Fotovoltaico? Macchè, collettore solare (che fonde l'acciaio!)!

[lowenz]

http://www.dailytech.com/MIT+Student...ticle12153.htm



The solar industry is booming. With waves of investment and grants, the solar power industry is for the first time becoming a serious business. New power plants will soon be pumping power out to consumers, while other firms market to sell panels directly to the consumer, providing them with a more direct means of experiencing solar energy.

There are many forms of solar power technology. Today the most dominant is photo-voltaics, which comprise the traditional solar panels that come to mind when one thinks of solar power. However, there are other promising ways of capturing the sun's energy that are merely less developed.

Among these is a parabolic collector. A parabolic collector consists of an array of mirrors focused on a singular point, which they heat to a high temperature. By placing water or another liquid at the collector, energy can be stored in the form of a phase transformation, and later harvested through a turbine generator.

However, parabolic collectors are still a relatively new field of research. Their true potential remains relatively unknown. A glimpse of it was provided by a research team at MIT, which developed a new parabolic collector design, which will blow away current solar power designs in terms of efficiency.

The MIT team believes that their lightweight, inexpensive device holds the promise of revolutionizing the power industry and providing solar power to even remote regions.

The key piece is the 12-foot dish, which the team assembled in several weeks. The design is exceedingly simple and inexpensive. The frame is composed of aluminum tubing and mirrors are attached to it.

The results are staggering -- the completed mirror focuses enough solar energy at its focal point to melt solid steel. The energy of typical sunlight is concentrated by a factor of 1,000. This was showcased during a demonstration, in which a team member held up a board, which instantly and violently combusted, when brought within range of the focal point.

By directing the dish at a more practical target -- water piped through black tubing -- steam can be flash created, offering instant means of producing energy or providing heating.

Spencer Ahrens, who just received his master's in mechanical engineering from MIT, was among the designers of the dish. He and his fellow team members are serious about marketing it, and leveraging its cheap cost and easy production. They have founded a company named RawSolar. They say their design is easily mass producible and that they hope to be pumping out 1,000 of dishes in years to come.

The new dishes would return their costs in a mere couple years, unlike standard photo-voltaic installations which can take 10 years or more to return their costs. This improvement is critical to providing practical economic justification for adoption.

The dish is based partly on components invented and patented by inventor Doug Wood. He was so pleased with the team's work that he signed over rights to the components to the team. He elates, "This is actually the most efficient solar collector in existence, and it was just completed. They really have simplified this and made it user-friendly, so anybody can build it."

Wood says one of the keys to the success of the project is the smaller size. Dishes are affected by the same weight dynamics that effect living organisms. Much as large living organisms would need an inordinate amount of weight support and thus are not favored, larger dish designs fall short in that they require an exponentially greater amount of infrastructure. For example, a dish the size of the RawSolar team's design costs only a third of what a larger dish would cost.

MIT Sloan School of Management lecturer David Pelly gave a guiding hand to the students and thinks the economic upsides of the technology are impressive. He states, "I've looked for years at a variety of solar approaches, and this is the cheapest I've seen. And the key thing in scaling it globally is that all of the materials are inexpensive and accessible anywhere in the world. I've looked all over for solar technology that could scale without subsidies. Almost nothing I've looked at has that potential. This does."

The ability to build unsubsidized, profitable, and easy to manufacture solar power will truly be something amazing. This should be an exciting technology to follow as it is marketed and further developed.

Besides Ahrens, the other students primarily working on the project were Micah Sze (Sloan MBA '08), UC Berkeley graduate and Broad Institute engineer Eva Markiewicz, Olin College student Matt Ritter and MIT materials science student Anna Bershteyn.

[s12a]

Veramente interessante.
Per caso sono disponibili online progetti e specifiche per modelli piu` piccoli e un po' meno potenti?
Se veramente bastano solo degli specchi allineati ad hoc per ottenere l'acqua calda allora davvero sono possibili risparmi energetici notevoli con recupero delle spese in pochissimo tempo.

[xenom]

Originariamente inviato da W4rfoX

E' da un paio di mesi che sto "giocando" con delle celle fotovoltaiche e delle lenti di fresnel per diminuire i costi di un eventuale impianto. Un cella comune da 1.5 W con in fronte una lente di fresnel da 4x circa arriva ad avere un output di circa 3.7 W. Ora sto realizzando una struttura in grado di sostenere entrambi gli elementi e migliorare l'allineamento. Penso che qualcosa ancora si possa tirare fuori. I veri problemi sono altri. La cella si scalda molto velocemente volando verso i 100 e passa gradi in pochi minuti (verso le 10 del mattino, non voglio sapere dalle 12 alle 13) e quindi il suo rendimento crolla in modo verticale oltre ad esserci seri rischi di tenuta della cella stessa.
Per ovviare a questo problema sto pensando ad un buon dissipatore in alluminio con eventualmente un raffreddamento ad acqua (simil processori insomma) con un doppio vantaggio. Produzione di corrente e riscaldamento di acqua. Devo solo verificare la fattibilita'..

