Enea | Ricerca sul solare termodinamico

Il primo disco solare al mondo alimentato da microturbina ad aria

In anteprima all’Open Day della Ricerca nel Centro Enea di Casaccia la presentazione anche in movimento del disco solare con microturbina ad aria in grado di catturare 70 kw di energia solare e trasformarla in 15 Kw di elettricità. La novità di questo sistema è la facilità di gestione operativa e la modularità che ne consente l’utilizzo in condomini, piccoli centri commerciali e scuole, sia connessi sia distaccati dalla rete elettrica.

Enea presenta oggi nel centro ricerca di Casaccia il primo disco solare al mondo in grado di produrre energia elettrica grazie all’integrazione con un’innovativa microturbina ad aria: la tecnologia è concepita per poter catturare 70 kW di potenza solare e convertirli virtualmente fino a 15 kW di potenza elettrica, sufficienti ad alimentare un condominio di 5 appartamenti.In occasione dell’odierno Open Day della Ricerca (oggi dalle 16 alle 23) saranno aperte al pubblico le hall tecnologiche e i laboratori di questo grande centro alle porte di Roma, così come del Centro Ricerche di Frascati.

Il programma di sperimentazione in condizioni atmosferiche reali, avviato di recente, proseguirà per tutto il 2018 con l’obiettivo di rilevarne le prestazioni ed elaborare soluzioni ingegneristiche ottimizzate ai fini della commercializzazione.

Stoccare energia e trasformarla in elettricità

La novità di questo sistema, composto dal disco solare e dalla microturbina, è la facilità di gestione operativa e la modularità che ne consente l’utilizzo anche per piccoli centri commerciali e imprese, supermercati e scuole, sia connessi sia distaccati dalla rete elettrica.

Ha un diametro di 12 m e una superficie di 88 mq interamente ricoperta di specchi solari che concentra in una piccola area focale fino a 2mila volte la radiazione solare: rispetto al fotovoltaico tradizionale avrà il vantaggio di stoccare l’energia assorbita e trasformarla in elettricità on demand, anche di notte o in assenza di irraggiamento solare.

L’impianto solare dimostrativo è stato sviluppato nell’ambito del progetto Optimised Microturbine Solar Power System finanziato nel 2013 con 5,8 milioni di euro dal 7° Programma Quadro dell’Unione europea.

Oltre all’Enea, sono partner del progetto: le Università Roma Tre, City University of London, Royal Institute of Technology in Stockholm e University of Seville e le aziende Compower, Innova e European Turbine Network.

Michela Lanchi | Ricercatrice Enea del Dipartimento tecnologie energetiche e fonti rinnovabili: «L’impianto progettato, assemblato e avviato dall’Enea è il primo al mondo che abbina i più recenti progressi nella ricerca sulle tecnologie del solare a concentrazione alla innovativa microturbina ad aria, di derivazione automobilistica, più compatta e leggera rispetto ai motori comunemente utilizzati in questo tipo di applicazioni».

Il concentratore solare, il ricevitore e la microturbina ad aria

Il sistema è composto da un concentratore, il ricevitore e la microturbina ad aria. Il disco solare funziona in tre step:

  1. Un concentratore solare di tipo circolare, con superficie parabolica riflettente sul cui fuoco è posizionato il ricevitore a cavità composto di due bicchieri concentrici inseriti l’uno dentro l’altro, al cui interno circola aria. Il concentratore riflette la radiazione solare sulla finestra del ricevitore che l’assorbe al suo interno, mentre l’aria circolante si scalda fino ad una temperatura di circa 800/900°C.
  2. Un compressore preleva l’aria esterna, la comprime a 3 atmosfere e la invia al ricevitore. Qui grazie al calore solare il flusso d’aria si riscalda per poi passare alla microturbina, dove si espande, mentre il calore residuo viene ceduto a un recuperatore prima che l’aria venga rilasciata nell’ambiente.
  3. L’espansione dell’aria nella turbina permetterà al generatore ad alta frequenza di raggiungere la velocità di rotazione di circa 150mila giri/minuto, assicurando in questo modo una potenza elettrica in uscita compresa tra 3 e 15 kW.

Tecnologia solare termodinamica

Le attività svolte dall’Enea in questo settore riguardano la progettazione e realizzazione di impianti solari per la produzione di energia elettrica, per cogenerazione o per dissalazione dell’acqua, tubi ricevitori, collettori solari, componenti del circuito a sali fusi come anche lo sviluppo di nuove applicazioni della tecnologia solare termodinamica, tra cui la produzione di idrogeno attraverso processi termochimici e l’utilizzazione industriale dell’energia termica ad alta temperatura da fonte solare.

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