di  -  lunedì 5 ottobre 2009

Nello scorso post abbiamo iniziato a parlare di Solare Termodinamico, introducendo i due tipi di impianto attualmente utilizzati e mostrando alcune immagini e caratteristiche degli stessi.

In questo post andremo ad esaminare in maggiore dettaglio tale tecnologia per comprenderne il campo di applicazione, l’attuale stato dell’arte e le prospettive future.

ESEMPI DI IMPIANTI ESISTENTI

La tecnologia termodinamica oggi sta conoscendo una notevole diffusione ed interesse, ed esistono nel mondo diversi impianti operativi che possono essere presi in esame per comprendere meglio tale tecnologia.

A titolo esemplificativo di impianto con torre solare ci si può riferire ad un impianto realizzato in Spagna, denominato PS10.

Tale impianto è accreditato di una potenza massima pari ad 11MW elettrici ed utilizza una torre solare alta 100 metri.

Tale impianto opera con vapore saturo in un ciclo a due livelli di pressione e temperatura e pressione massime del vapore rispettivamente pari a 250°C e 40bar, e la producibilità annua di energia elettrica è valutata in 23GWh/anno, e la superficie occupata dagli eliostati è pari a 55 ettari.

Nell’immagine seguente si può vedere l’impianto dall’alto:

 

ps10.jpg

Tale impianto dispone di un sistema di accumulo capace pari a 20MWh, capaci di fornire 50 minuti di autonomia al 50% del carico.

Il costo di tale impianto è stato di 16.65 Milioni di €, con un contributo dell’Unione Europea pari a 5 Ml€.

Un esempio di impianto dotato di pannelli parabolici è invece ANDASOL, impianto avente potenza massima pari a 50MW elettrici, per una produzione annua di energia elettrica pari a 179GWh.

Tale impianto utilizza come fluido vettore dei sali fusi e dispone di un’autonomia pari a 7.4 ore, inoltre viene dichiarato un numero di ore annue equivalenti alla massima produzione pari a 3589.

La superficie occupata dagli specchi è pari a200 ettari, ed i costi per la realizzazione dell’impianto sono stati pari a 14.3 Milioni di€, con un contributo della Comunità Europea pari a 5Ml€.

Tale impianto è visibile parzialmente nella seguente immagine:

 

andasol.jpg

CONSIDERAZIONI

Dai due esempi appena presentati, e senza volere entrare in discussioni particolarmente complesse, ritengo sia doveroso sviluppare alcune considerazioni su questa tecnologia, in particolare trovo sia importante contrapporre agli indubbi vantaggi in termini di emissioni inquinanti che tale soluzione comporta, quelli che sono i suoi limiti tecnici, in particolare bisogna tenere in considerazione che tali impianti, pur se soggetti a continui miglioramenti tecnologici, richiedono superfici libere estremamente elevate in rapporto alla produzione elettrica, pertanto non possono venire installati ovunque ed in presenza di attività che richiedano l’uso del terreno per altri fini, inoltre la possibilità di produrre in condizioni di assenza di insolazione è subordinata ad una produzione superiore all’immissione in rete, ovvero l’energia che l’impianto è in grado di accumulare è energia che è stata precedentemente prodotta ma non consumata, e pertanto la si può utilizzare in maniera differita.

Appare d’altra parte evidente che un impiego massiccio di tale tecnologia in sostituzione a tecnologie tradizionali appare piuttosto complesso e problematico, in quanto i consumi energetici risultano di ordini di grandezza estremamente differenti con la capacità produttiva di tale tecnologia, mentre la necessità di territorio diventa difficile da soddisfare a meno di disporre di superfici disabitate con condizioni di insolazione adeguate, condizione ovviamente non presente in maniera diffusa.

Tutto ciò vuole semplicemente stimolare i lettori a valutare con spirito critico ogni annuncio sensazionalistico sui temi energetici ed ambientali, in quanto ogni tecnologia e soluzione presenta pregi e difetti, e la loro applicazione richiede quindi sempre e comunque delle scelte di compromesso che ne rendano valido l’impiego.

