Angelantoni nel mercato del CPV

Il segmento di mercato al quale il gruppo si rivolge è in primo luogo quello delle grandi centrali, per poi proseguire verso il segmento industriale. Nonostante non ci sia ancora un vero e proprio mercato del fotovoltaico a concentrazione, il gruppo ha già avuto delle richieste di fornitura soprattutto dai grandi produttori di energia che costituiscono i primi interlocutori dell’azienda. Alcuni di questi collaborano con l’Angelantoni nel progetto industria 2015, come ad esempio Enel, capofila del progetto. Le richieste arrivano comunque anche da privati che vogliono realizzare impianti di grossa taglia o che vogliono realizzare piccoli impianti industriali.

Queste richieste sono arrivate da persone consapevoli del fatto che non ci siano ancora dimostrazioni sul campo di quali possano essere le reali prestazioni del concentrazione, e che quindi vogliono sperimentare questa nuova tecnologia in cui hanno molta fiducia. Tutto ciò dimostra come ci sia la necessità in Italia di innovare la tecnologia fotovoltaica per renderla ancora più competitiva e per riuscire a raggiungere in tempi ancor più brevi la grid-parity.

3.6.2.3 Le dinamiche competitive

I competitors principali, come ventaglio di attività svolta dal gruppo, si trovano all’estero (America e Germania), e si tratta di società che fabbricano direttamente il prodotto e non si limitano alla distribuzione. In Italia ci sono principalmente rivenditori di prodotti esteri, ma nessuno ancora è al livello dell’Angelantoni (dall’inseguitore al pannello).

L’azienda partecipa al progetto Scoop con scopo principale di creare una filiera italiana del fotovoltaico a concentrazione e posizionarsi cosi in maniera migliore sul mercato del concentrazione. Ci sono 4 società che sviluppano dei prodotti grazie alle forniture di altre società partner di componenti e di know-how. Il tutto è coordinato da Enel che sarà la prima a beneficiare delle tecnologie in fase di sviluppo all’interno del progetto;i primi prototipi si avranno nel corso del prossimo anno. In questo modo si potranno raggiungere dei livelli di eccellenza che permetteranno all’Italia di progredire molto velocemente in ambito del CFV e di conquistarsi così una fetta rilevante del mercato che sta per nascere per il concentrazione. Il mercato ora, per poter partire, ha bisogno di investimenti corposi, e l’inclusione di incentivi per il concentrazione ne conto energia darà sicuramente un’accelerata a questa tecnologia innovativa. Nonostante gli incentivi siano arrivati solo ora, le tecnologie italiane sono già molto competitive grazie alla stretta collaborazione tra centri di ricerca, università ed aziende. Per quanto riguarda i rapporti con i fornitori, Angelantoni predilige dei rapporti di partnership con questi per riuscire a collaborare verso la realizzazione di un prodotto che sia innovativo e qualitativamente accettabile.

L’approvvigionamento si limita alle celle dato che il resto dei componenti necessari a creare un impianto a concentrazione vengono sviluppati all’interno del gruppo. Grazie al livello di eccellenza raggiunto nella progettazione e realizzazione di alcuni componenti, come ad esempio gli inseguitori, l’azienda sta pensando di non limitarsi ad utilizzarli per la realizzazione di impianti, ma di aprire al pubblico la possibilità di acquistare i vari componenti, e quindi di inserirsi nel mercato

come venditori di componenti.

3.6.2.4 I punti di forza di ANGELANTONI

La ricerca è una fase molto importante all’interno dell’Angelantoni dato che puntano molto sull’innovatività dei prodotti. Si punta molto sulla collaborazione con università del luogo oltre che con centri di ricerca rinomati come ENEA. Lo scopo principale è quello di abbattere i costi cercando comunque di ottenere ottimi livelli di efficienza. Collaborando con un produttore di celle, si è cercato di realizzarne dei modelli con efficienza molto elevata cercando nel frattempo di ridurre al minimo i costi della componentistica necessaria alla realizzazione dell’impianto.

Questo è possibile dato che nel sistema sperimentato dall’Angelantoni chiamato 3rays, vengono utilizzate celle comuni (singola giunzione) grazie alla divisione dello spettro solare in 3 fasci, e non le costose celle multi giunzione. Questo perché ogni tipologia di cella ha performances massime operando con una certa lunghezza d’onda, e dividendo lo spettro solare nei vari fasci a lunghezza d’onda differenti, si riesce a catturare in maniera più efficace l’energia potenziale.

Con questo sistema si stima di arrivare ad un’efficienza di circa il 30% con dei costi che sono nell’ordine dei 3-4 euro/W anche se essendo in fase di ricerca non è ancora un dato certo. Questo costo poi , in fase di industrializzazione del prodotto, sarà ulteriormente abbattuto (almeno del 50%). In ogni caso 3rays è ancora in fase di sperimentazione, si stanno realizzando solo ora i primi prototipi che verranno testati in un’area messa a disposizione da Enel sul territorio siciliano.

