Il fotovoltaico a concentrazione (CPV) ha il potenziale per offrire un elevato rendimento energetico grazie all’impiego di celle multigiunzione (MJ) ad alta efficienza, ma è frenato da due limiti: dipendenza dalla luce solare diretta e necessità di costosi e complessi sistemi di inseguimento solare. RSE ha avviato lo sviluppo di una tecnologia innovativa, denominata HYB Quantum, che supera queste criticità, riducendo i costi rispetto al CPV tradizionale e garantendo una maggiore affidabilità.

HYB Quantum si basa su due elementi chiave:

1. Un modulo ibrido CPV/FV che integra celle CPV per la conversione della radiazione solare diretta e celle FV per la conversione della radiazione solare diffusa. Il modulo è inoltre dotato di un sistema di inseguimento solare al suo interno che permette di mantenere le celle CPV allineate in modo efficiente con gli spot di luce solare concentrata da un sistema di lenti innovativo posto sulla parte superiore del modulo.
2. Un inseguitore solare esterno a bassa risoluzione “Quantum“ sul quale è installato il modulo ibrido, è progettato per compiere movimenti discreti lungo l’asse azimutale con passi di 10°, e presenta solo due posizioni nell’arco della giornata lungo l’asse di elevazione.

L’innovazione chiave di entrambi i sistemi di inseguimento solare è l’uso di molle a memoria di forma (SMA) come attuatori: una soluzione economica, affidabile e resistente a umidità e corrosione, ideale per operare in ambienti esterni. Le molle SMA sono in grado di “ricordare” una forma e di recuperarla con il riscaldamento elettrico.

Tuttavia, la loro non linearità le ha spesso relegate a compiti semplici, come movimenti on-off, anziché in applicazioni di precisione. L’inseguitore interno, con il suo sensore a matrice LED sviluppato da RSE ha permesso di raggiungere una precisione eccezionale pari a 0,1 mm. I test di invecchiamento delle molle SMA indicano un degrado moderato senza compromettere la loro forza, garantendo oltre 13 anni di affidabilità e stimando una durata superiore ai 20 anni.

L’inseguitore Quantum opera senza l’uso di complessi algoritmi astronomici, semplificando il controllo, riducendo i costi e aumentando l’affidabilità complessiva della tecnologia.

La sinergia tra questi due sistemi di inseguimento ottimizza la cattura della luce solare, con un potenziale incremento di produzione energetica del 40% rispetto ai sistemi fotovoltaici al silicio su inseguitori monoassiali.