Sviluppo in aree industriali dei sistemi CSP

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SOUL Federico II
di Laura Crisci
 

Sistemi “Solare Termodinamico” per l’autoproduzione di energia termica ed elettrica ed integrazione con altre fonti rinnovabili

Al TechnologyBIZ, la più importante iniziativa multidisciplinare su tecnologie e innovazione nel Sud Italia, che si terrà nei giorni 28 e 29 novembre prossimi alla Stazione Marittima di Napoli, si parlerà di solare termodinamico, ovvero CSP (concentrated solar power), con Amedeo Amoresano e Alfredo Gimelli, professori della Università degli Studi di Napoli Federico II.

La tecnologia CSP per produrre energia con il sole attraverso specchi che concentrano i raggi solari su un tubo concentratore, è stata storicamente penalizzata dalle superfici di ingombro e dai costi elevati. Ma mentre c’è chi cerca di compattare il sistema, altri sviluppano soluzioni che si integrano bene nelle aree industriali.

È il caso del gruppo di ricerca “SOUL SOlar Unina Laboratory” che si è formato nel Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’ Università Federico II di Napoli e che mediante il progetto “Indipendenza Energetica in Aree Industriali”, finanziato dal PON “ Solare Termodinamico in Aree Urbane”, dimostra la validità di questa filosofia.

Abbiamo perciò raggiunto il prof. Ing. Amedeo Amoresano, del DII, a capo del gruppo di ricerca, che ci spiega cosa stanno facendo in questo campo.

Perché il solare termodinamico rispetto al panorama delle fonti di energia rinnovabili? Dove questa tecnologia è competitiva rispetto alle altre?

Il solare termodinamico nasce per sfruttare l’ Energia Termica recuperata dal sole per produrre energia meccanica e di conseguenza elettrica. Il diretto competitor in questo campo è fornito dal sistema fotovoltaico. I due impianti hanno come elemento particolarmente invasivo rispettivamente il sistema di specchi ed il sistema di pannelli: attualmente il rapporto potenza elettrica prodotta/ superficie captante è pressoché simile, anche se il Solare Termodinamico usa l’ energia diretta mentre il fotovoltaico l’ energia diffusa.  Il solare termodinamico nasce perché , nello sviluppo delle tecniche e delle tecnologie  di conversione dell’ energia solare,  si è cercato di dare una risposta ai bassi rendimenti di conversione forniti dei sistemi fotovoltaici. Di fatto analizzando i due sistemi si può dire che essi sistemi possono essere considerati “quasi simili”. Essi si differenziano in quanto il fotovoltaico fornisce buone prestazioni su piccole potenze ed in quanto il costo dell’ impianto varia pressoché  linearmente con la potenza installata, mentre il “ Solare Termodinamico” diminuisce il suo costo all’ aumentare della potenza installata. Questo ad esempio è il motivo per il quale la prima applicazione da noi ipotizzata è per gli insediamenti industriali.

Come nasce e cosa fa il gruppo di ricerca “SOUL SOlar Unina Laboratory”?

Il gruppo nasce perché si è voluto analizzare quali siano gli “impedimenti” che consentano ad un impianto Solare Termodinamico di convertire l’ energia termica fornita dal Sole in maniera più efficiente. Ad oggi un impianto  Solare Termodinamico è in grado di convertire in lavoro il 10% dell’ energia diretta incidente. Significa dire che uno specchio di 10 m2 di superficie, considerando per faciltà 1000 W/m2 la potenza incidente per unità di superficie, fornirà una potenza elettrica di 1kW. Il gruppo SOUl sta attualmente lavorando per aumentare il rendimento di conversione e supportato dai fondi pubblici ed anche privati sta analizzando nuove tecnologie nuovi materiali. Uno dei primi obbiettivi già raggiunti è stato di portare per impianti relativamente piccoli, circa 200 kW elettrici, a 0,15 l’efficienza di conversione. L’aumento dell’ efficienza si traduce in una riduzione della superficie captante a parità di potenza elettrica installata.

Ci spiega il progetto “Indipendenza Energetica in Aree Industriali”?

Il progetto si ricollega un po’ a quanto detto precedentemente. Uno dei modi di utilizzare correttamente questa tecnologia è di lavorare su potenze abbastanza elevate. Come detto, le potenze sono direttamente collegate alla superficie captante: in altre parole, grandi superfici equivalgono a grandi potenze. E’ stato quindi per noi immediato pensare alle superfici  dei capannoni industriale. Il progetto prevede la possibilità di recuperare i lucernari dei vecchi capannoni  e sostituirli con le parabole riflettenti.  Per far ciò è stata brevettata una particolare trave a profilo parabolico in grado di accogliere nella sua struttura la superficie riflettente. Essa inoltre, per effetto della sua curvatura, lascia libera, al di sotto del dorso della parabola, una mensola sulla cui superficie è possibile alloggiare il modulo meccanico di produzione dell’  energia elettrica. L’ idea è quella di poter rivalutare vecchi capannoni industriali dotandoli di un sistema di produzione di energia, riducendo al minimo l’intervento strutturale.

Quali sono dunque gli obiettivi e le innovazioni che si intende raggiungere con questo progetto di ricerca?

L’ obiettivo è la rivalutazione di vecchi capannoni e la possibilità di ridurre l’ apporto di energia da combustibili fossili che come è ben noto incidono sul costo del prodotto in modo pressante.

Quale forma di finanziamento per il progetto? Ritiene efficace queste forme di finanziamento?

Attualmente il progetto per la sua parte più industriale è finanziato dai fondi PON. Il finanziamento avuto è senz’altro un opportunità ma non copre i costi sostenuti. L’ intero progetto, che verrà completato entro marzo, ha subito una serie di rimaneggiamenti per motivi economici e burocratici. Questi ultimi totalmente dipendenti dalle procedure burocratiche che rendono farraginose la modalità di acquisizione di beni e materiali necessari allo sviluppo del progetto.

Vi sono forme private ed aziendali di partecipazione al progetto di ricerca? Qual è il ruolo dell’Università e quale quello delle aziende? Come crede che avverrà il trasferimento tecnologico?

Il progetto è totalmente finanziato dal PON. Per  degli studi da noi effettuati, abbiamo avuto contatti con varie aziende alcune delle quali hanno cominciato a supportarci finanziariamente privatamente. Esse hanno  intravisto nel settore del Solare Termodinamico una ottima opportunità di investimento.  Più precisamente, hanno intuito che l’ innalzamento dell’ efficienza  di conversione dal 10%   al 20 % consentirebbe l’ apertura di un mercato da loro definito “più che interessante”.  La sfida dell’ Università è di rendere reale questo numeretto - 20% - che noi con il gruppo di ricerca consideriamo “ magico” per ovvi motivi.