16 Commenti »

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  • # 1
    Sèvero
     scrive: 

    Di certo sarebbe interessante utilizzarlo in aree desertiche.

    Ciao

    Sèvero

  • # 2
    Sèvero
     scrive: 

    Esiste anche un altro sistema a solare termico, e precisamente questo http://www.enviromission.com.au/EVM/content/technology_technologyover.html

    Ciao

    Sèvero

  • # 3
    DoctorWho
     scrive: 

    Certo che 20000000 metri quadri sono una città!
    Quant’è la vita utile stimata di questi impianti?

  • # 4
    lucusta
     scrive: 

    esiste anche il solare domestico..
    questo e’ un impiantino di un signore dalle mie parti…
    non so’ se poi lo abbia finito.
    http://www.borra.info/Impianto%20solare%20Borra.htm

  • # 5
    Simone (Autore del post)
     scrive: 

    @ Sévero
    Il problema delle aree desertiche si ha nel caso di deserti sabbiosi, la sabbia distruggerebbe gli specchi… mentre nel caso di deserti rocciosi o zone come laghi salati credo sia un’ottima soluzione.

    Per quanto riguarda l’altro sistema da te linkato ne sono a conoscenza, perlomeno di una soluzione che in realtà è eolica, ovvero un sistema che sfrutta la variazione di densità dovuta al riscaldamento della base della torre (dove si trova la cupola usata anche come serra) per generare un forte flusso d’aria all’interno della torre, dove vengono collocate delle turbine eoliche.

    @ DoctorWho
    Così su due piedi non vorrei dare cifre azzardate, ma la vita stimata credo sia nell’ordine dei 30 anni… ho parlato delle dimensioni proprio per evidenziare quanto non siano impianti applicabili in ogni contesto, soprattutto in relazione a quanto producono… perché a sentire parlare in TV di questi impianti sembra che siano la soluzione a tutti i male solo perché godono di sponsorizzazioni eccellenti… lungi da me esserne contro, ma credo che ogni tecnologia vada valutata in maniera “apolitica”.

  • # 6
    Simone (Autore del post)
     scrive: 

    @ lucusta
    Il link mi attiva la protezione dell’antivirus, comunque di solare ne stiamo parlando da diversi post, questi ultimi due si concentrano sul termodinamico, ma nei precedenti ho esposto sia le metodologie per il calcolo dell’irraggiamento (valide sempre, a prescindere dal tipo di impianto) che gli impianti fotovoltaici e solari termici.

  • # 7
    Al
     scrive: 

    Mi permetto di esprimere un dubbio sulle estensioni dei terreni. Discendendo da famiglia di agricoltori posso dire che, almeno per quanto vedo nella foto della centrale spagnola, la superficie non mi pare proprio 55 ettari, semmai 5,5.
    Ho il sospetto che sia stata fatta confusione sulle misure agrarie che, ahime, variano di zona in zona.

  • # 8
    n0v0
     scrive: 

    se vogliamo valutare a “occhimetro”, a me sembrano 55 ettari tranquilli

    fai una misura con la torre che è 100 metri… sarà un’ area di 600 x 700 almeno

  • # 9
    Simone (Autore del post)
     scrive: 

    @ Al
    I dati della centrale indicano 55ha, la torre è alta 100.5m, a vederla a occhio senza pensare a quanto è alta la torre in effetti sembra piccolo, ma se valuti proprio in proporzione a quest’ultima le indicazioni di n0v0 sono corrette.

  • # 10
    Sèvero
     scrive: 

    @ Simone
    Diciamo che quello che ho linkato è in sistema “Ibrido”, passami il termine.

    E’ si un sistema Eolico ma che sfrutta il Solare Termico per creare la differenza di temperatura.

