Il calore solare per l’energia e l’industria: far luce sulle innovazioni del solare a concentrazione
I sistemi con tecnologia CSP utilizzano specchi o lenti con sistemi di inseguimento per concentrare una vasta area di luce solare su una piccola area. In teoria, si tratta di un’idea molto semplice e di certo non nuova. La leggenda narra che Archimede avesse dato fuoco alle navi romane, che attaccavano la sua città natale, con un enorme specchio in grado di concentrare i raggi del sole. Esistono quattro tipologie ottiche per le tecnologie a concentrazione: concentratore a cilindro parabolico, disco parabolico, riflettore Fresnel lineare e torre solare. Le centrali termoelettriche solari generano elettricità indirettamente: la luce concentrata viene utilizzata per riscaldare un fluido e il vapore prodotto dal fluido riscaldato alimenta un generatore che produce elettricità. I concentratori solari impiegati nei sistemi CSP possono essere utilizzati anche per il riscaldamento o il raffreddamento di processi industriali. Spesso l’energia termica in eccesso (calore) può essere stoccata in serbatoi o in materiali e impiegata per generare elettricità su richiesta.
Sostegno dell’Unione europea per il CSP
Orizzonte 2020, il programma di finanziamento dell’UE per la ricerca e l’innovazione nel periodo 2014-2020, ha stanziato quasi 6 miliardi di euro per la ricerca sull’energia non nucleare attraverso la sfida per la società Energia sicura, pulita ed efficiente. In particolare, la sfida dell’energia sostiene la transizione verso un sistema energetico affidabile, sostenibile e competitivo. I progetti del presente Results Pack hanno saputo affrontare con successo questa sfida energetica, concentrandosi su tecnologie che contribuiscono a ridurre i costi e ad aumentare le prestazioni degli impianti solari termici. I loro obiettivi sono in linea con il piano strategico europeo per le tecnologie energetiche (piano SET), in particolare con il piano di attuazione del CSP, che mira a mantenere (o a riconquistare, in alcuni casi) la leadership globale dell’UE sulle tecnologie a basse emissioni di carbonio.
Nove brillanti progetti di ricerca e innovazione
Il presente CORDIS Pack riguarda un insieme di azioni di ricerca, dimostrative e di assorbimento da parte del mercato volte a promuovere lo sviluppo del CSP in Europa per la produzione di energia elettrica e per il riscaldamento o il raffreddamento dei processi industriali. Tutte le azioni sono sostenute dal programma quadro dell’Unione europea Orizzonte 2020. Il progetto CAPTure si è concentrato su un concetto di centrale elettrica ad alta efficienza che combina diverse torri, eliostati e, soprattutto, cicli combinati di turbine a gas e a vapore. Questa nuova configurazione consente di massimizzare nel complesso l’efficienza, l’affidabilità e la programmabilità di funzionamento degli impianti CSP. Un’altra azione, HyCool, ha dimostrato un sistema Fresnel lineare economico e di facile installazione, adattabile alle esigenze di raffreddamento e riscaldamento dell’industria. Vi è poi MOSAIC, il quale ha utilizzato concentratori sferici fissi che eliminano la necessità di sistemi di inseguimento per focalizzare la luce. A differenza delle loro controparti mobili, tali strumenti riflettono la luce solare su un ricevitore solare, senza mai muoversi. MUSTEC ha proposto soluzioni concrete per superare le barriere del mercato che ostacolano la diffusione dei progetti di collaborazione sul CSP. NEXT-CSP, invece, ha impiegato particelle di cristallo fluidizzate come mezzo di trasferimento e accumulo termico, in alternativa ai sali fusi. Analogamente, PEGASUS ha dimostrato un concetto innovativo che combina lo zolfo a un nuovo ricevitore cilindrico rotante in grado di accumulare più energia solare per periodi di tempo più lunghi. ORC-PLUS ha dimostrato un innovativo sistema di accumulo di energia termica, ottimizzato per impianti CSP di medie dimensioni. SOLPART ha sviluppato una tecnologia in grado di fornire calore per un’ampia varietà di processi industriali, compresa la lavorazione della calce e di altri minerali non metallici. Infine, WASCOP ha proposto una soluzione olistica per contribuire a ridurre l’uso di acqua e a facilitare la gestione idrica negli impianti CSP.
