Articoli

SOLARE TERMODINAMICO

Grazie alle competenze tecniche maturate negli anni e alle strette collaborazioni con aziende leader del settore ProtoPower é in grado di offrire impianti chiavi in mano.

ProtoPower si occupa di tutti gli step del processo che porta alla costruzione e messa in esercizio degli impianti solari a concentrazione.

Le fasi di implementazione sono:

  • Valutazione siti;
  • Iter amministrativo/autorizzativo; 
  • Valutazione economica e finanziaria; 
  • Progettazione dell’impianto;
  • Realizzazione dell’impianto; 
  • Manutenzione e gestione dell’impianto

La tecnologia del Solare Termodinamico, generalmente definito con la sigla CSP (Concentrated Solar Power) rappresenta una delle più promettenti per la generazione di energia elettrica su larga scala. A differenza del fotovoltaico, il solare a concentrazione sfrutta il calore del sole per il riscaldamento di un fluido mediante l’utilizzo di riflettori. L’alto potere calorifico del Sole è dunque sfruttato moltiplicando fino a 800 volte la potenza irradiante che normalmente colpisce gli oggetti esposti. L’energia concentrata viene poi trasmessa ad un fluido che costituisce il mezzo di trasporto dell’energia concentrata. Tale fluido, tipicamente una miscela di sali fusi non inquinante, olii minerali o semplicemente acqua, raggiunge temperature via via sempre più elevate durante l’intero percorso attraverso gli specchi. A seconda delle applicazioni si possono raggiungere temperature fino a 600°C all’uscita del campo solare. Il fluido viene poi utlizzato per generare vapore in pressione che alimenta una turbina per la produzione di energia elettrica. Al di là dell'elevatissima producibililta' e l'assenza di degradazioni dovute ad alte temperature, la forte valenza innovativa della tecnologia risiede nella possibilità di accumulare il fluido caldo all'interno di appositi serbatoi per poter essere successivamente utilizzato per la produzione di energia, ad esempio durante la notte. I primi studi sul solare a concetrazione risalgono agli anni cinquanta e le prime realizzazioni commerciali ai primi anni ottanta. Il Paese pioniere sono gli Stati Uniti, che negli anni hanno sviluppato e realizzato Solar-I nel deserto del Mojave in California (operativo dal 1982), Solar II (1986) ancora in California, SEGS, complesso di 9 impianti per una potenza totale di 350MW e Nevada Solar I (64 MW). Negli ultimi anni, grazie anche alla diminuzione dei prezzi di installazione e vari forme di incentivazione governativa, la tecnologia è approdata in Europa partendo dalla Spagna, con Andasol 1 e Andasol 2.

Le applicazioni del solare termodinamico sono svariate e coprono non solo la produzione di energia su larga scala, ma anche piu' direttamente diversi settori industriali che necessitano di vapori ad alta temperatura per il funzionamento dei propri processi.

Il solare termodinamico puo' essere impiegato anche per la realizzazione di sistemi di condizionamento di piccoli e grossi ambienti.

Infine, la tecnologia solare a concentrazione e' utilissima sia per produzione di idrogeno che per la desalinizzazione dell'acqua marina; utilizzo, quest'ultimo, che potrebbe risolvere in maniera pulita ed efficiente le gravi crisi di mancanza d'acqua potabile che affliggono molte parti del nostro pianeta.

Torri solari

Una particolare tipologia di solare termodinamico su cui ProtoPower ha scelto di puntare è quella che si serve delle torri solari.

 

Si tratta di una tipologia di impianti a concentrazione solare. I sistemi a torre centrale (Solar power tower) hanno il ricevitore centrale e utilizzano pannelli solari riflettenti di tipo piano (eliostati), ad inseguimento tilt-azimutale del disco solare, che concentrano la radiazione diretta su un singolo ricevitore posto sulla sommità di una torre, all’interno del quale viene fatto circolare un fluido termovettore per l’asportazione del calore generato.

Negli impianti termodinamici a torre centrale, l’energia termica prodotta può essere utilizzata per la produzione di energia elettrica o direttamente come calore di processo.

Come funzionano gli impianti solari termodinamici a torre centrale?

Il concentratore è costituito da un elevato numero di eliostati che formano una superficie riflettente piuttosto estesa detta campo solare.

I raggi solari che incidono sugli eliostati vengono riflessi su un unico punto fisso (il ricevitore della torre), la cui altezza al suolo dipende da quanto è l’estensione del campo solare.

Gli eliostati, il cui posizionamento a terra può coprire centinaia di metri quadrati di estensione, sono sistemati in modo da accerchiare completamente la torre ricevente o disposti ad emiciclo sul lato nord, distanziati tra loro in entrambe le configurazioni per evitare fenomeni di mutuo ombreggiamento.

La superficie di ciascun eliostato può raggiungere i 170 mq di estensione utilizzando, come materiale riflettente, specchi in vetro, membrane riflettenti o fogli metallici.

Il fattore di concentrazione dei sistemi a torre con ricevitore centrale, potrebbe consentire il raggiungimento di temperature operative fino a 1000 °C, con conseguenti alti rendimenti di generazione elettrica e possibilità di alimentazione di un sistema di accumulo termico, cosa che renderebbe questo tipo di impianti capaci di coprire efficacemente la domanda di energia. Per questa tecnologia i rendimenti previsti si aggirano intorno al 18-20%.