CoSoX — Collettore Solare X

Titolo ufficiale: «CoSoX — Collettore Solare X: sperimentazione di collettori a superfici riflettenti per migliorare la resa di pannelli fotovoltaici standard».

Obiettivo

CoSoX (Collettore Solare X) nasce per sperimentare modi di migliorare la resa di pannelli solari standard, policristallini e monocristallini, inserendoli in un contenitore a superfici specchianti e variandone la disposizione. Gli obiettivi: ridurre la superficie necessaria a parità di rendimento, oppure ridurre la quantità di pannelli a parità di rendimento.

Che cosa è stato fatto

Il lavoro è partito dalla realizzazione da zero di un simulatore software, battezzato CoSimX (C# su .NET Framework, ambiente Windows), che simula assorbimento e riflessione della radiazione nel contenitore al variare della geometria — parabola, cerchio, seno, iperbole —, del posizionamento e dei parametri di efficienza, con una funzione di randomizzazione per esplorare automaticamente le configurazioni più promettenti. La geometria scelta, la più semplice da realizzare meccanicamente, è un tronco di piramide a base quadrata con pareti riflettenti che concentrano la luce sui pannelli.

I prototipi in scala sono stati modellati al CAD e stampati in 3D in PLA resistente alle alte temperature, con due configurazioni di supporto a confronto: matrice piana 3x3 e configurazione angolata 4x3, con incidenza a 45 gradi. Le misure sono state condotte su un banco di prova con tre faretti led da 100 W alimentati da gruppo di continuità, in due sessioni distinte per un totale di 16 misure su 8 configurazioni: pannelli mono e policristallini, planari e angolati, con e senza superfici riflettenti in alluminio.

Che cosa ne è uscito

Le configurazioni angolate si sono rivelate sempre svantaggiose, mentre il contenitore riflettente ha dato un guadagno medio del 60-70% rispetto alla configurazione non riflettente: a parità di ingombro complessivo, ogni metro quadro di pannelli in un collettore riflettente rende come 1,60-1,70 metri quadri di pannelli nudi. Dei due obiettivi iniziali è stato quindi raggiunto quello della riduzione della quantità di pannelli, a scapito della superficie occupata; la relazione indica la configurazione più promettente — monocristallini planari in contenitore riflettente — e le direzioni per approfondire la ricerca.