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rapporti - Rapporto di Sintesi

Rapporto di sintesi 2021 del Progetto 1.1 “Fotovoltaico ad alta efficienza”

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Rapporto di sintesi 2021 del Progetto 1.1 “Fotovoltaico ad alta efficienza”

Sono presentati i principali risultati ottenuti nelle Linee di Attività del progetto “Fotovoltaico ad alta efficienza” rendicontate nel 2021. I temi trattati riguardano le celle e i moduli a concentrazione solare ad alta efficienza e costi ridotti, l’efficientamento della gestione di impianti fotovoltaici, lo sviluppo di materiali ad ampia disponibilità per celle fotovoltaiche, gli aspetti di disponibilità della risorsa solare e il livello di impatto ambientale della tecnologia fotovoltaica.

L’obiettivo triennale del progetto è stato 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 FV installati nel territorio italiano. Tutto ciò al fine di contribuire al raggiungimento degli obiettivi del PNIEC al 2030 che prevedono una potenza FV di 52 GW e una produzione annua di 73 TWh, ma anche per fornire un supporto tecnologico alle aziende per partecipare consistentemente in questa fase di sviluppo della tecnologia FV.
Le attività oggetto della rendicontazione 2021 hanno consentito di perseguire i risultati attesi nel triennio.
Nel primo dei 3 Work Package del progetto, WP1 “Fotovoltaico a concentrazione solare”, tali attività hanno riguardato principalmente:
1) lo sviluppo di celle fotovoltaica a concentrazione solare (CPV) a 4 giunzioni basate sull’integrazione (nella medesima camera di crescita MOCVD) dei composti III-V con quelli del gruppo IV
2) la realizzazione dei primi prototipi di sotto-celle a 2 giunzioni della cella a 4 giunzioni e a 3 terminali,
3) il potenziamento del sistema di misura della Risposta Spettrale ed Efficienza Quantica di celle a 4 giunzioni;
4) l’ottimizzazione di celle a singola giunzione InGaP, con un aumento della potenza dei moduli luminescenti realizzati con tali celle pari al 100% rispetto a quelli realizzati con celle al Si;
5) l’ottimizzazione del sistema di inseguimento solare biassiale a memoria di forma e il suo efficace inserimento nel modulo ibrido CPV-PV;
6) lo sviluppo di cella termofotovoltaica con filtro innovativo a doppia funzionalità per la microgenerazione domestica.
Nel WP2 “Fotovoltaico piano”, le attività hanno riguardato:
1) lo studio dell’utilizzo di materiali a elevata abbondanza naturale per la produzione di celle FV, analizzando i processi di crescita di film sottili di CFTS e CMTS, nonché realizzando i primi prototipi funzionali;
2) l’efficientamento e la sperimentazione della gestione di impianti FV mediante l’utilizzo di tecniche di Machine Learning per il rilevamento, l’identificazione e la diagnosi di guasti in impianti FV che possono contribuire a ridurre i tempi/costi di Operation and Maintenance (O&M), nonché mediante l’ottimizzazione dell’algoritmo di MPPT di inverter FV e l’implementazione di funzioni diagnostiche sulle stringhe FV ad esso collegate.
Infine, nel WP3 “Fonte solare e Ambiente” sono state realizzate le mappe georeferenziate di radiazione solare diretta normale (DNI) sull’Italia, utilizzabili per impianti CPV e per impianti FV ad inseguimento solare monoassiale. È altresì stata condotta la valutazione dei potenziali impatti ambientali associati ai moduli HJT, PERC e IBC (le tre tecnologie FV con efficienze più elevate) tramite Life Cycle Assessment; ciò sopperisce al sinora esiguo numero di studi LCA, consentendo un confronto fra le tecnologie FV e con il mix energetico italiano.
Le attività hanno riguardato anche la diffusione dei risultati e lo scambio di informazioni con Stakeholder, Centri di ricerca e Operatori del fotovoltaico per iniziative volte ad accelerare la penetrazione degli impianti FV nel sistema energetico nazionale, la definizione dei piani strategici e di implementazione di R&I a livello nazionale e internazionale (ETP-PV, IEA PVPS) e lo sviluppo di standardizzazione tecnica (CEI, CENELEC e IEC).

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