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Solare Termodinamico

L'impianto Solare Termodinamico

L’annoso problema dell’energia solare, ovvero l’impossibilità di funzionare di notte, un giorno verrà risolto da una tecnologia che esiste già: il solare termodinamico. Questa tecnologia, di cui l’Italia è uno dei precursori, unisce il funzionamento di una pompa di calore ad un collettore solare termico.

In pratica non è altro che un pannello solare simile a quello tradizionale, come quelli che forniscono acqua calda, ma modificato per concentrare la luce solare grazie a degli specchi, unito ad un compressore e ad un serbatoio di accumulo dell’acqua stessa che viene riscaldata; oppure può produrre elettricità negli impianti più grandi. Questo semplice sistema è in grado di fornire acqua calda per giorni anche in periodi in cui il sole è coperto dalle nuvole, oppure di notte.
Secondo il distributore VP Solar infatti, con 400 W di energia un impianto solare termodinamico è in grado di trasmettere all’acqua una potenza di 2000-2400 W. L’impianto è di facile installazione, tanto che quelli più piccoli, oltre ad essere impiantati sul tetto, possono essere installati anche in giardino, sul balcone o persino sul muro. L’impianto prevede che il collettore solare, grazie agli specchi, riceva una forte irradiazione solare, la trasmetta ad un fluido termovettore (simile a quello delle pompe di calore) che viene poi spedito al serbatoio dal quale si dipana negli impianti domestici come ad esempio riscaldamento dei termosifoni o della semplice acqua sanitaria.
Come dicevamo prima, esistono degli impianti di dimensioni ridotte che possono essere installati negli appartamenti, ma nella maggior parte dei casi un impianto solare termodinamico ha grandi dimensioni (5-6 metri d’altezza) ed è destinato ad usi che hanno bisogno di tanta potenza. Tralasciando momentaneamente quelli più grandi, occupiamoci di un impianto che può essere installato in casa. Abbiamo visto che dopotutto non occupa tanto spazio (circa 2 metri quadrati) né ha bisogno di eccezionali condizioni (a parte l’esposizione al sole). Ma quanto può costare un impianto solare termodinamico domestico?

Impianto solare termodinamico: come funziona? e quanti tipi ne esistono?

Composizione dell'impianto solare termodinamico

Il fluido refrigerante, inviato al pannello solare a una temperatura di -10°C passa allo stato gassoso grazie al calore captato dall'ambiente esterno del collettore, presente nella radiazione solare diretta o diffusa, nella convezione naturale dell'aria, nell'effetto del vento e nella pioggia.
Il gas, una volta scaldato, torna al compressore che comprimendolo ne aumenta la temperatura fino a 120°C. Il calore viene poi ceduto all'acqua attraverso uno scambiatore di calore, innalzando la temperatura dell'acqua fino a 50°C.
Il gas si raffredda e passa allo stato liquido, depositandosi nel collettore di liquido, per poi incominciare nuovamente il ciclo
In questa tipologia di impianto l’energia solare viene convertita indirettamente in energia elettrica. Sono necessarie due fasi: prima l’energia solare diventa energia termica di un fluido convettore, poi questa diventa energia elettrica attraverso un ciclo termodinamico.
Esistono impianti di tipologie differenti, a seconda della tecnologia di base utilizzata per la sua realizzazione: quelli ibridi hanno un gruppo termoelettrico che integra la produzione di energia solare, quelli non ibridi usano solo energia elettrica.
Gli impianti si differiscono anche a seconda delle forme di captazione dell’energia, che possono essere:

1) Impianti con campo specchi e torre centrale:

Le radiazioni solari sono concentrate da specchi eliostati sulla sommità di una torre…alta fino a 100 metri. Buona per aziende e spazi a aperti, un po’ meno per la casa.

2) Impianti collettori parabolici lineari:

Un ciclo termodinamico alimentato da un fluido scaldato da un collettore, a sua volta raggiunto dalle radiazioni di specchi parabolici-lineari.

3) Sistema a disco parabolico:

Lle radiazioni sono concentrate su un ricevitore messo in un punto focale. Adatte a solar farm ma non garantiscono sempre la stessa quantità di energia prodotta.

4) Il collettore lineare di Fresnel:

Un’alternativa economica e interessante agli specchi parabolici.
E' fondamentale ricordare che questo tipo di impianto funziona anche al buio, e con temperature fino a zero gradi, e questo gli permette di captare energia in ogni momento della giornata e dell'anno.