Il solare termodinamico a concentrazione è una tecnologia innovativa.
La radiazione solare è concentrata su un unico tubo ricevitore lineare a un’altezza di circa 8 metri al cui interno passa un fluido vettore che si riscalda a elevata temperatura.
Il calore trasportato dal fluido termovettore alimenta una caldaia per generare vapore.
A sua volta, il vapore alimenta una turbina che genera energia elettrica.
Gli specchi sono modulari e piani e vengono ruotati su un unico asse, con un sistema di leve-motori automatizzato.
Un po' di storia
Archimede di Siracusa (III sec. A.C.) è il primo utilizzatore “industriale” di CSP.
L’episodio a cui si associa il nome di Archimede è l’attacco alla città di Siracusa da
parte della flotta romana capitanata dal console Marcello, durante la seconda guerra
punica (218-212 a.C.).
Archimede avrebbe utilizzato specchi ustori indirizzando il
raggio riflesso contro le quinqueremi romane a una distanza di “un tiro d’arco”.
Si sarebbe trattato di specchi esagonali, composti da numerosi e piccoli specchi
elementari. Per seguire lo spostamento del sole mantenendo il fuoco, Archimede
avrebbe utilizzato corde e pulegge.
L’eredità della leadership italiana nel campo del solare termodinamico a
concentrazione viene raccolta, negli anni Sessanta, da Giovanni Francia (1911 –
1980) che realizza un sistema in grado di trasformare il calore a bassa temperatura
dei raggi solari a terra in vapore a elevate pressioni e temperature.
Francia utilizza
“campi specchi” cosiddetti di tipo “Fresnel”. Con l’impianto installato a Sant’Ilario
(Genova) nel 1965, Francia introduce fondamentali innovazioni sia nell’architettura
generale degli impianti, sia nelle componenti (i cinematismi degli specchi, le celle
antirraggianti o a nido d’ape, i ricevitori, le caldaie, ecc.).
Gli specchi di Ausonio furono studiati anche da Galileo Galilei (1564 – 1642) e
all’ottica della concentrazione si dedicarono altri illustri matematici del XVII sec.
(Bonaventura Cavalieri, Cartesio e Keplero).
I primi prototipi destinati alla commercializzazione risalgono al XIX secolo.
John
Ericsson (1803 – 1889) riprende gli esperimenti di Mouchot e introduce l’acqua
come fluido vettore.
Aubrey Eneas (1860 – 1920) costruisce grandi concentratori
troncoconici per azionare, con il vapore prodotto dalla trasformazione termodinamica,
pompe idrauliche di irrigazione.
Frank Shuman (1862 – 1918) realizza in Egitto, nel
1912, il più grande impianto solare dell’epoca: circa 1200 mq di collettori solari
per un impianto di pompe da irrigazione della potenza complessiva di 55 cavalli, a
funzionamento continuo grazie a un sistema di accumulo termico ad acqua calda.
Leonardo da Vinci (1452 – 1519), nel periodo fiorentino e milanese, dedica agli
studi sull’ottica e le proprietà focali di sfere e paraboloidi i disegni delle macchine e
degli utensili per la molatura di specchi concavi con raggio focale di 6 metri e 60
metri (Codice Atlantico).
Questi studi sono incentrati sulle proprietà ustorie e sono
finalizzati alla creazione di una macchina per la fusione e saldatura del bronzo.
Le prime realizzazioni di specchi concavi risalgono al XVI sec., grazie al contributo
di Ettore Ausonio, matematico e costruttore di strumenti ottici a Venezia.
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