Che cosa è il CSP
Il solare a concentrazione (Concentrated Solar Power – CSP) , grazie a specchi parabolici, concentra la luce del sole in un punto per produrre calore che può essere utilizzato in impianti industriali. In questo modo si fornisce energia rinnovabile a tutti quei cicli produttivi che richiedono alte temperature.
Il sistema è utilizzato fin dai tempi antichi, ma nel Centro di Ricerca Eni di Novara abbiamo sviluppato nuove soluzioni che ne aumentano l’efficienza, la facilità di installazione e, grazie al fatto che lo abbiamo reso anche economicamente più vantaggioso, le possibilità di utilizzo in svariati contesti.
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Caratteristiche principali
Energie da fonti rinnovabili
Impianto pilota
Energia termica
Energia elettrica
Politecnico di Milano
MIT - Massachusetts Institute of Technology di Boston
A cosa serve
Il solare a concentrazione produce calore ad alta temperatura a partire dai raggi solari. Grazie all’utilizzo di specchi lineari parabolici, i raggi vengono concentrati permettendo di scaldare un fluido fino alla temperatura di circa 550°C. L’energia termica così prodotta può essere utilizzata all’interno di cicli produttivi che richiedono processi di riscaldamento, per produrre vapore da utilizzare direttamente oppure per muovere una turbina e produrre elettricità. Il principio era noto già ai tempi di Archimede ed è applicato a livello industriale dagli anni Settanta del Novecento. Nel Centro Ricerche Eni di Novara abbiamo messo a punto nuove soluzioni tecnologiche per renderlo più efficiente. Per studiarne le applicazioni abbiamo realizzato un impianto sperimentale a Gela.
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Come funziona
I raggi solari vengono concentrati dagli specchi su un tubo - detto ricevitore - in cui scorre un fluido termovettore (ovvero in grado di immagazzinare calore) che, a sua volta, lo cede a uno scambiatore. Per rendere più efficiente il sistema, siamo intervenuti su quattro elementi: lo specchio, il rivestimento del tubo ricevitore, il fluido termovettore e la struttura di sostegno. Per la superficie riflettente abbiamo scelto una speciale pellicola in PET e argento molto più leggera, robusta ed economica degli specchi tradizionali in vetro. Il tubo in cui scorre il fluido lo abbiamo realizzato in multistrato di acciaio e ceramica con proprietà termiche ottimizzate. Per il fluido abbiamo puntato su una miscela di sali fusi che solidifica a temperature molto inferiori rispetto a quella dei fluidi utilizzati fino ad ora. Infine, nel design complessivo abbiamo adottato le soluzioni strutturali più semplici possibili.
Note
1) Una minor temperatura di solidificazione del fluido termovettore ci permette di poterlo circolare a temperature più basse durante le ore notturne diminuendo sensibilmente le perdite termiche del sistema.
2) Maggiori assorbanze e minori emissività del tubo ricevitore, permettono di sfruttare in modo più efficiente la radiazione solare e di costruire quindi campi solari di dimensioni ridotte con risparmi anche notevoli sui costi di realizzazione dell’intero sistema.
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Caratteristiche e prestazioni
Le soluzioni sviluppate dalla ricerca Eni permettono di ridurre sensibilmente il costo degli specchi e dell’impianto solare a concentrazione. Il risparmio si accompagna a un miglioramento nell’efficienza dei singoli componenti.
100-150
°C
punto di solidificazione del fluido (vs ~250°C per i fluidi tradizionali) ¹
95%
assorbanza del tubo in cui scorre il fluido ²
7%
emissività del tubo (a 550°C) ²
100-150
°C
punto di solidificazione del fluido (vs ~250°C per i fluidi tradizionali) ¹
95%
assorbanza del tubo in cui scorre il fluido ²
7%
emissività del tubo (a 550°C) ²
Partner tecnologici
Le soluzioni per migliorare il solare a concentrazione vengono studiate nel Centro Ricerche Eni di Novara, in collaborazione con il Politecnico di Milano e il Massachusetts Institute of Technology (MIT).
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Altre possibilità nel solare
La ricerca Eni ha anche studiato soluzioni per utilizzare l’energia del sole integrando i sistemi direttamente nelle facciate, negli infissi degli edifici o nelle infrastrutture. In particolare, ci siamo dedicati al fotovoltaico organico (Organic PhotoVoltaic - OPV), pellicole fotoattive sottili come carta di giornale e ai concentratori solari luminescenti (Luminescent Solar Concentrators – LSC), lastre trasparenti colorate in grado di catturare la luce diffusa e concentrarla ai bordi dove, grazie a strisce di materiale fotovoltaico, viene convertita in elettricità.
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