Impianti Solari Termodinamici CSP o a Concentrazione

Che cos’è un impianto solare termodinamico?

I sistemi termodinamici a concentrazione, o sistemi CSP (“Concentrating Solar Power”) sono impianti che permettono di trasformare la radiazione solare in energia elettrica.

I nuovi sistemi fotovoltaici CSP sfruttano la possibilità di concentrare la luce del sole focalizzandola attraverso lenti o specchi concavi. Per moltiplicare l’energia concentrata si deve però sempre avere il pannello solare allineato al Sole. In pratica il pannello deve “inseguire” sempre il sole.

Storicamente, sin dall’antichità, l’uomo ha cercato di concentrare l’energia del Sole usando specchi e lenti. Si dice che la città di Siracusa, ad esempio, sia stata presa d’assalto durante la Seconda Guerra Punica (III sec. A.C.) e che fu la genialità di Archimede Pitagorico, con i suoi specchi, a concentrare la luce del Sole fino ad incendiare le navi degli assalitori. L’episodio serve a ricordare l’interesse per la luce e l’energia del sole fin dall’antichità.

Come funziona un impianto solare a concentrazione?

La radiazione solare sviluppa una potenza di circa 1000W/m2 se posti al livello del mare e tale potenza è adatta ed efficiente per riscaldare ambienti e fluidi a temperature non tanto elevate. Per poter utilizzare pertanto tale potenza per ottenere energia elettrica, dato che la densità della radiazione del Sole è troppo bassa per ottenere temperature elevate, si procede a concentrare la luce del sole per sfruttare i cicli termodinamici.

La struttura di una centrale solare termodinamica

L’energia del sole viene trasformata in energia termica e poi convertita in energia elettrica.
Il processo segue le seguenti fasi:

• Centinaia di specchi parabolici seguono l’inclinazione dei raggi del Sole facendoli convergere su una caldaia in cui si accumula calore ad alta temperatura
• L’energia termica così concentrata riscalda il fluido contenuto nella caldaia e produce il vapore ad alta pressione che aziona la turbina
• Successivamente, proprio come avviene in una centrale termoelettrica tradizionale, la turbina trasmette la sua energia meccanica all’alternatore
• L’alternatore trasforma l’energia meccanica in energia elettrica.

Tipi di Impianti Solari Termodinamici CSP

I sistemi a concentrazione solare si dividono in:

• sistemi lineari, tecnologicamente più semplici,ma con un più basso fattore di concentrazione,
• sistemi puntuali, capaci di spingersi invece alle più elevate temperature del fluido termovettore.

Le quattro tipologie di impianti CSP si caratterizzano per la diversa geometria e disposizione del concentratore rispetto al ricevitore e sono:

1. Collettori a disco parabolico (Dish)
2. Sistemi a torre o a ricevitore centrale (Tower, CRS)
3. Concentratori parabolici lineari (Trough)
4. Collettori lineari Fresnel (LFR)

Solitamente le aree più favorevoli per l’installazione di sistemi solari termodinamici sono quelle che si trovano tra il 15° e il 40° parallelo, cioè i paesi dell’Africa Settentrionale, Africa Australe, Medio Oriente, India Occidentale, Messico, America del Sud e Australia.

* Fonte immagine: http://www.gse.it/attivita/AttInternaz/Documents/AIE%20Solare%20a%20concentrazione.pdf