    Ciao

    Sèvero

  • # 11
    Simone (Autore del post)
     scrive: 

    @ Sévero

    Credo ne parlerò di quel sistema, ma forse dopo avere parlato dell’eolico… non ho ancora deciso quali argomenti affrontare ancora, il solare è più o meno “concluso”, penso di parlare del motore Stirling (che spesso viene applicato con concentratori solari) per poi passare all’eolico… poi ovviamente se i lettori suggeriscono strade interessanti possiamo cercare di esplorarle… ma credo che quel tipo di impianto che hai proposto si presti bene ad essere analizzato dopo l’eolico, facendo però tutti i link del caso con questi post sul solare

  • # 12
    Aesyr
     scrive: 

    è possibile integrare l’articolo aggiungendo il rendimento medio di questi sistemi (nelle ore di funzionamento), per avere un’idea di quanto sfruttano l’irraggiamento solare?

    grazie.

  • # 13
    lucusta
     scrive: 

    @ simone

    si, lo da’ anche a me l’avviso, ma di solito uso un browser su macchina virtuale “a perdere” in casi del genere…

    comunque l’impianto e’ un solare termico fatto dall’ing Borra ,un pensionato di quasi 80 anni.
    ha usato 4 parabole da 2.5m collimate, tramite oscillatori, tiranti ed un 486 per la computazione automatica, su una serpentina in rame da 10cm di diametro, nella quale scorre acqua presa da una pompa dalla falda sottostante; ottiene vapore sovrassaturo a 400°C, che serve una microturbina, ottenendo circa 10KW di picco; poi il vapore viene condensato e rimesso in circolo come acqua gia’ calda.
    dimensionando per 3KW e sfruttando il calore di condensazione sullo scambiatore per riscaldare l’acqua sanitaria, non sarebbe affatto male come idea, considerando che le parabole le ha costruite in vetroresina ed il costo dell’intero impianto sembra molto esiguo…

  • # 14
    Simone (Autore del post)
     scrive: 

    @ Aesyr
    Non ho dati verificati sui rendimenti, anche se un valore abbastanza indicativo dovrebbe essere compreso tra il 10 ed il 15% circa… se troverò dati verificati li proporrò… comunque una valutazione abbastanza affidabile si può fare a partire dalla superficie di raccolta dei pannelli e valutare quanto energia si riceve dal Sole in tale superficie in un anno e rapportarlo all’energia prodotta annualmente.

    @ lucusta
    Sono sempre piuttosto scettico su tipi di impianti così “particolari”, perchè se anche interessanti singolarmente poco si prestano ad un uso diffuso ed in contesti urbani dove la disponibilità di superfici e di impiego del calore del sottosuolo rappresentano dei problemi di non facile risoluzione.

  • # 15
    Xwang
     scrive: 

    Ho provato a fare un calcolo.
    Ho calcolato l’energia annua per ettaro media dei due impianti riportati ed ho ottenuto 0.66 GWh/ha annui.
    Poi da Wikipedia ho preso il fabbisogno energetico annuo dell’Italia (dato 2009) e dividendolo per il dato appena calcolato ho ottenuto la superficie necessaria a coprire il fabbisogno italiano pari a 515000ha pari a circa 1.7% del territorio nazionale.
    Sperando di non aver sbagliato i calcoli non mi sembrerebbe una cosa improponibile (a fronte della possibilità di essere energeticamente indipendenti).
    Xwang

  • # 16
    Simone Serra (Autore del post)
     scrive: 

    @ Xwang

    Il problema è duplice… da una parte serve una certa potenza istantanea per soddisfare i carichi istantanei, dall’altra la produzione deve essere certa perché per quanto io possa accumulare, la mia autonomia risulterà sempre abbastanza irrisoria… ed inoltre nel computo delle superfici bisogna tenere presente che le superfici devono essere piane, ed in Italia non so quanta pianura vi sia a disposizione di tali impianti… grossomodo serve una centrale grande quanto la città che alimenta… la regione con minore densità credo sia la mia Sardegna che, in quanto a pianure, è davvero messa male…

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