Analisi e sviluppo di impianti fotovoltaici a concentrazione

The following thesis deals with the analysis and development of concentrated photovoltaic systems. After an introduction on the landscape of renewable and legislations, it looks on the production of electricity by using photovoltaic systems. Performance analysis will be done on cell and module, to study the effects of various causes of loss that we have at various levels. During the second phase will analyze the PV system as a whole (which consists of several modules connected together on a solar tracking system), which allows you to evaluate: the efficiency of the connection between different modules, the tracking system capacity, performance of AC and DC cables upstream and downstream of the inverter, change in performance due to a different spectrum than the test conditions, change in performance due to a different spectrum than the test conditions. You have the opportunity to analyze the occurrence of faults and therefore the actual availability of the system and the response to sub-optimal weather conditions, to give an idea of the real system utilization assessments compared to the assessments made during the on-design conditions. After the analysis of various systems in optimal conditions and comparison with the actual conditions of use (including therefore the stops for failure or technical problems), it follows the estimation of cost among the different proposed solutions. Finally an economic scenario has been done by comparing different technologies arranged in two different sites, with consequent changes to the operating parameters.

Il seguente lavoro di tesi tratta dell’analisi e dello sviluppo di sistemi fotovoltaici a concentrazione. Dopo un’introduzione sul panorama delle rinnovabili e sulla normativa vigente, si scende nel particolare della produzione elettrica mediante sfruttamento dell’effetto fotovoltaico (specificatamente ci si occuperà del fotovoltaico a concentrazione). Verrà fatta un’analisi sui rendimenti di cella e di modulo, al fine di studiare gli effetti delle varie cause di perdita che si hanno ai vari livelli. Nel corso della seconda fase verrà analizzato il sistema fotovoltaico nel suo complesso (che consta di diversi moduli collegati tra loro su un sistema ad inseguimento solare), il che permette di valutare: rendimenti di collegamento tra i diversi moduli, capacità di inseguimento del sistema, rendimenti in corrente continua ed alternata a monte e valle dell’inverter, variazione del rendimento a causa di uno spettro differente rispetto le condizioni di prova. Lo scopo è quello di analizzare avere una effettiva idea del reale utilizzo del sistema rispetto alle valutazioni effettuate durante le condizioni on-design, mediante l’analisi della ricorrenza di guasti e dunque la disponibilità effettiva del sistema, nonché la risposta a condizioni meteorologiche non ottimali. Il confronto, in condizioni ottimali e non, verrà effettuato per diverse tecnologie di produzione al fine di valutare, mediante un’analisi economica, la tecnologia più competitiva sul mercato. Infine si fa uno scenario economico confrontando le diverse tecnologie poste in due diversi siti, con le conseguenti modifiche ai parametri operativi che si otterranno.