3.6.3 Il caso ENEA

3.6.3.1 Quadro generale

ENEA è un centro di ricerca italiano che si occupa di tematiche relative alle nuove tecnologie, all’energia ed allo sviluppo sostenibile. Dimostra il suo impegno nel settore delle rinnovabili è testimoniato dal fatto che funge da partner nei 3 principali progetti italiani effettuati in ambito CPV: SCOOP, Apollon e Phocus Proprio per questo sta avendo un ruolo fondamentale nel lancio e nello sviluppo delle tecnologie del fotovoltaico a concentrazione.

Ha contatti praticamente con tutti gli attori italiani del settore del CPV: le collaborazioni più strette, con veri e propri contratti di consulenza o di ricerca, sono quelle con Angelantoni (Industrie per lo sviluppo del 3Rays Syste) e Pirelli (attraverso la spagnola Pirelli Iniciativas Tecnologicas) per lo sviluppo di un sistema ad alta concentrazione basato su multi giunzioni III-V e ottiche Fresnel-Kohler, attualmente installato in prova presso il Centro Ricerche di ENEA a Portici.

C’è poi da considerare il Progetto SCOOP (Italian Solar COncentration tecnhOlogies for Photovoltaic systems) approvato in ambito Industria2015 ma non ancora finanziato dal Ministero per lo Sviluppo Economico in cui ENEA collabora con tutti i partner per attività di caratterizzazione di componenti e sistemi e, in particolare con STMicroelectronics per il trasferimento delle competenze sulle celle in silicio cristallino per la concentrazione e per la progettazione di sistemi di conversione della potenza elettrica prodotta da moduli e sistemi fotovoltaici a concentrazione.

Tutte queste società si stanno affacciando solo ora in campo CPV, ma in realtà nessuna società italiana ha una vera e propria produzione industriale in questo settore, tutti i sistemi realizzati sono di livello prototipale.

Anche Cesi, che ha una consolidata esperienza nella produzione di celle III-V per il settore spaziale, ha in corso la messa a punto di prodotti per applicazioni terrestri a concentrazione, ma solo a livello di laboratorio.

3.6.3.2 Le attività di ricerca

L’ENEA è impegnata prevalentemente su alcuni filoni di ricerca:

1. sviluppo di processi per la realizzazione di celle ad alta efficienza di silicio cristallino idonee per la per la bassa-media concentrazione e loro caratterizzazione;

2. sviluppo e caratterizzazione di ottiche per la concentrazione ad alta efficienza e angolo di accettanza;

3. sviluppo di moduli intelligenti con elettronica di conversione (MPPT) on board;

4. sviluppo di sistemi di puntamento; sviluppo di metodologie per la caratterizzazione di moduli FV a concentrazione e definizione dei protocolli di misura (l’obiettivo più ambizioso è quello di accreditare il laboratorio del Centro di Portici, che effettua i test dei componenti a concentrazione, per la certificazione di qualità e affidabilità).

In generale, l’obiettivo è ridurre il costo del kWh prodotto agendo su fattori determinanti come le alte prestazioni di celle e ottiche a costi contenuti, ed il basso costo del sistema di inseguimento.

Attualmente inoltre ENEA sta collaborando con i partner dei Progetti SCOOP e APOLLON, e con Pirelli, lavorando ad un sistema originale ibrido FV-Termico a concentrazione per la produzione combinata di energia elettrica e termica adatti ad applicazioni nel campo agricolo e dei servizi. Questi sistemi hanno elevate efficienze complessive, potenzialmente anche superiori al 70%, perché sono in grado di generare più energia per unità di area di quanto può generare una combinazione separata di sistemi termici e fotovoltaici.

3.6.3.3 I risultati operativi

Per quanto riguarda le prestazioni delle celle in silicio cristallino per la bassa-media concentrazione, ENEA ha puntato ad un processo semplice con un ridotto uso di tecnologie fotolitografiche raggiungendo i seguenti obiettivi:

Cella da 0,64 cm2 Eff. > 22% a 100 soli Cella da 1,21 cm2 Eff. > 20% a 200 soli

Nel campo delle ottiche invece sono stati brevettati due design di lenti rifrattive realizzabili in plastica (PMMA) con tecnologia di stampaggio ad iniezione, per produzioni di massa. I risultati delle produzioni prototipali sono:

• un’efficienza ottica superiore al 80%;,

• una distribuzione della luce concentrata uniforme;

• un angolo di accettanza di 0.5° se accoppiate ad un secondario riflettente.

Passando all’ambito moduli, E’ stato sviluppato e brevettato il design di un modulo a concentrazione con una base in SMC (per produzioni di massa). Impiegando celle multi giunzione III-V della Spectrolab, è stato realizzato con una efficienza di circa il 27% rispetto all’area otticamente attiva.

Infine nel settore degli inseguitori è stato depositato un brevetto relativo ad un’elettronica di bassissimo costo per il controllo del puntamento e per varie funzioni aggiuntive.