Solare termodinamico a torre centrale: l’efficienza aumentata
Il progetto tedesco HelioGLOW ha ottimizzato il solare a concentrazione. Questo è stato possibile realizzando un nuovo mezzo di trasferimento del calore in ceramica, un sistema per migliorare l’isolamento e innovativi eliostati. Andiamo a scoprire di cosa si tratta.
Il Fraunhofer ISE aumenta la resa e abbassa i costi per i Central Receiver System.
Solare termodinamico: il progetto innovativo
Il solare termodinamico a torre centrale costituisce una delle soluzioni più potenti quando si parla di impianti CSP (concentrating solar power). Ma come per ogni tecnologia c’è sempre un margine di miglioramento. Su queste potenzialità inespresse ha lavorato per tre anni il Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE attraverso il progetto HelioGLOW. L’iniziativa, finanziata dal Ministero tedesco dell’Economia e dell’Energia, ha impegnato ricercatori e partner industriali su tre obiettivi precisi: un nuovo materiale per il ricevitore, un miglior sistema di isolamento e nuovi pannelli riflettenti. I risultati raggiunti, e pubblicati recentemente in un rapporto finale, aprono la strada ad importanti passi avanti per il settore.
Il solare termodinamico a torre centrale, detto anche Central Receiver System, è un impianto caratterizzato da un campo di specchi (eliostati) posti intorno ad un alto elemento centrale (torre) sulla cui sommità è posto un ricevitore. Qui le unità riflettenti concentrano i raggi solari, permettendo al fluido termovettore (sali fusi, olio combustibile, vapore/acqua o CO2 supercritica), che circola al suo interno, di scaldarsi. Il fluido viene quindi accumulato o indirizzato verso il generatore di vapore a cui cede il calore.
Sulla resa di queste centrali influiscono diversi fattori, ma due in particolare hanno un peso preponderante: la temperatura raggiungibile del ricevitore (più è alta maggiore sarà l’efficienza dell’impianto) e la riduzione delle perdite termiche convettive.
HelioGLOW: come funziona
In questo contesto il progetto HelioGLOW ha realizzato un ricevitore con accumulo integrato che include un nuovo mezzo di trasferimento del calore a stato solido. Anziché scorrere, il mezzo viene guidato attraverso il ricevitore grazie a un processo su misura che ricorda una giostra. Il ricevitore può scaldarsi oltre i 1000°C, è ecologico, non corrosivo e prodotto tramite pratiche di riciclo. La temperatura raggiunta e la stabilità del materiale sono stati caratterizzati in un banco di prova del Fraunhofer ISE, seguito da test nel simulatore solare presso l’IMDEA Energy Institute di Madrid.
Gregor Bern, Group Manager Concentrating systems and technologies presso Fraunhofer ISE, spiega:
“Il prossimo obiettivo sarà sviluppare ulteriormente il materiale del ricevitore per consentire all’energia di essere trasmessa più in profondità nel corpo”
Le torri di energia solare in genere affrontano perdite termiche convettive, che riducono l’efficienza quando la temperatura è elevata e l’irraggiamento solare ha un’alta concentrazione. Per superare questo problema, Fraunhofer ISE ha testato l’idea di un “muro d’aria” generato da potenti ugelli sull’apertura del ricevitore per separare i volumi d’aria.
Moritz Bitterling, ricercatore associato nel team del progetto, spiega:
“Fino a poco tempo fa, esistevano solo simulazioni per questa soluzione, ma la tecnologia non era mai stata dimostrata in una vera centrale elettrica”
In questo modo, si legge nella nota stampa dell’istituto, è possibile ridurre le perdite termiche convettive del ricevitore del 30%.
