le tecniche diagnostiche per l’efficientamento di impianti FV, e l’implementazione delle tecniche per individuare gli effetti di specifici guasti e quindi ridurne il costo di O&M; 2) il prosieguo del confronto del funzionamento dell’algoritmo MPPT (Maximum Power Point Tracker), sviluppato da RSE, con quello di inverter commerciali, mediante creazione di un database di curve I-V rilevate in condizioni reali su stringhe FV variamente ombreggiate, al fine di validare i vantaggi dell’algoritmo stesso.

Infine, nel WP3 “Fonte solare e Ambiente” sono proseguiti la gestione e il potenziamento delle misure spettrali di Radiazione Diretta Normale (SDNI), raccolte dalla rete nazionale Helios e da elaborazioni delle rilevazioni satellitari, effettuate nell’ambito del progetto RdS 2.2[1] svolto da RSE nell’ambito del presente PTR, al fine di realizzare mappe di DNI sul territorio nazionale, indispensabili per individuare i siti idonei per impianti CPV, ma anche per gli impianti FV installati su inseguitori solari monoassiali e biassiali. Sono infine proseguite le attività di Analisi del ciclo di vita (LCA) di sistemi FV ad alta efficienza con celle PERC, in collaborazione con operatori italiani.

[1] “Modelli di architettura e di gestione per l’evoluzione del sistema elettrico e l’integrazione delle risorse distribuite”

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