Mauro Zenobi

Sistemi fotovoltaici a concentrazione

Il progetto 3Rays

La tecnologia fotovoltaica a concentrazione 3Rays

Nicchie di mercato

Pertinenze stradali

Recupero di parchi pubblici, installazioni di design

Integrazione con attività agricole

Rispetto del territorio e delle tradizioni

Compatibilità con il suolo

Qual è il vero significato di rinnovabile?

La migliore alternativa ai combustibili fossili è quella che porta benefici, non

problemi

Il fotovoltaico tradizionale installato a terra «elimina» il terreno sottostante

Il fotovoltaico a concentrazione, invece, consente un doppio utilizzo del suolo

Il mercato mondiale

I sistemi fotovoltaici a concentrazione rendono al meglio nelle zone ad alta radiazione solare

diretta. A differenza del fotovoltaico tradizionale, le alte temperature non compromettono i

rendimenti dei sistemi.

Applicazioni in quota

I livelli di radiazione diretta nelle zone

montane (ad esempio in Valle D’Aosta)

raggiungono livelli paragonabili a quelli

riscontrati nell’Italia del Sud grazie alla

rarefazione dell’aria.

I sistemi fotovoltaici a

concentrazione sono perfetti

per le installazioni in quota

grazie alla loro performance e

al loro layout costruttivo.

Un mercato in rapida ascesa

Lo studio The Economic Perspective: Is Concentrator PV Capable of Breaking the Economic

Barrier. E.W. Merkle, R.Tölle and M. Sturm paragona la curva di apprendimento del settore CPV a

quella del settore dell’industria del LED. Le potenzialità per il futuro sono enormi.

2012 - 2013

CPV

PV

La più conveniente tra le fonti energetiche

Il costo del Kwh prodotto è più basso di quello delle fonti fossili.

La grid parity è attesa per il 2014 nelle zone più favorevoli e per il 2015 in Italia

Fonte: elaborazione dati IEA

GRID PARITY

GRID PARITY

Basso impatto ambientale

EPBT

2,96

33163.8

Energia spesa per la produzione del pannello + energia assorbita dalla rete elettrica dai motori per l’inseguimento solare

Energia convertita dal pannello durante la vita utile

Convertire l’energia con il sistema 3Rays ha un impatto ambientale 15 volte inferiore rispetto

a quello prodotto della conversione energetica delle Rete Elettrica Nazionale Italiana.

Gli attori di mercato

Source: Producing More Electricity from the Photons Harvested The Heart and Soul of Concentrator PV. CPV Consortium, 2010

La filiera mondiale esiste ed è ben strutturata. Alcune tra le aziende migliori del mondo

hanno riconvertito le loro attività in favore del fotovoltaico a concentrazione

Poche installazioni oggi, grandi spazi domani

Source: CPV Technology Market Status Update and Future Prospects. Asif Anwar, 2011

Rispetto alle potenzialità del pianeta, le installazioni di fotovoltaico a concentrazione ad oggi sono

pochissime. Il Sahara, i deserti Australiani, le Ande, sono solo alcune delle zone ad alta potenzialità

e tuttora vergini per la tecnologia.

L’Italia crede nel futuro delle rinnovabili

Fonte: GSE

Investire nelle rinnovabili è il modo più intelligente per uscire dalla crisi economica globale e

per ridurre la dipendenza energetica nazionale dalle risorse fossili di paesi instabili. L’Italia

mostra trend di crescita interessanti per le rinnovabili.

La crescita del mercato fotovoltaico

Lo sviluppo del fotovoltaico in Italia e nel Mondo sta conoscendo trend di crescita molto rapidi,

un vero e proprio boom.

Installazioni fotovoltaiche cumulate in Europa () e nel Mondo ()

Fonte: GSE Fonte: EPIA

Italia Mondo

Confronto tra tecnologie fotovoltaiche

CPV PV

Costi 3 - 3,5 €/W 1,5 - 2 €/W

Ritorno investimento c.a. 8 anni c.a. 7 anni

Rendimento investimento

c.a. il doppio di quello del PV in 20 anni

-

Incentivi Alti In rapida discesa

Capacità produttiva annua (kWh)

Fino al doppio di quella del PV

-

Livello tecnologico Tecnologia nuova Tecnologia matura, prossima al declino

Concorrenti Pochi players (5-6) Mercato affollato

Geografia Adatto a zone ad alto irraggiamento (es: MENA)

Non adatto a zone climatiche aride

Impiego di silicio Minimo o nullo Alto

I prodotti 3Rays

La tecnologia fotovoltaica a concentrazione 3Rays

HCPV 3Rays: AREE DI SVILUPPO

IL CONCENTRATORE

IL RICEVITORE

IL TRACKER

L’ELETTRONICA DI POTENZA E DI INSEGUIMENTO

HCPV 3rays: il concentratore e il ricevitore

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LA TRASFORMAZIONE DELL’ENERGIA SOLARE IN ENERGIA ELETTRICA

SOLUZIONE A- SCOMPOSIZIONE SPETTRALE DELLA LUCE E TRE CELLE PV( brevetto internazionale)

