La sabbia come accumulatore solare termodinamico: ecco la piena eco compatibilità di STEM

Magaldi Pilot CSP ProjectIl solare termodinamico, conosciuto nell’ambito delle rinnovabili anche sotto l’acronimo CSP (Concentrated Solar Power), che vede proprio il nostro paese come leader in molta della componentistica, grazie alle linee di ricerca e sviluppo portate avanti da ENEA ed in particolare dal Professor Rubbia (vedi post “Archimede Solar Energy: inaugurato in Umbria un nuovo impianto solare termodinamico innovativo “made in Italy”“), richiama nell’immaginario collettivo, paesaggio desertici, caratterizzati da valori molto elevati di radiazione solare soprattutto nella forma diretta, conosciuta come DNI (Direct Normal Irradiation) e concentrata nella cosiddetta zona della “sunbelt“, individuata nelle zone tropicali a ridosso dell’equatore.

sunbelt-fascia-solare

Si tratta di impianti nei quali risulta fondamentale il sottosistema di accumulo, dove il grande calore accumulato durante le ore diurne possa essere stoccato, un aspetto che applicato al deserto, non può non portare al quantomeno affascinante utilizzo della sabbia come “accumulatore di calore” al calar del sole.
Ed è proprio questa l’ispirazione che è divenuta l’obiettivo di una nuova tecnologia di storage per il solare termodinamico, di un team di ricerca completamente tutto italiano, del Gruppo Magaldi di Salerno. Si tratta della innovativa denominata STEM® (acronimo di Solare Termodinamico Magaldi), capace di conservare in modo semplice e originale l’energia solare attraverso l’impiego della sabbia e l’utilizzo della tecnologia dei letti fluidizzati, applicata per la prima volta nel campo della generazione solare.
STEM® adotta la tecnologia “beam down”, basata su una serie di specchi montati su opportuni telai (eliostati), che inseguono il Sole nella sua traiettoria concentrando i raggi su un ricevitore (foto a destra), preposto all’accumulo del calore durante le ore ad elevata insolazione. Il letto fluido di sabbia, grazie all’alta concentrazione delle radiazioni solari, consente il raggiungimento di alte temperature e pressioni nei cicli termodinamici ai livelli tipici delle centrali a combustibili fossili come nel caso dell’impianto pilota Archimede a Sali fusi montato presso la centrale ENEL di Priolo Gargallo in Sicilia . E’ proprio questo l’aspetto caratterizzante e distintivo di STEM®, cioè la possibilità della sabbia di funzionare come “batteria solare”, accumulando calore durante le ore ad elevata insolazione, potendolo conservare per lunghi periodi e rilasciandolo quando il Sole non c’è, un funzione del profilo di utilizzazione delle utenze finali. Uno storage termico davvero molto flessibile, fornendo la possibilità di accendere e spegnere l’impianto senza particolari vincoli tecnici, garantendo un funzionamento h24 per 365 giorni l’anno, e un capacity factor che può raggiungere fino all’85%, di gran lunga superiore alle altre fonti rinnovabili. Un funzionamento come batteria solare che può rappresentare un’opportunità, specie per i Paesi ad elevata insolazione, potendo fornire calore o vapore alla temperatura desiderata o energia necessaria per siti produttivi isolati, come molte miniere di Cile e Australia, da dove provengono già richieste pe ril nuovo sistema insieme ad altri paesi come India e Sudafrica e dove oggi, l’energia elettrica necessaria per il funzionamento degli impianti viene prodotta con inquinanti elettrogeneratori diesel ad elevatissimo impatto ambientale. Un’altra grandissima potenzialità, rifacendosi sempre alle grandi affinità con le zone desertiche è data dalla possibilità di fornire energia per dissalare acqua salata o bonificare siti inquinati e riqualificandoli per un uso sostenibile, favorendo l’agricoltura o la conservazione e la trasformazione del cibo, potendo rendere così vivibili e ospitali luoghi remoti oggi in grande difficoltà. Ovviamente elevatissima l’ecocompatibilità di STEM®, visto l’utilizzo della sola sabbia ed aria attraverso la tecnologia dei letti fluidizzati, non avendo impatto ambientale alcuno rispetto ai sistemi tradizionali che utilizzano oli diatermici o sali fusi, non avendo nemmeno problemi di “fine vita”, visto che è interamente riciclabile. La sabbia infatti può essere riutilizzata infatti nel campo dell’edilizia, mentre l’acciaio e il vetro, che compongono la struttura dell’impianto, possono essere pienamente riutilizzati sia in ambito industriale che civile. Un impianto STEM® è inoltre molto scalabile, potendo essere configurato in qualsiasi taglia, in funzione del fabbisogno energetico e dello spazio disponibile, potendo essere composto sia da piccoli impianti autonomi in grado di coprire le esigenze di comunità isolate, sia in grandi sistemi di generazione autonomi o collegati a centrali esistenti, a partire da 500 kWe per arrivare fino a 30/50 MWe.

A seguire un video nel quale viene fatta una breve panoramica nel nuovo impianto messo a punto dall’azienda salernitana.

Sauro Secci

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