Per contattarci rapidamente: informazioni, conferenze, convegni, progetti

Tel.: 049 8648301

- 347 4418930

E-mail: ALBAMAGICA@iol.it

     IL PROGETTO ARCHIMEDE

  Sulla base di un progetto ideato dal Prof. Carlo Rubbia, sono state introdotte importanti innovazioni nella tecnologia per la captazione e l’accumulo dei raggi solari, permettendo di superare le limitazioni di tutti gli altri impianti solari termodinamici finora realizzati nel mondo e raggiungendo alti rendimenti di conversione.

La tecnologia innovativa ENEA per il solare a concentrazione andrà ad incrementare di 20 MW, la potenza dell’impianto termoelettrico a ciclo combinato di Priolo, che riparte dopo i lavori di riconversione a gas. Questo aumento di potenza, interamente da fonte rinnovabile, coprirà il fabbisogno annuo di una cittadina di circa 20.000 abitanti.

Si tratta di un’operazione pilota, la prima nel suo genere nel mondo, che consente all’ENEA di applicare i propri risultati scientifici ad un impianto commerciale convenzionale e di produrre energia elettrica verde a prezzi di mercato, con un partner industriale di dimensioni nazionali.

Come funziona Archimede

Nell’impianto ENEA i raggi del sole vengono raccolti e concentrati da un sistema di specchi parabolici, in grado di captare in modo continuativo la radiazione solare grazie ad un sistema di controllo che ne assesta l’inclinazione in direzione del sole.

La radiazione solare viene concentrata su un tubo assorbitore posto sul fuoco della parabola, al cui interno scorre un fluido termovettore, che si riscalda, raggiungendo temperature molto elevate.

Il fluido va a convogliarsi in un serbatoio “caldo”, in cui si accumula il calore ad alta temperatura e da qui è inviato ad uno scambiatore a cui cede una parte di calore.

Questo calore genera il vapore che alimenta un sistema convenzionale di produzione di energia elettrica.

Con modeste modifiche, l’impianto a ciclo combinato di Priolo utilizzerà il vapore prodotto dal campo solare, che verrà immesso nel gruppo turbine già operante per la centrale.

 

Archimede: la tecnologia innovativa ENEA

Le principali innovazioni riguardano:

·      il collettore solare, dove avviene la raccolta, la concentrazione e l’assorbimento della radiazione solare, completamente rinnovato rispetto a quelli attualmente in commercio, sia nella parte strutturale che nel riflettore e nel tubo ricevitore;

·      il fluido termico, utilizzato nel circuito per l’asportazione del calore solare, è costituito da una miscela di sali (nitrati di sodio e di potassio), alla base dei comuni fertilizzanti. Questa miscela di sali permette di raggiungere temperature fino a 550°, molto più elevate rispetto all’olio minerale finora utilizzato per questo tipo di impianti e, a differenza di questo, è innocuo per l’ambiente e non è infiammabile;

·      l’accumulo termico, che consente di immagazzinare l’energia solare e di renderla disponibile con continuità anche di notte e in caso di nuvolosità.

Le innovazioni introdotte hanno dato luogo ad una serie di brevetti, con significative ricadute per le imprese nazionali coinvolte, che hanno beneficiato del trasferimento delle conoscenze.

 

 

 

 

 

 

 

           Localizzazione dell’impianto   Priolo Gargallo     

Orientamento collettori                            Nord          Sud              

Numero collettori                                      360                               

Supericie attiva collettori                        199,1      103m2              

Energia termica annua raccolta             179,4     GWht/a             

Energia elettrica lorda annua prodotta     59,2     GWht/a            

Emissione di CO2 evitata annualmente  39,458   t/a

                                (Tonnellate/anno)                                          

Risparmio annuo di energia  primaria      12.703  tep/a                

 

 

 

Gli impianti solari di questo tipo saranno in grado di produrre energia senza emissioni né inquinamento: non sono impiegati materiali tossici, infiammabili o altrimenti pericolosi. In particolare, il liquido termovettore utilizzato è un comune fertilizzante utilizzato in agricoltura e quindi eventuali fuoriuscite accidentali non hanno alcun impatto ambientale.

Le innovazioni del Progetto

  Il sistema progettato dall’ENEA combina le due tecnologie dei sistemi a collettori parabolici lineari (SEGS) e dei sistemi a torre e prevede una serie di profonde innovazioni che permettono di superare i punti critici di entrambe.

In esso è stata utilizzata la geometria parabolica lineare, ma con sviluppi tecnologici tali da permettere l’utilizzo dei sali fusi e, quindi, delle più alte temperature tipiche della tecnologia degli impianti a torre.