A complicare la cosa, ce' il fatto che la cella deve essere perpendicolare alla sorgente di luce (in caso contrario la lente di fresnel non aiuta per nulla) e quindi deve essere dotata di un sistema di tracking.

P.s. Quella dell'uso della concentrazione solare per ottenere vapore da usare con un motore stirling e' gia' stato oggetto di studio da parte di una universita' americana. I risultati sono stati abbastanza deludenti, portando ad avere un efficienza complessiva dell'ordine del 5% se non ricordo male. Se trovo il link ve lo posto.

Si ma sei conscio che così le bruci però vero?
I fotovoltaici sono sensibili al calore, gli diminuisci di brutto la vita media. Non è conveniente.

cmq io sbavo
avevo visto un sito dove un tipo fondeva l'acciaio con una fresnel da 1 mq... immaginate 800-900W concentrati in un mm quadrato

non capsico la novita..




e ancora piu in passato specchi ustori

http://it.wikipedia.org/wiki/Specchi_ustori

ad ogni modo il problema è che dopo hai calore non proprio la forma d'energia piu utilizzabile e trasportabile :-D

[lowenz]

Se ti sembrano soluzioni domestiche

[gpc]

Originariamente inviato da W4rfoX

E' da un paio di mesi che sto "giocando" con delle celle fotovoltaiche e delle lenti di fresnel per diminuire i costi di un eventuale impianto. Un cella comune da 1.5 W con in fronte una lente di fresnel da 4x circa arriva ad avere un output di circa 3.7 W. Ora sto realizzando una struttura in grado di sostenere entrambi gli elementi e migliorare l'allineamento. Penso che qualcosa ancora si possa tirare fuori. I veri problemi sono altri. La cella si scalda molto velocemente volando verso i 100 e passa gradi in pochi minuti (verso le 10 del mattino, non voglio sapere dalle 12 alle 13) e quindi il suo rendimento crolla in modo verticale oltre ad esserci seri rischi di tenuta della cella stessa.
Per ovviare a questo problema sto pensando ad un buon dissipatore in alluminio con eventualmente un raffreddamento ad acqua (simil processori insomma) con un doppio vantaggio. Produzione di corrente e riscaldamento di acqua. Devo solo verificare la fattibilita'..

A complicare la cosa, ce' il fatto che la cella deve essere perpendicolare alla sorgente di luce (in caso contrario la lente di fresnel non aiuta per nulla) e quindi deve essere dotata di un sistema di tracking.

P.s. Quella dell'uso della concentrazione solare per ottenere vapore da usare con un motore stirling e' gia' stato oggetto di studio da parte di una universita' americana. I risultati sono stati abbastanza deludenti, portando ad avere un efficienza complessiva dell'ordine del 5% se non ricordo male. Se trovo il link ve lo posto.

Alla fiera Research2Business di Bologna, qualche settimana fa, allo stand dell'ENEA c'erano i pannelli fatti proprio come dici tu.
Guardandoci bene, poi, alla fine abbiamo capito che era 'na mezza fregatura per il discorso che dici pure te, ossia che appena il sole se ne va dalla verticale ti si azzera la produzione di elettricità, quindi devi spendere molto per il sistema di puntamento, sia in termini di costo che di energia.

[gpc]

Hmmm... tripla giunzione al 40%, forse, ma solo in esemplari da laboratorio... la tripla giunzione direi che è attorno al 20-25% commercialmente, più 20 che 25.
Per il controllo, devi contare i pesi e da lì capire quanto ti consuma. Comunque sì, due assi secondo me è necessario.

[gpc]

Originariamente inviato da W4rfoX

40% in accoppiata con il concentratore.. In realta' non e' la cella che arriva al 40%, ma e' il sistema totale... Markettese insomma. Il punto e' cavare piu' energia da una singola cella.

Ah ecco Mi pareva strano...
Sì praticamente consideri la cella, che so, di 1cm^2, con una lente da 5cm^2 e dici che l'energia che ricavi è la stessa che se tu avessi una cella da 1cm^2 con l'efficienza del 40%.

[Dawidh]

Nella mia università, qui a Trento, stanno studiando un concentratore solare con celle fotovoltaiche che rendono fino a 3 volte tanto, con in accopiata un motore Stirling.
rendimenti niente male.
Vi posto il comunicato stampa:
Comunicato Stampa - Unitn.it

Solartrento: verso il solare di nuova generazione

Gruppo Trentino Servizi, Consorzio Lavoro e Ambiente e Marangoni Meccanica spa affidano al Dipartimento di Fisica dell’Università di Trento lo sviluppo di un “concentratore solare” con celle fotovoltaiche a rendimenti fino a 3 volte superiori rispetto ai pannelli tradizionali.