SOLUZIONE B- CELLA SINGOLA MULTIGIUNZIONE

PATENT

GRANTED

Il tracker

I concentratori come struttura portante

MOTORE NEL TELAIO

I concentratori sono parte integrante della struttura per garantire

maggiore precisione. L’ispirazione deriva dal settore

automobilistico: nelle prime auto da corsa il motore era inserito nel

telaio, oggi il motore stesso costituisce parte del telaio

MOTORE È TELAIO

Tecnologie di derivazione aeronautica

Per la progettazione delle strutture di supporto è stata impiegata una modalità

costruttiva di derivazione aeronautica al fine di ottenere sistemi precisi, leggeri

e resistenti nel tempo

Settore aeronautico Strutture concentratore 3Rays

Completo recupero del suolo

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PATENT

PENDING

Le strutture di sostegno possono

essere ancorate a qualsiasi tipo di

terreno per mezzo di viti di terra. In

questo modo il suolo non risentirà

dell’installazione dei sistemi e potrà

essere agevolmente riportato alle

sue condizioni originarie a fine vita

dell’impianto.

I sistemi 3Rays evitano la

cementificazione di aree verdi e

garantiscono il rispetto dell’ambiente.

Risultati oltre le aspettative

SISTEMARENDIMENTO

TEORICO VARIAZIONE ATTESO

1 CELLA 35 %

- 20 % perdite ottiche

-14 % variazione spettrale24 %

OTTENUTO 26 %

2 CELLE 33 % - 25 % perdite ottiche 26 %

3 CELLE 35 % - 27 % perdite ottiche 27 %

Test effettuati sul campo

I prodotti

PRODOTTO TIPO A-MJ

È un prodotto destinato alle utenze domestiche.

Potenza : 2,250 kWp.

Produttività annua : 4500 kWh/anno.

Dimensione superficie captante: 9 mq.

Fissaggio a terra: senza cemento con viti di terra brevettate.

Peso: 1000 kg

I prodotti

PRODOTTO B- MJ

Prodotto destinato agli operatori interessati alla realizzazione di impianti di elevata potenza.

Potenza : 5,6 kWp.

Produttività annua : 11.200 kWh/anno.

Dimensione superficie captante: 29 mq.

Fissaggio a terra: senza cemento con viti di terra brevettate.

Peso: 2500 kg

I punti di forza rispetto alla concorrenza

• L’accettanza angolare Migliore del mercato (1.5°contro 0.75°dei competitors)

• Fissaggio al suolo senza cemento armato

• Predisposizione per aggiornamenti tecnologici per nuove celle

• Possibilità di separazione spettrale (dicroico e tricroico)

• Ispezionabilità visiva laterale per controllo stato dei ricevitori

• Nessuna registrazione per la focalizzazione al momento del montaggio sul campo

• Utilizzo di acciaio inox in lamiera sottile

• Valore residuo dei materiali al momento dello smaltimento (10% contro 6% competitors)

• Taglia di potenza nominale di 5600 Wp (in linea con valori tipici di mercato)

• Fattore di concentrazione pari a 400x soli che salirà a 800x

• Attuatori del moto con sistemi a tenuta IP 65 e motorizzazioni stepper Caratteristiche esclusive sistemi 3Rays

La strategia commerciale in Italia

• I anno: solo clienti direzionali

•II anno: clientela retailAccordo ad hoc con installatori e distributori

Grant ottenuti

Il progetto 3Rays ha ottenuto due importanti grant per un valore di circa 4 milioni di Euro che

determineranno entrate per circa 1,3 milioni di Euro a fondo perduto.

INDUSTRIA 2015

Questo Grant è ancora in corso e

riguarda una filiera di oltre 60 imprese e

università italiane coinvolte nello

sviluppo del settore fotovoltaico a

concentrazione. Il team 3Rays sta

sviluppando un sistema a separazione

spettrale.

Valore: 3.000.000,00 EURO

DTU

(Distretto tecnologico dell’Umbria)

Questo Grant, concluso nel 2011,

ha riguardato le strutture

meccaniche del sistema. Il team ha

sviluppato un tracker solare ad alta

precisione.

Valore: 1.000.000,00 EURO

Caratteristiche innovative

I sistemi 3Rays possono essere disponibili per installazioni urbane integrando caratteristiche

di illuminazione pubblica, panchine e un design accattivante.

Queste caratteristiche, uniche nel settore del fotovoltaico a concentrazione, possono aprire

delle ulteriori nicchie di mercato.

Urban design

Grazie per l’attenzione

Mauro Zenobi

mauro.zenobi@angelantoni.it