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STUDIO DELLE PRESTAZIONI DI UN SISTEMA FOTOVOLTAICO A CONCENTRAZIONE

Lo scopo della ricerca è quello di trovare una soluzione tecnica adeguata che permetta di ottenere energia elettrica ed energia termica contemporaneamente attraverso un sistema termo-fotovoltaico a concentrazione (CPV/T). L'analisi sarà condotta considerando diversi aspetti: costruttivi, energetici, economici e di manutenzione. Inoltre, sarà condotta una analisi attraverso il metodo del Life Cycle Assessment (valutazione del ciclo di vita) che valuta l'insieme di interazioni che un prodotto o un servizio ha con l'ambiente, considerando il suo intero ciclo di vita che include le fasi di pre-produzione (quindi anche estrazione e produzione dei materiali), produzione, distribuzione, uso (quindi anche riuso e manutenzione), riciclaggio e dismissione finale. In particolare, le soluzioni costruttive che si possono utilizzare per un'utenza domestica possono essere due: quella che prevede un'ottica che concentra la luce su una singola cella fotovoltaica a tripla giunzione (point-focus), o quella che prevede l'utilizzo di un'ottica che concentra la luce su una linea di celle fotovoltaiche (line-focus) poste a breve distanza. Lo studio della radiazione solare diretta, modellata attraverso le reti neurali, e delle richieste dell'utenza, permetteranno di valutare e verificare le producibilità elettrica e termica di un sistema CPV/T asservito ad un'utenza domestica. Lo studio dello scambio termico permetterà, invece, di modellare il comportamento del fluido termovettore che recuperando energia termica dalle celle fotovoltaiche consentirà anche il loro raffreddamento, migliorandone così la resa elettrica. La realizzazione di un impianto sperimentale di un sistema fotovoltaico a concentrazione consentirà di determinare in differenti condizioni di funzionamento i parametri elettrici più interessanti (tensione, corrente e potenza elettrica) e la temperatura delle celle sottoposte alla radiazione solare diretta e, quindi, la temperatura raggiunta dal fluido termovettore. Tali grandezze consentiranno di valutare la configurazione del sistema CPV/T più adatta e congruente con i risultati teorici. In conclusione, le analisi teoriche e sperimentali suddette verificheranno, in differenti condizioni di funzionamento (radiazione solare incidente, concentrazione, etc.), la fattibilità di un sistema CPV/T asservito ad un'utenza domestica dal punto di vista energetico, economico e di impatto ambientale, e considereranno anche i problemi di manutenzione di un sistema CPV/T reale.