La produzione di Energia Elettrica mediante impianti fotovoltaici che sfruttano laconcentrazione solare garantisce una efficienza sensibilmente maggiore e dovrebbe determinare, a regime, una riduzione del costo per unità di energia prodotta rispetto al fotovoltaico convenzionale. La concentrazione avviene impiegando lenti di focalizzazione dei raggi solari su celle molto piccole (con area da 500 a 1000 volte inferiore a quella delle celle solari classiche a parità di potenza di picco). Questo implica che i raggi solari incidenti sulla lente di focalizzazione debbano essere perpendicolari alla superficie del modulo: l’errore angolare ammesso è piccolissimo, dell’ordine di 0.2 gradi, altrimenti una significativa percentuale della luce incidente sulla lente non verrebbe raccolta dallacella e andrebbe perduta. Attualmente, per mantenere i raggi perpendicolari alla superficie cella del modulo vengono impiegati inseguitori solari molto precisi e di costo significativo. Questo implica che:
– le celle a concentrazione solare non possano venire impiegate dove non è possibile o conveniente installare un inseguitore solare (ad esempio sui tetti)
– ci sono penalizzazioni in termini di costo iniziale e di manutenzione degli inseguitori solari. Un sistema ottico in grado di mantenere i raggi solari perpendicolari al piano della cella con elevata precisione e che sia integrabile nel modulo permetterebbe di installare i sistemi a concentrazione sui tetti e contemporaneamente di rendere molto meno costosi gli attuali inseguitori meccanici, diminuendone le richieste di precisione. Si è studiato un sistema basato su due prismi (“wedge”) la cui rotazione permette di deviare con elevata precisione i raggi solari perpendicolarmente alla superficie della cella in modo che possano essere efficacemente focalizzati sulla cella stessa. Lo studio è stato realizzato mediante un programma di calcolo sviluppato ad hoc. Si è analizzato il comportamento di un sistema di due prismi con lavorazione di Fresnel, allo scopo di determinarne l’efficienza e i parametri operativi.