Come funzionano gli impianti solari termodinamici o a concentrazione?

Il solare termodinamico o il solare a concentrazione si avvale delle potenzialità delle radiazioni solari per produrre energia elettrica sfruttando la funzionalità di un fluido termovettore di assorbire il calore. Utilizzata per generare corrente elettrica, la tecnologia del solare termodinamico si inserisce bene anche nel settore degli impianti combinati che, non solo riescono a alimentare gli apparecchi elettrici di un'abitazione o azienda, ma anche a garantire la produzione dell'acqua calda necessaria all'impianto idrico sanitario.

Il funzionamento è molto semplice: basti pensare che nell'impianto fotovoltaico, le celle solari, costituite da silicio, assorbono le radiazioni solari e attraverso l'effetto fotovoltaico producono corrente continua che successivamente viene trasformata in corrente alternata. Similmente, gli impianti solari termodinamici, sfruttando le radiazioni del sole, ma attraverso le potenzialità di un fluido di assorbire calore, riescono a produrre energia meccanica che viene trasformata in energia elettrica, mentre il calore può essere sfruttato per riscaldare l'acqua. Due potenzialità in una che si mostrano sul mercato delle risorse rinnovabili come un vantaggio da sfruttare, studiare e migliorare.

Nel dettaglio, l'effetto del solare termodinamico si basa sulla riflessione dell'irraggiamento solare su specchi concentrici indirizzati verso un unico punto focale, il quale permette di ottenere temperature molto elevate e agevolare lo sfruttamento dell'energia termica delle radiazioni solari. Ogni modulo o pannello a concentrazione è costituito da tante piccole celle fotovoltaiche in cui sono collocati degli specchi che riflettono le radiazioni solari. Questi, grazie alla loro forma parabolica, sono in grado di incrementare la riflessione dell'irraggiamento solare verso il punto focale in cui è collocato il dispositivo di ricezione del calore, come il fluido termovettore, garantendo un rendimento superiore rispetto agli altri impianti da fonti rinnovabili.

(Schema del sistema di funzionamento dei pannelli a concentrazione con forma parabolica, specchi riflettori e punto focale da - orizzonte energia.it)

La riduzione della superficie in cui sono concentrate le radiazioni aumenta l'efficienza della conversione e di conseguenza il rendimento elettrico che può arrivare fino al 40%, considerando, inoltre, che è presente anche un sistema di raffreddamento delle celle, che aumentano maggiormente l'efficienza.

Per fare un piccolo confronto, facendo una media generale, il rendimento dei pannelli fotovoltaici, di qualsiasi tipologia, si aggira intorno al 13-17%.

                          (Esempio di pannelli solari a concentrazione da - qualenergia.it)

Per questo stesso motivo gli impianti solari termodinamici si distinguono per differente punto focale di concentrazione delle radiazioni:

  • gli impianti a torre presentano il punto focale al di sopra di una struttura indipendente dagli specchi;
  • negli impianti solari parabolici lineari il punto focale è collocato sulla stessa struttura in cui sono installati gli specchi riflettori, disposti in serie per migliorare la conversione attraverso il fluido convettore, sotto forma di tubo ricevitore.

Naturalmente, per raggiungere la massima efficienza termica, il pannello solare termodinamico deve essere dotato di un inseguitore mono assiale o biassiale o di un motore che effettui lo spostamento dei pannelli per seguire il movimento del sole sulla volta celeste, garantendo così la captazione ottimale delle radiazioni.

In commercio, esistono anche altre tipologie di impianti solari termodinamici che sfruttano il sistema di celle e multigiunzione realizzati con strati di silicio disposti uno sopra l'altro secondo l'ordine di spettro di banda, in modo che la cella collocata nel punto più alto catturi i fotoni con energia maggiore e passi la restante quantità di fotoni alla cella successiva.

Posso accedere alle tariffe incentivanti?

Attualmente, chi acquista un impianto solare termico dinamico con pannelli solari a concentrazione può accedere alle tariffe incentivanti del V conto energia, ma questa non è ancora la prima scelta dell'utente, in quanto il costo è ancora molto elevato rispetto al fotovoltaico e al solare termico.

La tabella mostra i proventi per le due tariffe:


Tariffa onnicomprensiva

Tariffa autoconsumo

1 ≤ P ≤ 200

0,437 [€/kWh] 0,334    [€/kWh]    

200 < P ≤ 1000

0,387 [€/kWh]
0,289 [€/kWh] 

P > 1000

0,331 [€/kWh] 0,253 [€/kWh]
Autore Maria Francesca Massa

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