Il solare termodinamico è senza dubbio una fonte energetica rinnovabile che potrà dare un apporto considerevole alla produzione non inquinante di elettricità nel medio termine.
La tecnologia consiste nell’utilizzo della radiazione solare incidente su una superficie per il riscaldamento di un fluido, che è fatto passare successivamente in una turbina per generare elettricità.
Le centrali solari termodinamiche per la produzione di elettricità richiedono sempre un sistema di concentrazione della radiazione solare e, in generale, anche un sistema di immagazzinamento del calore (non sempre necessario). Normalmente si utilizzano concentratori solari per riflessione al fine di raggiungere le temperature richieste nelle operazioni dei cicli termodinamici.
Tra i sistemi di concentrazione della radiazione solare più utilizzati si possono considerare:
Concentratori cilindro-parabolici (CCP): il riscaldamento del fluido si produce attraverso la concentrazione della radiazione per mezzo di specchi cilindro-parabolici sul proprio asse, nel quale si trova il tubo assorbente in cui passa il fluido, trasformando in questo modo la radiazione solare in energia termica. Questo sistema può concentrare la radiazione tra 30 e 80 volte e si può raggiungere una temperatura di fluido di 390ºC. Le centrali solari termodinamiche con concentratori cilindro-parabolici hanno di norma potenze tra 30 e 80 MW.
Sistemi a torre o a ricettore centrale: consiste nel distribuire eliostati orientanti in modo da riflettere la radiazione solare concentrandola nella parte superiore di una torre dove si trova il ricettore nel quale si riscalda il fluido. Attraverso questo tipo di tecnologia si riesce a riscaldare il fluido a temperature che raggiungono i 560ºC. Le centrali solari termodinamiche di torre hanno una potenza che va dai 10 ai 200 MW.
Dischi parabolici o dischi Stirling: in questo caso la concentrazione della radiazione solare si realizza mediante piccole unità indipendenti collegate a motori Stirling situati nel fuoco di un paraboloide. Attraverso questo sistema la radiazione si può concentrare fino a 3.000 volte raggiungendo temperature di operazione molto alte, tra 650 e 800ºC, permettendo ai motori Stirling di lavorare con efficienze dell’ordine del 30-40%. Le potenze unitarie si situano tra 5 e 25 kW.
Specchi Fresnel di concentrazione: la concentrazione della radiazione solare si realizza mediante specchi che si orientano verso un fuoco posto a circa 8 metri di altezza, attraverso il quale circola acqua ottenendo temperature di operazione fino a 450ºC. Questa temperatura genera vapore che, passando attraverso una turbina convenzionale, produce energia elettrica.
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