L’energia che il sole manda sulla terra in un’ora equivale indicativamente a tutta l’energia che l’umanità consuma in un anno. Il problema è che i pannelli fotovoltaici attualmente in uso, costituiti da silicio, hanno un’efficienza ridotta e costi elevati. La sfida è rendere disponibile una tecnologia innovativa per utilizzare la radiazione solare. Tecnologia che in pochi anni potrebbe essere disponibile per la nostra casa.

Se n’è parlato lunedì 26 maggio, in Rettorato nella conferenza stampa dedicata al brevetto internazionale di concentratore solare e alla nuova società Solartrento.

Sono intervenuti:

* Davide Bassi, Rettore dell’Università di Trento
* Paolo Battocchi, Presidente del Gruppo Trentino Servizi
* Lino Orler, Direttore di CLA - Consorzio Lavoro Ambiente
* Roberto Tamma, Amministratore delegato di Marangoni Meccanica spa
* Antonio Miotello, Responsabile del laboratorio IdEA – Idrogeno Energia Ambiente del Dipartimento di Fisica

Erano, inoltre, presenti il tecnico Marco Bettonte e il professor Roberto S. Brusa (titolari del brevetto insieme a Miotello), Alessandro Salemi (dottorando del gruppo di ricerca sul concentratore solare), Stefano Quaglino e Marco Merler (rispettivamente Direttore Generale e AD di Trentino Servizi).

Tutti concordi nel sottolineare come Solartrento rappresenti un esempio concreto di passaggio dalle enunciazioni di principio ai fatti, dai risultati della ricerca alla produzione industriale. E dimostri anche la possibilità di mettere insieme competenze diverse per sviluppare una soluzione energetica innovativa, concorrenziale rispetto ad altri sistemi e rispettosa dell’ambiente.

Solartrento è una impresa basata sul know-how sviluppato dall’Università di Trento.
I risultati del brevetto internazionale del concentratore solare sono stati acquisiti da Gruppo Trentino Servizi, Consorzio Lavoro e Ambiente e Marangoni Meccanica che hanno affidato al Dipartimento di Fisica l’incarico di sviluppare il prototipo industriale.

Solartrento ha sede a Rovereto e vede nel proprio consiglio di amministrazione Paolo Battocchi (Presidente), Roberto Tamma e Renzo Cescato.

Il 15 maggio 2008 è stato firmato un contratto conto terzi di circa un milione di euro, con il quale i tre soggetti privati chiedono al Dipartimento di Fisica di sviluppare il prototipo del concentratore solare in un ambiente industriale: l’attività di ricerca avrà una durata di circa tre anni.

Il concentratore solare per le sue caratteristiche può operare con celle fotovoltaiche a rendimenti fino a 3 volte superiori rispetto ai pannelli tradizionali.
Potrà essere utilizzato in tre settori: produzione di acqua calda ad altissima efficienza; produzione di corrente elettrica e termica tramite motori tipo Stirling; produzione di corrente elettrica con celle solari ad alta efficienza (35%), come quelle attualmente utilizzate nei satelliti spaziali.

LOL sia produzione di acqua calda che di corrente.

[killercode]

Originariamente inviato da Dawidh

Nella mia università, qui a Trento, stanno studiando un concentratore solare con celle fotovoltaiche che rendono fino a 3 volte tanto, con in accopiata un motore Stirling.
rendimenti niente male.
Vi posto il comunicato stampa:
Comunicato Stampa - Unitn.it


LOL sia produzione di acqua calda che di corrente.

bast... mi era venuta la stessa idea mentre camminavo per strada dopo aver letto in questo topic del sistema di raffreddamento ad acqua. Pensare che mi sono anche bloccato e ho iniziato a parlare da solo su come costruirlo , mi sembrava un'ottima idea .
Beh, sono arrivati prima di me

[xenom]

Scusate ma come si fa a dissipare il calore? Il materiale semiconduttore dei pannelli fotovoltaici non si può dissipare direttamente... Questo materiale può essere anche incollato termicamente ad un blocco dissipante, ma comunque la radiazione "amplificata" che investe il materiale "fotoelettrico" danneggia comunque il pannello no? per irraggiamento.. e anche per il calore che scalda l'aria circostante...

[killercode]

Originariamente inviato da xenom

Scusate ma come si fa a dissipare il calore? Il materiale semiconduttore dei pannelli fotovoltaici non si può dissipare direttamente... Questo materiale può essere anche incollato termicamente ad un blocco dissipante, ma comunque la radiazione "amplificata" che investe il materiale "fotoelettrico" danneggia comunque il pannello no? per irraggiamento.. e anche per il calore che scalda l'aria circostante...

Niente di certo, però, secondo me, dovrebbero resistere alla radiazione, visto che i pannelli aerospaziali riescono a resistere ai raggi diretti del sole senza la schermatura atmosferica, per il calore un normale dissipatore dovrebbe funzionare

Edit: già fatto http://www.bsrsolar.com/core1-4.php3