Concentratore solare con guida ottica

I concentratori solari di tipo tradizionale sono sistemi ottici che sfruttano le proprietà riflettenti di particolari specchi convessi, i quali concentrano la radiazione solare in una zona ben precisa nello spazio, corrispondente al fuoco dello specchio stesso. In corrispondenza del "fuoco" di tali specchi è possibile inserire, sia apparati a tecnologia fotovoltaica, che tubazioni per lo sfruttamento del solare termico. Questi apparati hanno delle limitazioni non trascurabili, soprattutto di carattere economico, per il costo vivo dei materiali, per l'assemblaggio e il trasporto, per i sistemi automatici di orientamento automatizzato e anche per la manutenzione necessaria alle superfici riflettenti le quali devono essere mantenute pulite per ottenere il massimo rendimento.


 



Per rendere più convenienti i concentratori solari nel campo del fotovoltaico, e aumentare l'efficienza delle celle, la società di Toronto Morgan Solar ha sviluppato la Light-guide Solar Optic (LSO), una guida ottica per la luce solare che consente di intrappolare e manipolare la luce senza bisogno di specchi e ottiche complesse. “E’ pura ottica geometrica”, afferma Nicolas Morgan, direttore business development della Morgan Solar.

LSO

Si tratta di un componente sottile in acrilico che grazie alla sua particolare forma interna guida la luce verso il suo centro, concentrandola fino a 1400 soli. La progettazione di questo piccolo dispositivo si basa su un fenomeno chiamato Riflessione Interna Totale, ossia la possibilità che ha un fascio di luce di penetrare un materiale ottico ed essere deviato invece di essere riflesso. Il segreto sta nel forgiare il piccolo concentratore solare di plastica in modo tale da piegare il fascio luminoso in una determinata direzione. “Si tratta di controllare criticamente gli angoli una volta che la luce penetra il piccolo concentratore solare”, spiega Morgan. I vantaggi sono l'aumento di efficienza e la convenienza, dato che non ci sono camere d'aria e non esiste una distanza tra le celle solari e il concentratore.


Il nuovo concentratore solare, nella sua prima versione commerciale, sarà composto da un wafer quadrato acrilico di circa venti centimetri di dimensione contenente un concentratore secondario di vetro. “Il loro design è sicuramente ottimo e questi concentratori solari possono essere prodotti senz’altro a basso costo, rappresentando una buona occasione per rivoluzionare la tecnologia di questo settore”, spiega Ray Lapierre, esperto in celle solari ad alta efficienza.
Il nuovo modulo a concentrazione potrebbe entrare in commercio nel 2010. La società conta di realizzare il primo sistema per meno di 1 dollaro per Watt entro il 2011.