Nel settore delle fonti rinnovabili, la conversione fotovoltaica rappresenta la tecnologia di maggiore potenzialità in quanto permette di produrre direttamente energia elettrica dall’energia solare. Inoltre questa fonte energetica è pulita, rinnovabile, modulabile ed affidabile. Non richiede l’uso di combustibili e permette la generazione di energia elettrica in modo distribuito fornendo quindi una soluzione ottimale per l’elettrificazione di utenze isolate. Tuttavia lo sviluppo e la diffusione di sistemi di generazione basati sulla conversione fotovoltaica è tuttora fortemente limitato dagli elevati costi dell’energia prodotta. Gli attuali sistemi basati su celle solari a silicio mono o poli cristallino, dopo oltre 30 anni di sviluppo, non offrono possibilità di significativi miglioramenti in termini di costo ed efficienza di conversione a causa del costo del materiale. Le strade per giungere ad un fotovoltaico competitivo sono i sistemi che utilizzano celle solari a film sottile o i sistemi ad elevata concentrazione luminosa. Questi ultimi, pur impiegando dispositivi molto sofisticati, basati sull’arseniuro di gallio (GaAs), utilizzano piccole quantità di materiale. Inoltre avendo efficienza di conversione della radiazione solare estremamente elevata, permettono di ridurre i costi complessivi del sistema. I recenti sviluppi avuti nel campo dei diodi foto-emettitori e delle celle solari per uso spaziale, opportunamente integrati, fanno ritenere possibile la realizzazione di generatori fotovoltaici ad altissima concentrazione in grado di produrre energia elettrica a costi decisamente inferiori a quelli degli attuali sistemi. Il progetto denominato CELCON (CELle solari a CONcentrazione) è stato avviato nel 2000 ed ha come obiettivo la ricerca di soluzioni innovative per lo sviluppo di sistemi fotovoltaici in grado di produrre energia elettrica a costi decisamente minori dei sistemi tradizionali basati sul silicio cristallino. L’idea è di utilizzare la concentrazione della radiazione solare per ridurre l’area dei semiconduttori, sostituendo quindi gran parte delle celle solari con concentratori ottici a basso costo. Una tecnica simile era stata sviluppata e in parte abbandonata già negli anni ’80, ma rispetto a quel periodo, sono state di recente sviluppate celle solari ad elevatissima efficienza di conversione (>30%) non disponibili in passato. Questa nuova generazione di celle solari (sviluppata per l’applicazione spaziale), detta a multigiunzione, permette di convertire una porzione maggiore dello spettro solare incidente rispetto alle celle solari a singola giunzione. Oltre che all’utilizzo di celle di nuova generazione, il programma CELCON si pone come obiettivo lo sviluppo di un sistema che sia successivamente industrializzabile. Per questo motivo è stato utilizzato il concetto di realizzare le celle con la tecnologia attualmente adoperata per la fabbricazione dei diodi emettitori (LED) che sono largamente impiegati nel mondo per innumerevoli applicazioni. Le celle solari fabbricate con la tecnologia LED hanno dimensioni di pochi millimetri con tutta una serie di vantaggi rispetto alle celle solari di grosse dimensioni. I vantaggi sono principalmente di due tipi:

�¾ La corrente erogata dalla cella in concentrazione è bassa e di conseguenza le cadute ohmiche sono minime. �¾ Le piccole dimensioni fanno in modo che sia possibile dissipare il calore generato dalla concentrazione della luce senza utilizzare tecniche dedicate. L’attività più importante svolta nel programma è stata lo sviluppo delle celle solari ad alta efficienza la cui tecnologia è estremamente complessa. Per la parte relativa ai sistemi di concentrazione luminosa e di inseguimento del sole ci si è limitati a procurare componenti commerciali e prototipi. La presente attività, svolta nell’ambito del programma di ricerca sul sistema elettrico, si pone come obiettivo lo sviluppo di soluzioni tecnologiche che consentano la realizzazione di sistemi fotovoltaici ad alta concentrazione luminosa (sino a 1000 soli), caratterizzati da efficienza di conversione prossima al 30% a livello di sistema. La proposta mira inoltre a dimostrare la possibilità di ridurre il costo della potenza dagli attuali 6-8 Euro/Wp a meno di 2 Euro/Wp (ovvero circa 0.15 €/kWora per località con buona insolazione) rendendo questa tecnologia particolarmente attraente per i paesi dell’area mediterranea. Il raggiungimento di tale obiettivi mira ad ottenere un’inversione di tendenza nel trend tecnologico della conversione fotovoltaica che si trova attualmente in una situazione di stasi per gli elevati costi e per la mancanza di soluzioni innovative in grado di ridurre detti costi. Il beneficio per la comunità, in caso di successo dello sviluppo della tecnologia e della sua successiva industrializzazione, risiede nella possibilità per l’utente di accedere a una fonte di energia rinnovabile a costi vicini a quelli delle fonti convenzionali.