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PROGRAMMA DI RICERCA 2006

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Programmi di ricerca simili:
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Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
CONVERTITORI FOTOVOLTAICI, CONCENTRATORI SOLARI, ELEVATA EFFICIENZA ENERGETICA, OTTIMIZZAZIONE E CONTROLLO, MODELLI CIRCUITALI ELETTROTERMICI, SISTEMI DI RAFFREDDAMENTO, TECNICHE MPPT, CONVERTITORI DC-AC, SISTEMI DI RECUPERO DEL CALORE

STUDIO PROGETTO ED OTTIMIZZAZIONE DI UN SISTEMA FOTOVOLTAICO MODULARE A CONCENTRAZIONE INTEGRATO CON SISTEMA DI RECUPERO DEL CALORE E RELATIVA INTERFACCIA DI CONVERSIONE

Università degli Studi di Firenze
Abstract
Da diversi anni è in corso una riflessione sulla opportunità di utilizzare le fonti rinnovabili per la realizzazione di sistemi di produzione distribuiti di piccola potenza. Pertanto, si è assistito alla proliferazione di attività di ricerca orientate all'ottimizzazione dei sistemi fotovoltaici, il cui principale fattore di limitazione è rappresentato dalla bassa efficienza di conversione. Tuttavia non si è mai impostata la riflessione sullo sfruttamento di tutta l’energia proveniente dal sole, sia in termini di energia elettrica che termica. Ad oggi tale ruolo è rivestito da due tecnologie separate, ossia quella dei pannelli solari termici (acqua calda sanitaria e riscaldamento) e fotovoltaici (energia elettrica). In tale contesto si inserisce la ricerca proposta, il cui obiettivo consiste nella messa a punto di una metodologia di progetto per lo sviluppo e l'ottimizzazione di pannelli modulari ibridi a concentrazione solare, costituiti da un concentratore solare, una stringa di celle fotovoltaiche, da un sistema di recupero del calore e da un convertitore dc-dc per l'inseguimento del punto di massima potenza (MPPT). La scelta della concentrazione solare risulta obbligata per due motivi: 1) ottenere una riduzione della materia prima di conversione fotovoltaica (silicio), vista la sua scarsità nel mercato; 2) ottenere sufficientemente energia termica, tale da essere recuperata ed utilizzata per fini residenziali. Un ulteriore obiettivo consiste nello sviluppo >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Alberto Reatti Università degli Studi di FIRENZE
Obiettivo del Programma di Ricerca
L' obiettivo della ricerca consiste nello sviluppo e ottimizzazione di un modulo fotovoltaico integrato costituito da un pannello fotovoltaico, da un sistema di raffreddamento e da un convertitore dc-dc per l'inseguimento del punto di massima potenza; nonché nello sviluppo e ottimizzazione dell'elettronica di potenza per l'interfacciamento di più moduli fotovoltaici integrati con la rete o con il carico.
I principali aspetti da studiare ai fini dell'obiettivo indicato consistono in:
1. Formulazione di un modello elettro-termico delle celle fotovoltaiche (MI)
2. Validazione del modello elettrotermico (MI)
3. Studio analisi e progetto di un sistema di raffreddamento del modulo PV con progetto del sistema di recupero del calore (FI)
4. Studio dell'ottica del concentratore (FI)
5. Formulazione di un modello di scambio termico celle-fluido refrigerante e identificazione delle condizioni di massima efficienza energetica delle celle refrigerate (MI-FI)
6. Individuazione delle tecniche di MPPT idonee a convertitori di piccola potenza (BO-SA)
7. Verifica sperimentale delle prestazioni dei convertitori per il MPPT (BO-SA)
8. Analisi, valutazione ed ottimizzazione dei convertitori dc-dc per il MPPT fotovoltaico (SA)
9. Analisi, valutazione ed ottimizzazione dei convertitori dc-ac per l'interfacciamento dei moduli fotovoltaici integrati con la rete o con il carico (FI)
10 >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Sebbene le principali azioni strategiche per la risoluzione dei problemi energetici siano concentrate sulla realizzazione di grandi centrali di produzione di energia elettrica, da diversi anni è in corso una riflessione sulla opportunità di utilizzare le fonti rinnovabili per la realizzazione di sistemi di produzione distribuiti di piccola potenza, che si è tradotta in alcuni atti governativi, sicuramente ancora marginali, ma comunque concreti. Pertanto, si è assistito nel recente passato alla proliferazione di attività di ricerca orientate all'ottimizzazione dei convertitori e dei sistemi fotovoltaici nell'ambito di un quadro più generale di sviluppo di nuove tecnologie per lo sfruttamento delle fonti di energia rinnovabili. In Italia, è stato attivato ed ha riscosso grande attenzione il “Conto Energia”, D. M. 28 luglio 2005 (modificato dal DM 6 febbraio 2006), col quale si è avviato il meccanismo che prevede l’incentivazione del kWh fotovoltaico, in attuazione dell'art. 7 del Dlgs. 387 del 2003. Il decreto definisce il contributo in “Conto Energia” per il fotovoltaico per impianti con taglie comprese tra 1 kW e 1.000 kW di potenza. I sistemi fotovoltaici costituiscono una realtà consolidata per la realizzazione di sistemi di produzione di energia elettrica distribuiti, ma, la loro incidenza sulla produzione globale di energia risulta oggi limitata a causa dei costi elevati ed all'estensione della superficie necessaria per la realizzazione degli >>>