Archimede: il ‘cleptomane’ dell’energia solare

Con l'innovativa tecnologia della concentrazione solare o CSP (Concentrating Solar Power) è possibile convertire la radiazione solare in energia termica, attraverso un concentratore, formato da superfici riflettenti, che focalizza i raggi solari su di un ricevitore. All’interno del ricevitore scorre un fluido che produce energia termica trasformata in seguito in elettricità.

Solar energy from the sun

Il Progetto Archimede nasce da una ricerca dell’Enea che si prefiggeva come obiettivo la realizzazione di una ‘centrale solare’. Il sito in cui ha preso corpo la sperimentazione è proprio la terra natia dell’illustre scienziato rievocato dal nome stesso del progetto, la Sicilia. In particolar modo si è scelta la centrale Enel di Priolo Gargallo (Siracusa) per la sua particolare posizione geografica, che le consente di avere elevati valori di insolazione.

Elemento fondamentale di tutto il progetto è il famigerato specchio ustorio che proprio Archimede, grazie al suo ingegno, utilizzò per bruciare le navi dei romani, durante l’assedio di Siracusa. Lo specchio ustorio è uno specchio parabolico in grado di concentrare i raggi solari in un unico punto. Su questo principio si fonda l’intero progetto.

enea.it
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In estrema sintesi il processo è il seguente: una serie di specchi parabolici (che a me piace definire ‘specchi girasoli’, dato che sono dotati di possibilità di movimento così da ‘inseguire’ la migliore inclinazione dei raggi solari) concentrano i raggi del sole su dei tubi contenenti particolari sali che fungono da fluido termovettore (l’utilizzo dei sali è un’innovazione tutta italiana, in centrali simili infatti si utilizzano oli minerali o sintetici limitati da temperature operative massime di circa 400 °C che limitano l’efficienza complessiva del ciclo di vapore), così da amplificare notevolmente l’energia solare rispetto ad una condizione di irraggiamento ‘normale’ (il fluido si riscalda fino a circa 550 °C). Questo fluido poi si sposta e raggiunge alcuni serbatoi di ‘stoccaggio’ (la possibilità di ‘accumulo’ del calore consente di ovviare le problematiche legate alla discontinuità tipica delle altre fonti di energia rinnovabili) e serve anche per riscaldare e produrre vapore per le turbine, da cui si ottiene infine energia elettrica; a questo punto i sali (divenuti per così dire ‘freddi’, ad una temperatura di circa 300 °C) tornano nei tubi disposti in linea con gli specchi parabolici per ripetere il ciclo.

enea.it
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Dopo una breve spiegazione tecnica del funzionamento cerchiamo di fornire qualche numero per poter meglio apprezzare l’eventuale bontà di questa tecnologia innovativa: l’impianto solare a concentrazione, integrato completamente con il ciclo termodinamico, con gli impianti e i servizi esistenti nella centrale, incrementa la potenza della centrale di circa 5 MW e consente di produrre una quantità di energia elettrica aggiuntiva da fonte solare tale da soddisfare il fabbisogno di 5000 abitanti. Questo porta ad un risparmio di circa 3000 tonnellate equivalenti di petrolio all’anno.

I vantaggi del progetto sono: energia prodotta ‘pulita’; minore dipendenza del nostro paese per l’importazione di energia o di greggio. Gli svantaggi: esigenza di superficie molto ampia per la collocazione degli ‘specchi a concentrazione’; pur avendo la possibilità di accumulare calore in speciali serbatoi, conserva tuttavia la problematica della discontinuità (a causa dell’alternarsi del giorno e della notte nel caso dell’energia solare), infatti durante le ore notturne vi è sì un accumulo di calore disponibile ma con intensità differente rispetto alle ore centrali della giornata; capacità produttiva ridotta rispetto ad altre fonti di energia fossili; costi tecnologici ancora elevati.