Stoccare Energia nella Sabbia

Articolo a cura di Matteo Pampagnin

La sabbia è un elemento che facilmente si trova in natura e, ad oggi, viene utilizzata soprattutto nel campo dell’edilizia. Nella nostra mente pensando a questa viene subito l’associazione con l’estate e la spiaggia e, proprio in questo luogo, è possibile apprezzare e capire il potenziale di questo materiale.

Quante volte nel pieno pomeriggio estivo ci siamo scottati i piedi camminando su di essa?Quante volte ci siamo accorti che, con il sole ormai tramontato, la sabbia sprigionava ancora il suo calore accumulato durante il giorno? Da queste mere osservazioni si è giunti allo STEM, il solare termodinamico a sabbia.

La tecnologia STEM (acronimo di solare termodinamico Magaldi) è frutto di un team made in Italy composto dalla divisione di ricerca del gruppo Magaldi Spa di Salerno (specializzata nella produzione di impianti industriali) e la collaborazione dell’Università Federico II e di tre istituti del CNR: Istituto di ricerca sulla combustione, Istituto nazionale di ottica e l’Istituto di scienza e tecnologia dei materiali ceramici.

Ad oggi sono presenti due tecnologie STEM:

• Il prototipo pilota da 100KWt.
• STEM di taglia industriale da 2MWt a Milazzo in Sicilia.

Ma da cosa è costituito lo STEM? Quale tecnologia innovativa utilizza?

Lo STEM è costituito da un sistema di specchi montati su eliostati: dispositivi che seguono la traiettoria del sole. I raggi sono indirizzati su una torre (ricevitore) alta 36 metri, anch’essa composta di specchi che li reindirizza in una sorta di contenitore posto al centro.

La vera innovazione è contenuta all’interno di questo contenitore. Infatti vi è un letto fluido di sabbia (peso 270 tonnellate), cioè un fluido costituito da aria e particelle sospese di silicio di 0,2 mm o meno che in esercizio arrivano ad una temperatura che si aggira tra i 550°C e 650°C.

Lo scambiatore di calore posto all’interno a contatto con il letto fluido, permettere il riscaldamento dell’acqua fino a trasformare questa in vapore surriscaldato che viene mandato in turbina per la produzione di energia. La vera protagonista è la sabbia che garantisce la produzione ma anche l’accumulo di energia, grazie alle sua proprietà di “memorizzare” il calore portando avanti il processo anche quando il sole non c’è.

I vantaggi dello STEM:

• Accumulo termico molto elevato ( 10/15 ore)
• Materiale poco costoso (sabbia)
• Modulabile (ogni modulo produce 500KWe)
• Ecocompatibile (l’impatto ambientale è pari a zero)
• Affidabile e Duraturo (pochi interventi di manutenzione ed è pensato per durare decenni)
• Flessibile (attraverso collegamento dei moduli si segue la domanda di energia)
• Soluzione ideale per aree remote
• Ibridazione (può essere integrato con altre fonti energetiche,torre ricevente utilizzata per combustione di altre fonti)

Attualmente si sta raggiungendo un’ulteriore innovazione: utilizzare gli eliostati per produrre ulteriore energia, facendo si che solo una parte utile dello spettro solare riscaldi la sabbia mentre il resto verrà utilizzato da pannelli fotovoltaici montati sugli specchi.