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MOdular high concentration SolAr Configuration

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Un mosaico composto da sfere cave luccicanti incanta la luce solare

Gli impianti solari a concentrazione (CSP, Concentrated Solar Power) si basano su sistemi di inseguimento complessi e costosi per seguire il sole e sfruttare al massimo l’efficienza di conversione. Una miriade di piccole «campane solari» sferiche che riflettono perfettamente la luce solare senza doversi muovere potrebbero compiere miracoli per il costo e l’efficienza del CSP.

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Il CSP fa affidamento su specchi o riflettori per concentrare l’energia solare e immetterla in una sorta di ricevitore solare. Ad oggi, tutte le centrali sono dotate di concentratori mobili che inseguono il sole e ne riflettono la luce concentrata su un ricevitore stazionario. Il «campo» solare o i concentratori e i loro sofisticati sistemi di inseguimento non sono economici. Il progetto MOSAIC, finanziato dall’UE, ha impiegato concentratori sferici fissi, o campane solari, che rendono inutile l’inseguimento grazie alle loro speciali proprietà ottiche. Il progetto MOSAIC ne ha installata una folta schiera in un innovativo progetto modulare, con un considerevole risparmio sui costi nonché molteplici vantaggi tecnici e pratici.

La forma del futuro

Esistono diversi tipi di impianti CSP, che variano a seconda della forma dei riflettori e dei ricevitori e quindi a seconda che la luce sia focalizzata su una linea o su un punto. Un concentratore a cilindro parabolico concentra l’energia solare su un ricevitore o tubo di assorbimento che attraversa la linea focale del cilindro. La torre solare è attualmente una delle tecnologie solari in più rapida crescita che si avvale di centinaia o migliaia di piccoli riflettori denominati eliostati per concentrare i raggi solari su un ricevitore centrale posizionato in cima a una torre fissa. I sistemi lineari Fresnel costituiscono una tecnologia emergente, simile al cilindro parabolico, ma che fa uso di tanti piccoli specchi anziché di un unico grande specchio. I concentratori sferici riflettono i raggi solari lungo una linea che punta al sole attraverso il centro della sfera in qualsiasi momento del giorno senza muoversi. Nonostante il loro consolidato potenziale di riduzione dei costi, non hanno ricevuto molta attenzione. Cristobal Villasante, coordinatore del progetto Tekniker, spiega: «MOSAIC impiega piccoli concentratori sferici semi-Fresnel all’interno di un’innovativa configurazione modulare. Ogni modulo si compone di un concentratore fisso a specchio sferico e un ricevitore mobile comandato da un sistema di inseguimento a cavo molto economico. Si tratta di un cambiamento radicale per il funzionamento degli impianti CSP, paragonabile nel concetto all’enorme radiotelescopio dell’osservatorio di Arecibo, sede del più potente dispositivo a irradiare di proposito i suoi segnali nello spazio alla ricerca di intelligenza extraterrestre. L’energia solare è raccolta, concentrata e trasferita al fluido termovettore da ciascun modulo. I moduli convogliano il loro carico termico al sistema di accumulo che a sua volta alimenta un singolo blocco di potenza ad alta capacità (> 1 GW) dove l’elettricità è prodotta a livello centrale».

L’unico limite è il cielo

La minore distanza tra il concentratore solare e il ricevitore rispetto alla tecnologia tradizionale utilizzata nelle torri solari ottimizza l’efficienza energetica della raccolta di energia, riduce al minimo le attenuazioni atmosferiche e diminuisce la precisione richiesta dalle tecnologie di inseguimento. Elevati rapporti di concentrazione e alte temperature di esercizio si traducono in efficienze di ciclo elevate, mentre il numero inferiore di parti in movimento riduce i costi del campo solare. Tutti questi vantaggi abbassano il costo del capitale, garantendo allo stesso tempo efficienza e affidabilità, abbattendo notevolmente il costo finale di produzione di energia elettrica. Grazie alla modularità, la potenza totale dell’impianto è teoricamente illimitata e potrebbe variare da kilowatt a più di 1 GW. Attualmente, il progetto MOSAIC si sta avviando verso la fase di messa in servizio. Secondo Fabrizio Perrotta, responsabile delle attività di divulgazione del progetto: «ci stiamo rivolgendo a operatori di impianti e parti interessate industriali in oltre 25 paesi. Sebbene in principio fosse destinato alla produzione di elettricità, MOSAIC può anche rivelarsi vantaggioso per la produzione di calore industriale a zero emissioni. Al momento stiamo operando una selezione delle sue applicazioni». Pertanto, aspettiamoci di poter presto vedere dei mosaici scintillanti fatti di minuscoli concentratori sferici a decorazione del paesaggio e per contribuire a un’energia più pulita per un mondo sempre più verde!

Parole chiave

MOSAIC, solare, energia, CSP, concentratore sferico, campana solare, cilindro parabolico, Fresnel, solare a concentrazione, torre solare

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