Solare termodinamico o Solare a concentrazione: i principali vantaggi ed esempi di installazioni e applicazioni

Gli specchi ustori, utilizzati da Archimede nel III secolo a.C per difendere Siracusa dall'arrivo della flotta romana, possono essere considerati come gli antenati della tecnologia del Solare termodinamico, evolutasi e applicata dopo gli anni '50 del Novecento a opera del fisico Giovanni Francia. Fu il geniale studioso a realizzare il primo impianto solare termodinamico costituito da specchi piani che avevano la funzione di orientare la radiazione solare su un tubo con la produzione di vapore, con l'intento di generare energia elettrica.

Ideatore della prima centrale solare termodinamica, la Eurelios, nel 1981, costruita dal gestore elettrico Enel presso la città di Adrano in provincia di Catania, Giovanni Francia può essere considerato come il padre di questa innovativa tecnologia che sfrutta l'assorbimento dell'irraggiamento solare per generare energia elettrica: oggi conosciuta anche con il nome di solare a concentrazione si inserisce come protagonista all'avanguardia nel mercato delle risorse rinnovabili. Purtroppo la centrale solare termodinamica di Adrano venne chiusa dopo sole 50 ore di funzionamento a causa della mancanza di un sistema in grado di fornire potenza elettrica anche in assenza dell'irraggiamento solare.

Scopriamo dunque, insieme il solare termodinamico in una sorta di viaggio tra informazioni e curiosità necessarie a comprendere il funzionamento del Solare termodinamico, le sue applicazioni nel mercato delle risorse rinnovabili, talvolta confrontando la tecnologia e i pannelli solari a concentrazione con il fotovoltaico e talvolta mostrandone i progressi non solo in Italia, ma anche in tutto il resto del mondo, fermo restando che il Solare termodinamico presenta ancora una bassa presenza nel nostro paese a causa degli scarsi investimenti e la poca attenzione, anche del GSE, verso questa tecnologia.

Che cos'è il solare termodinamico e quali sono le sue applicazioni?

Il solare termodinamico sfrutta, similmente all'effetto fotovoltaico, le radiazioni solari, ma utilizza una differente tecnologia per generare l'energia: fruisce delle potenzialità di assorbimento del calore di un fluido termovettore, solitamente un olio minerale, che generando energia meccanica, a sua volta produce energia elettrica.

Gli impianti termodinamici sono una tecnologia all'avanguardia nel settore delle risorse rinnovabili, in quanto sono in grado di produrre l'energia elettrica per alimentare gli apparecchi elettrici dell'abitazione, ma anche di sfruttare il calore generato dall'assorbimento delle radiazioni solari del fluido termovettore, per raggiungere temperature così alte da poter produrre l'acqua calda necessaria per soddisfare l'impianto idrico sanitario.

Per comprendere meglio: funzionamento di un sistema solare termodinamico

Il video informativo, a cura della Elianto Srl, mostra il funzionamento e l'applicazione di un sistema solare termodinamico costruito con il sistema di specchi Fresnel:

Le tipologie di impianti solari termodinamici

In commercio sono presenti tre tipologie di impianti termodinamici o a concentrazione che utilizzano la tecnologia del solare termodinamico:

  • i sistemi solari termodinamici a collettori parabolici lineari;
  • i sistemi solari termodinamici a torre centrale;
  • i sistemi solari termodinamici dish-stirling che si distinguono per metodologie di installazione, componenti, funzionamento e rendimento elettrico, e che per questo devono essere scelti in base alle necessità dei propri consumi elettrici.

Qual è il maggior pregio e vantaggio di un impianto solare termodinamico?

Il maggior pregio o vantaggio di un impianto solare termodinamico è l'elevata capacità di ottenere degli elevati rendimenti anche in situazione di basso irraggiamento solare o in assenza di sole, caratteristica connaturata al suo funzionamento stesso che accumula calore in serbatoi garantendo, così, un'autonomia di molte ore.

(Straordinario esempio di installazione di un impianto solare termodinamico in Andalusia, Spagna da - vaoil.it)

In quanto tempo può essere costruita una centrale solare termodinamica?

Una centrale solare termodinamica può essere costruita in 2 anni e sfruttare una fonte pulita, gratuita e senza impatto ambientale, permettendo di produrre l'energia necessaria a soddisfare il nostro fabbisogno energetico.

Esempi di installazione di sistemi solari termodinamici: i video

Il video seguente mostra l'installazione di un sistema solare termodinamico nel cantiere dell'Impianto Archimede, presso la centrale Enel di Priolo Gargallo, in provincia di Siracusa. Il progetto è stato realizzato grazie alla collaborazione di ENEA, che ha progettato e studiato la tecnologia del solare termodinamico, con l'Enel e diverse aziende italiane e permette di produrre corrente elettrica concentrando l'irraggiamento solare in punti ben definiti.

Il video seguente è del dicembre 2009, ma vale la pena visionarlo per farsi un'idea del dettaglio del progetto, del funzionamento dell'impianto, l'importanza di questa tecnologia e la possibilità delle applicazioni future nella progettazione e realizzazione di altri sistemi similari che sfruttano il solare termodinamico.

Le applicazioni in Italia del solare termodinamico: viaggio nel tempo

L'Italia, come abbiamo detto precedentemente con il progetto Eurelios di Adrano, è stato uno tra i primi paesi a intraprendere gli studi nella tecnologia del solare termodinamico fin dalla fine degli anni Settanta, inizi degli anni Ottanta, ma in seguito ai primi risultati, seppur davvero interessanti e di grandi prospettive, il nostro Paese ha abbandonato lo studio delle tecnologie del ST, lasciandolo all'estero e a Paesi come gli Stati Uniti che hanno realizzato e installato circa 350 MW.

Sollo nel 2001, l'Italia ha riavviato i suoi studi su questa nuova tecnologia: il solare termodinamico assume particolare importanza grazie alle intuizioni di Carlo Rubbia, celebre premio Nobel, il quale pensò di impiegare dei sali fusi ad alta temperatura come fluido termovettore e come strumento di accumulo dell'energia prodotta da sfruttare durante la notte. E' con questa tecnologia che è stato realizzato l'impianto Archimede, di cui ho parlato sopra, il primo impian­to industriale italiano e attualmente in funzione, affiancato ad una centrale a gas.

Per farvi un'idea più chiara, visionate anche il video seguente in cui si mette in evidenza come la tecnologia del solare termodinamico possa sostituire lo sfruttamento e l'utilizzo di combustibili fossili e del petrolio: l'ingegner Sauro Pasini, responsabile di ricerca dell'Enel parla di un risparmio di 30.000 barili all'anno.

Il solare termodinamico oggi dopo Priolo:

l'Enel ha in progetto di costruire delle sue centrali termodinamiche: una centrale solare termodinamica sarà di 30 MW, verrà chiamata Archetype e sorgerà nei pressi di Catania.

In linea generale è risaputo che il solare termodinamico è una tecnologia ottimale per il Sud del territorio italiano in cui si riesce a raggiunge un irraggiamento solare minimo di 1.800 kWh/mq all'anno. Inoltre, è da considerare che per avere un'installazione ottimale degli impianti solari termodinamici è necessario avere dei terreni piani, che non sono molto frequenti nel territorio italiano. In ogni caso, in Italia è possibile installare dei collettori piani con lente di Fresnel e a fluidi a basso punto di ebollizione producendo elettricità solare termodinamica, anche con biomasse, e anche in territori con basso irraggiamento solare.

Autore Maria Francesca Massa

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