Focus Innovazioni

29.04.2019

Produzione e accumulo di energia solare in un solo prodotto: ci lavora l’Università del Texas

Un’equipe dell’università della UT Cockrell School of Engineering sta lavorando ad un progetto che si propone il superamento dei vecchi impianti fotovoltaici con un sistema unico di conversione e immagazzinamento dell’energia
La tecnologia fotovoltaica è ormai disponibile da molti anni, ma, nonostante sia stata in larga parte perfezionata, presenta ancora alcuni problemi, due in particolare: il raggiungimento del livello di efficienza sufficiente a convertire l’energia solare in elettrica e l’efficace immagazzinamento dell’energia così ottenuta. La configurazione di una soluzione che elimini entrambe queste problematiche è cosa tutt’altro che facile perché porta inevitabilmente a scontrarsi con i costi e l’ingombro degli impianti, che spesso hanno anche una capacità di stoccaggio inefficiente.
 
Ecco perché, quando gli esperti della Cockrell School of Engineering dell’Università del Texas hanno dato inizio allo sviluppo di un sistema unico atto ad integrare la generazione e lo stoccaggio dell’energia solare, riducendo i costi del 50%, il Dipartimento dell’Energia statunitense ha ritenuto il progetto tanto valido da stanziare 3 milioni di dollari destinati a questa ricerca rivoluzionaria che si propone come superamento di uno scoglio ben noto nell’utilizzo dell’energia solare.

Il ricercatore capo di questo progetto, Alex Huang, esperto di fama mondiale di dispositivi a semiconduttore di potenza, elettronica di potenza e sistema di energia rinnovabile, ha spiegato come le tecnologie combinate M4 Inverter saranno in grado di creare questo connubio che non solo abbatterà i costi sia di capitale che operativi, ma, ridurrà, e di molto, l’impatto dell’intermittenza dell’energia solare sulla rete, offrendo la medesima capacità di recupero di qualunque altra rete a  combustibile fossile.
 
Una delle funzionalità aggiuntive previste da questa tecnologia è, infatti, la capacità di fornire un controllo veloce della frequenza, cosa che impedirebbe ad una rete a energia solare di subire blackout nei giorni molto nuvolosi, che altrimenti potrebbero ostacolare la produzione di energia elettrica derivante dal solare.
 
Per raggiungere il livello di efficienza necessario per convertire l'energia solare nella rete elettrica, nell'Invertitore M4 saranno utilizzati nuovi interruttori dell'elettronica di potenza in carburo di silicio, un semiconduttore ad ampio bandgap. L'esigenza di un ingombrante trasformatore da 60 hertz viene inoltre eliminata nell'inverter M4 per aumentare ulteriormente l'efficienza e ridurre i costi. La costruzione del sistema si baserà sul concetto di blocco modulare in grado di limitare ulteriormente i costi di produzione e di garantire operazioni affidabili attraverso un backup di alimentazione. Per realizzare questo progetto, il team di esperti dell’Università del Texas collaborerà con l'Electric Reliability Council del Texas, Toshiba International, Wolfspeed e Opal-RT, nonché con l'Argonne National Lab.

L’ambizioso obiettivo del Dipartimento dell’Energia, che ha stanziato complessivamente 20 milioni di dollari per nove progetti orientati all’avanzamento delle tecnologie dell'elettronica per l'energia solare in fase iniziale, è quello di dimezzare il costo dell’elettricità per un sistema solare entro l’anno 2030, sancendo, di fatto, l’inizio di una nuova era nel campo del fotovoltaico.