L'impianto solare Archimede: da Casaccia al Tibet | Ingegneri.info

L’impianto solare Archimede: da Casaccia al Tibet

Avviato nel 2010, l'impianto solare termodinamico Archimede è una delle sperimentazioni più innovative dell'Enea in ambito energetico. Ecco come funziona

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Le origini degli specchi di Archimede risalgono all’assedio di Siracusa, durante il quale Archimede, appunto, li utilizzò per bruciare le navi romane. La struttura sarebbe stata costituita da 24 grandi specchi piani, disposti a formare una figura esagonale su un graticcio ruotante imposto su un palo infisso nel terreno: lo specchio centrale serviva a dirigere il raggio solare riflesso sull’obiettivo, mentre gli specchi laterali venivano fatti convergere con l’ausilio di cinghie.

Figura 1

Il cosiddetto specchio di Archimede corrisponde ad uno specchio avente una forma concava, ideale per captare i raggi solari.

L’impianto solare Archimede in Sicilia

Figura 1bis

Collettori solari: (a) vista longitudinale, (b) vista laterale, (c) particolare della vista longitudinale (http://www.enea.it/it/comunicare-la-ricerca/le-parole-dellenergia/solare-termodinamico/impianto-archimede)

L’impianto Archimede è la prima dimostrazione industriale della tecnologia solare termodinamica con collettori parabolici lineari a sali fusi. Ha una potenza elettrica nominale di 5 MW ed è integrato nella centrale termoelettrica ENEL a ciclo combinato di Priolo Gargallo, in Sicilia, con cui ha in comune le turbine a vapore e il ciclo termico, oltre alla sala controllo e ai servizi di stabilimento.
Il progetto è nato da una collaborazione tra ENEL ed ENEA; entrato nella fase costruttiva nel 2008, è stato completato a giugno 2010 e inaugurato ufficialmente il 14 luglio 2010. È gestito dall’ENEL che cura direttamente l’esercizio dell’impianto.

Di seguito alcune delle caratteristiche principali dell’impianto:
• Potenza elettrica nominale 5 MW;
• Energia elettrica prodotta fino a 9,2 milioni di kWh l’anno;
• Soddisfacimento del fabbisogno di 5000 persone;
• Risparmio di circa 3000 tonnellate equivalenti di petrolio e minori emissioni di CO2 per 5500 tonnellate l’anno;
• La sezione di accumulo è costituita da due serbatoi avente differente temperatura: 290°C e 550°C, con oltre 1500 tonnellate di sali fusi;
• La sezione di accumulo ha una capacità di accumulo termico pari a 6,5 ore;
• Per il raffreddamento viene usata l’acqua di mare.
Tra le altre finalità dell’impianto Archimede vi è quella di:
• verificare nel tempo la piena funzionalità del sistema
• verificare l’affidabilità dei diversi componenti e supportare lo sviluppo di varianti;
• ottimizzare strategie, procedure operative e gestione di situazioni non routinarie;
• acquisire dati per la modellistica dei processi fisici coinvolti.
Non è solo questo un esempio d’impianto Archimede, infatti, a partire dal 2012 ENEA insieme ad ENEL ha avviato il progetto di un impianto solare da 30 MW, sempre in Sicilia.

L’impianto solare termodinamico in Tibet (CSP – Concetrated Solar Power)
Archimede arriva in Tibet, più precisamente ad Akesai, sull’altopiano a controllo cinese.
Si tratterà del primo impianto solare termodinamico – CSP (Concentrated Solar Power), che utilizzerà la tecnologia dei sali fusi e degli specchi parabolici. Ad ottobre di quest’anno è stato inaugurato sull’altopiano del Tibet l’impianto Demo preliminare all’impianto da 55 MWe della lunghezza di 800 m a sali fusi della potenza termica di circa 3 MW .
Una tecnologia italiana sviluppata dall’ENEA nell’ambito del progetto Archimede, guidato dal premio Nobel Carlo Rubbia. Altrettanto italiana la fornitura dei tubi ricevitori che avrà le seguenti caratteristiche:
• Potenza pari a 55 MWe;
• Dotato di 15 ore di accumulo termico per produrre energia elettrica anche in assenza di sole;
• L’energia termica utile ad attivare la turbina a vapore sarà generata grazie ad un sistema di collettori solari riflettenti;
• Temperatura all’uscita del campo solare fino a 550° C (400°C se si fossero usati anziché i sali fusi l’olio diatermico)
• Accumulo dell’energia termica ad alta temperatura.

Il Centro di Ricerche Enea a Casaccia (Roma)
Il Centro Ricerche Casaccia è il più grande complesso di laboratori ed impianti dell’ENEA. Sorge sulla via Anguillarese, circa 25 km a nord-ovest di Roma, presso il lago di Bracciano. Il suo nome deriva dalla fattoria “La Casaccia” attorno alla quale sorsero, nel 1959, i primi laboratori in cui operavano poche decine di ricercatori, che hanno costituito il nucleo originario di quella che è oggi una delle principali sedi di ricerca interdisciplinare in ambito nazionale. Tra i laboratori presenti a Casaccia vi è quello destinato alla progettazione e verifica dei componenti per l’impianto solare, in particolare:

1) Impianto PCS per prove di funzionamento su componenti per impianti solari termodinamici
L’impianto PCS consente di effettuare test in condizioni reali di funzionamento e prove di qualificazione su componenti e sistemi di impianti solari termodinamici.
Costituisce, pertanto, un supporto fondamentale per lo sviluppo e la progettazione di impianti solari basati sulla tecnologia dei collettori parabolici lineari con circuito a sali fusi.

Figura 2

2) Impianto MOSE per prove di caratterizzazione chimico-fisica delle miscele di sali fusi
L’impianto MOSE può trovare applicazione in attività di ricerca e di verifica sperimentale di processi industriali basati su sali fusi, come ad esempio trattamenti metallurgici, recupero di materiali e processi di depurazione.
L’impianto può inoltre costituire un importante supporto per ricerche su tecniche avanzate di trasporto del calore, per esempio in campo nucleare e per il recupero e l’accumulo di energia termica ad alta temperatura in campo industriale. Mediante questo impianto, ad
esempio, si possono agevolmente verificare coefficienti di scambio termico e testare il comportamento meccanico di dispositivi sottoposti all’azione di sali fusi con variazioni cicliche e prolungate di temperatura.

Figura 3

3) Laboratorio di ottica dei collettori solari
Il Laboratorio di ottica dei collettori solari svolge un servizio di caratterizzazione e controllo di qualità dei concentratori solari attraverso metodi innovativi e con strumenti originali sviluppati dall’ENEA:
a) il Profilometro ottico: utilizzato per i pannelli riflettenti dell’impianto Archimede.
b) il Sistema di ispezione visiva.

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