Impianti solari termodinamici a concentrazione più puliti e più economici
La flora, il suolo, le acque freatiche, le acque di superficie e la qualità dell’aria possono essere alterati da fuoriuscite o da emissioni di olio sintetico utilizzato come fluido termovettore (HTF, heat transfer fluid) negli impianti CSP attuali. Inoltre, tali impianti sono spesso concepiti per utilizzare l’acqua per il raffreddamento alla chiusura del ciclo termico. Questa esigenza d’acqua può comportare difficoltà in zone aride, come il Medio Oriente e il Nord Africa. Il progetto MSLOOP 2.0 finanziato dall’UE, ha affrontato queste sfide sviluppando un campo solare conveniente per impianti CSP a collettori parabolici lineari, utilizzando una miscela ternaria ottimizzata di sali fusi come fluido termovettore con un sistema di ibridazione innovativo (HYSOL). «Lo scopo consiste in una nuova soluzione commerciale di impianto eliotermico, con una diminuzione dei costi energetici, in cui sarà generata elettricità stabile e smistabile tramite un concetto di impianto ibrido dirompente e più sostenibile», afferma il coordinatore del progetto.
Prototipo sviluppato
In primo luogo i ricercatori hanno concepito e sviluppato gli additivi della miscela ternaria di sali fusi e un sistema di misurazione in tempo reale per stabilire la composizione dei tre sali combinati durante il funzionamento e gli elementi del collettore di calore necessari per il funzionamento ottimale dell’impianto. «Abbiamo approfondito l’analisi strutturale del collettore, le modalità di funzionamento del prototipo, i sistemi ausiliari del campo solare necessari per rendere affidabile il funzionamento e la riduzione del consumo d’acqua», spiega il coordinatore del progetto. Dopo la produzione del prototipo, i partner del progetto hanno stabilito i parametri individuali secondo le nuove modalità di funzionamento e sono stati aggiornati e convalidati i risultati delle simulazioni e dei modelli di funzionamento. Organismi autorizzati hanno rilasciato la certificazione per l’elemento del collettore di calore e per le prove condotte nel prototipo. Una volta convalidata, la tecnologia è stata estesa dal prototipo alla scala commerciale e sono stati selezionati quattro casi studio in base ad analisi di mercato e alle possibilità offerte dal circuito di sali fusi. «Ciò ha coinvolto un impianto di 12 MW in Sicilia (Italia), la stessa località che include HYSOL, e un impianto di 80 MW nella provincia del Capo Settentrionale (Sudafrica) con e senza HYSOL», osserva il coordinatore del progetto.
Un’alternativa più economica ed ecocompatibile
Questi progetti hanno consentito di misurare e valutare le spese di capitale e i costi di funzionamento, i quali, combinati alla produzione energetica, hanno attualizzato il costo dell’energia e la stabilità dell’approvvigionamento energetico e hanno consentito al consorzio di confrontare MSLOOP 2,0 con tecnologie alternative. Altri aspetti importanti della tecnologia analizzati durante questa fase di prova hanno incluso: l’analisi del ciclo vitale dei sali fusi e il paragone con fluidi termovettori alternativi; l’identificazione delle apparecchiature fondamentali; la degradazione del materiale; la manutenzione necessaria; aspetti sulla prevenzione dei rischi e sulla salute. I principali risultati del progetto includono sviluppi tecnici tra cui: additivi dei sali fusi, sistemi di monitoraggio, sistemi ausiliari del campo solare, funzionamento, produzione, modelli finanziari ed elementi del collettore di calore ottimizzati per funzionare secondo i parametri di MSLOOP 2.0. Secondo il coordinatore del progetto: «Tutto ciò garantisce affidabilità con lo scopo di raggiungere un livello di maturità tecnologica sufficiente per la diffusione a livello commerciale». I sistemi sviluppati, l’esperienza acquisita durante la messa in servizio e le prove eseguite sul prototipo sono tutte dimostrazioni per gli investitori e gli sviluppatori della fattibilità delle nuove tecnologie. «MSLOOP 2.0 offrirà quindi una nuova soluzione per i bandi di gara CSP futuri, fornendo una tecnologia conveniente con un elevato livello di flessibilità nell’approvvigionamento energetico e senza alcuno svantaggio ambientale», sottolinea il coordinatore del progetto.
Parole chiave
MSLOOP 2.0, CSP, campo solare, HYSOL, approvvigionamento energetico, solare termodinamico a concentrazione, circuito di sali fusi, fluido termovettore, impianto a collettori parabolici lineari, sistema di ibridazione
