Nella presente annualità è proseguita l’attività preparatoria legata alla fase di studio e progettazione sia dei moduli che degli apparati sperimentali per l’applicazione VIPV. Per identificare la tecnologia più idonea all’applicazione VIPV, RSE si è proposto di comparare le performance di moduli PV costituiti da celle a multi-giunzione (MJ) basate sui composti III-V, e costituiti da celle al silicio. Per quanto riguarda i primi, RSE è partito dalla messa a punto del progetto della struttura della cella a MJ, InGaP/InGaAs/Ge.

In questa fase di modellizzazione, RSE ha collaborato con CESI rendendo disponibile il progetto di griglia metallica del dispositivo. Le simulazioni svolte da RSE mostrano che la cella a tripla giunzione dovrebbe presentare un valore di efficienza di conversione superiore al 30%. Dalla modellizzazione del dispositivo, è stato possibile effettuare una previsione delle performance del modulo a MJ, in relazione allo schema di collegamento elettrico adottato per le celle. Per quanto riguarda i moduli al silicio, sono stati sviluppati due prototipi flessibili, con un layout elettrico ottimizzato per la tecnologia VIPV.

I moduli sono stati installati su un “portapacchi fotovoltaico” e sottoposti a primi test in condizioni operative, caratterizzate da ombreggiamento parziale con veicolo fermo. È stato progettato e realizzato preliminarmente un I-V tracer portatile per acquisire le curve corrente-tensione (I-V), dei moduli PV integrati sul veicolo. Il dispositivo I-V tracer comprende un circuito di prova per variare il carico, un sistema di misurazione e acquisizione delle curve I-V, ed un sistema di controllo per automatizzare il processo di misura e memorizzazione dei dati. Il sistema ha la capacità di misurare ciclicamente e continuamente le curve I-V di moduli PV con tempi di scansione e salvataggio dell’ordine dei millisecondi.

È stata svolta una validazione sperimentale del sistema di misura costituito da un circuito di prova capacitivo, evidenziando l’importanza di basare lo strumento di acquisizione su un convertitore DC-DC con carico resistivo di tipo Ćuk, che sarà, quindi, implementato nella prossima annualità. Infine, è stato sviluppato un software che permette di simulare il comportamento di diversi algoritmi MPPT in condizioni dinamiche altamente perturbate. Il software è anche in grado di replicare il comportamento elettrico dei moduli PV sotto test, generando le curve I-V con variazioni ad intervalli di 500 millisecondi.

L’attività di ricerca svolta consentirà di avviare le attività sperimentali di prova dei moduli PV su un veicolo in movimento in vari scenari, sia urbani che extra-urbani, allo scopo di identificare la tecnologia PV e l’algoritmo MPPT maggiormente performanti per l’applicazione VIPV.