 

Fig.5 - Schematizzazione dell’impianto solare a concentrazione    

             secondo il progetto ENEA

Le principali innovazioni riguardano:

·       l’utilizzazione di un sistema di accumulo termico costituito da due serbatoi di stoccaggio di grandi dimensioni, mediante il quale l’impianto può erogare una potenza elettrica costante nell’arco delle 24 ore, indipendentemente dalla variabilità della fonte solare;

·      l’incremento della temperatura di funzionamento dell’impianto (circa 550°C). Questa innovazione richiede, da un lato, l’uso di un fluido termovettore (miscela di nitrati di sodio e di potassio) diverso dall’olio sintetico impiegato negli impianti attualmente in esercizio e, dall’altro lato, un sostanziale miglioramento delle proprietà ottiche del rivestimento del tubo ricevitore dei collettori che permetta un migliore assorbimento del calore;

·      la progettazione di un nuovo tipo di concentratore, basato sull’impiego di componenti in grado di assicurare una significativa riduzione dei costi di costruzione e posa in opera.

Questi miglioramenti dovrebbero permettere lo sviluppo di una originale e competitiva “nicchia” di mercato sia nazionale che internazionale.

Fig.7 Tubo ricevitore (progetto ENEA). Nel particolare: struttura del rivestimento spettralmente selettivo sviluppato dall’ENEA

 

Il cilindro esterno in vetro, del diametro di 11,5 cm; è un involucro protettivo, con la funzione di impedire il contatto diretto tra la zona calda e l’ambiente esterno, ed è collegato mediante soffietti metallici al cilindro interno in acciaio.

Quest’ultimo, che ha un diametro di 7 cm, costituisce il tubo assorbitore dell’energia solare; al suo interno circola il fluido termovettore.

Un opportuno rivestimento spettralmente selettivo sviluppato nei laboratori dell’ENEA, applicato sulla superficie esterna del tubo in acciaio, assicura il massimo assorbimento nello spettro della luce solare e la minima emissione di radiazione infrarossa dal tubo caldo, consentendo il raggiungimento dell’elevata temperatura di esercizio dell’impianto (550°C).

La radiazione solare diretta è focalizzata su un tubo collettore-ricevitore mediante l’uso di grandi specchi parabolici lineari.

L’apertura degli specchi è di 5,76 m, con una altezza focale di 1,81 m.

Gli specchi, adatti ad una produzione economica in serie, sono costituiti da pannelli “a nido d’ape” (“honeycomb”) di 2,5 cm di spessore, con struttura interna in alluminio e strati superficiali in fibra di vetro, che presentano un’elevatissima rigidità.

Sulla superficie esterna di questi pannelli aderisce un sottile specchio di vetro ad alta riflettività.

Un insieme di tali pannelli riflettenti è rigidamente fissato ad una struttura di supporto, lunga circa 25 m, che ne consente la rotazione per seguire il percorso del sole.

Gli specchi parabolici

Economicità

·       Una volta che i sistemi di captazione e accumulo dell’energia solare verranno prodotti su scala sufficientemente grande, la produzione di calore ad alta temperatura (550 °C) potrà essere fatta, in località a elevata insolazione, ad un costo di circa 2 euro/GJ, non superiore a quello previsto per il gas naturale e il petrolio.

·      Lo smantellamento finale dell’impianto è semplice ed economico.

Tempi di costruzione brevi e lunga vita dell’impianto

·       Grazie alla semplicità progettuale, un impianto può essere realizzato in circa tre anni.

·      La sua vita attesa è di 25-30 anni, sicuramente estendibile apportando successive modifiche e miglioramenti.

Rispetto dell’ambiente

·      Negli impianti solari di tecnologia ENEA non sono impiegati materiali tossici, infiammabili o altrimenti pericolosi. In particolare, il liquido termovettore usato è un comune fertilizzante, ed eventuali fuoriuscite accidentali non hanno alcun impatto ambientale.

·      Gli impianti solari non costituiscono una sorgente di rischio o di altri fastidi (ad es. rumore) per le popolazioni residenti nelle loro vicinanze.

·      Una volta smantellato l’impianto, il terreno è riutilizzabile senza limitazioni.

Alta disponibilità e versatilità

·       La tecnologia ENEA è fortemente modulare e può soddisfare esigenze diverse. Può essere utilizzata sia in impianti di taglia elevata (dell’ordine delle centinaia di MWe), connessi con la rete elettrica, sia in impianti più piccoli (di pochi MWe) per comunità isolate.

·      L’introduzione di un sistema di accumulo consente di immagazzinare l’energia termica e di produrre energia elettrica quando serve e con continuità anche in assenza di radiazione solare diretta.

PROGETTO ARCHIMEDE

 

E’ IL NOME DEL NUOVO PROGETTO TERMOSOLARE MESSO A PUNTO DALL’ENEA

 

SOTTO LA GUIDA DI CARLO RUBBIA