Onda solare

Il Contributo del CNR allo sviluppo di Emilia 3, la macchina che parteciperà al prossimo Australian Solar Challenge. Il sistema fotovoltaico presente sulla macchina deriva dalla collaborazione tra CNR-Ismar e alcuni velisti di fama internazionale.

Pubblicato il 30 agosto 2013

Come è evidente uno dei componenti fondamentali delle macchine che partecipano all’Australian Solar Challenge è costituito dal sistema fotovoltaico, che è chiamato a generare l’unica fonte di energia disponibile per il mezzo. Il sistema fotovoltaico di Emilia 3 è stato messo a punto avvalendosi dell’esperienza già sviluppata nella collaborazione tra Marco Bianucci del CNR-Ismar e alcuni velisti di fama internazionale, tra cui Giovanni Soldini. Tale esperienza ha portato sul mercato il modulo SolbianFlex della Solbian Energie Alternative che costituisce un’importante innovazione nel fotovoltaico per la nautica.

Le caratteristiche che vengono richieste infatti al sistema fotovoltaico di Emilia 3 sono molto simili a quelle delle barche da competizione: lo spazio a disposizione è poco, quindi i moduli devono essere estremamente potenti (grande efficienza delle celle), la leggerezza la flessibilità, la robustezza e l’affidabilità sono requisiti fondamentali per cui i moduli devono essere laminati con particolari materiali plastici molto sottili, trasparenti, resistenti agli tensioni meccaniche e ambientali e dotati di particolare capacità di distribuire gli stress interni e esterni. Inoltre il sistema non può costare troppo per compatibilità con i limitati budget a disposizione.

La tecnologia di base utilizzata per la laminazione dei moduli è stata quindi quella della Solbian Energie Alternative, ma la sfida ulteriore è stata la compattazione massima delle celle per minimizzare le zone “vuote” e utilizzare tutto lo spazio disponibile da regolamento e dai vincoli aerodinamici. Inoltre per massimizzare le prestazioni aerodinamiche e diminuire il più possibile il peso sono stati utilizzati spessori particolarmente piccoli per i materiali plastici. Le celle sono state scelte dopo un confronto tra Bianucci e Peter Aschenbrenner, il vice presidente di SunPower, l’azienda che realizza le celle monoscristalline più efficienti al mondo. La selezione è caduta sulle celle Back-Contact da 5’ BIN-J, cioè le più performanti in assoluto tra le già eccezionali celle della SunPower.

Altro tema di ricerca e sviluppo è stato quello relativo alla minimizzazione degli effetti da mismatching elettrico dovuto alle ombre parziali e alla diversa illuminazione tra le diverse parti sistema fotovoltaico. In barca ovviamente questo problema si presenta in modo molto rilevante ma anche su una macchina dalla linea molto pulita come Emilia 3 in realtà questa problematica è importante in quanto il cupolino in molte situazioni ombreggia parte delle celle del sistema e, in una competizione così estrema, si deve evitare qualsiasi causa di perdita di efficienza del generatore fotovoltaico. Questa problematica è stata affrontata facendo tesoro delle soluzioni già verificate in ambito nautico, adattandole praticamente, grazie al lavoro dei ricercatori del Dipartimento di Ingegneria elettrica dell’Università di Bologna al caso specifico. Le celle intorno al cupolino vengono così controllate in modo indipendente rispetto al resto del sistema evitando che una loro possibile failure, perché in ombra, vada ad incidere sulla performance degli altri moduli.

CNR-Ismar: http://www.ismar.cnr.it

Solbian Energie Alternative: http://www.solbian.eu

SunPower: http://www.sunpowercorp.it

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