Energia Solare di Aaron Salamone Energia Solare Termica

Energia Solare di Aaron Salamone

Energia Solare Termica 1. L’Energia Solare 2. Centrali Solari 2 a. Impianto a torre 2 b. Impianto a collettori parabolici lineari 3. Impianti Domestici 4. Vantaggi e Svantaggi 5. Diffusione 6. Utilizzi 7. Il Futuro Aaron Salamone 2

Energia Solare Termica L’energia solare, è un’energia alternativa ai classici combustibili fossili, rinnovabile e pulita. Essa è associata alla radiazione solare e rappresenta la fonte primaria di energia sulla Terra. Da questa energia derivano quasi tutte le altri fonti energetiche disponibili sulla Terra (Combustibili fossili, energia eolica, energia idroelettrica, ecc…). Aaron Salamone 3

Energia Solare Termica L’energia solare può essere utilizzata per generare elettricità o calore. La trasformazione dell’energia del sole in energia sfruttabile avviene principalmente in tre modi: • Collettori solari termici; • Collettori solari a concentrazione; • Collettori fotovoltaici. Aaron Salamone 4

Energia Solare Termica Per centrali solari s’intendono le centrali solari termodinamiche, che sfruttano l’energia solare, da non confondersi con i pannelli fotovoltaici, che non possono essere considerati delle centrali. Aaron Salamone 5

Energia Solare Termica Normalmente la centrale è formata da una superficie nella quale sono collocati numerosi specchi che concentrano i raggi solari in un unico punto centrale (detto fuoco) nella quale si trova la caldaia. Questa, colpita da tutti i raggi deviati dagli specchi, si riscalda fino a raggiungere temperature sufficientemente elevate per completare il ciclo del vapore fino alla turbina. Aaron Salamone 6

Energia Solare Termica Un altro tipo di centrale solare termodinamica è costituita da campi di concentratori parabolici lineari, che riscaldano il fluido all’interno di condotti che percorrono la linea del fuoco. Aaron Salamone 7

Energia Solare Termica Questo tipo di impianto è formato da un sistema di specchi riflettenti che inseguono il sole e concentrano i suoi raggi alla sommità di una struttura a torre su un ricevitore fisso, posto al centro dell’impianto. Nel ricevitore scorre il fluido termovettore che trasferisce il calore ad un generatore di vapore, che alimenta un turboalternatore. Aaron Salamone 8

Energia Solare Termica Questo tipo di impianto è formato da specchi parabolici, che ruotando su un solo asse, riflettono e concentrano la luce diretta del sole su un tubo ricevitore posto nel fuoco del paraboloide. Dentro il tubo scorre il fluido termovettore, che assorbe l'energia e la trasporta ad uno scambiatore di calore, per la produzione di vapore, e/o ad un serbatoio di accumulo, necessario se si vuole supplire ai momenti di scarsa o nulla insolazione (come la sera). Lo scambiatore di calore genera vapore, questo viene utilizzato per muovere uno o più turbine, collegate a loro volta a degli alternatori per produrre così corrente elettrica. Aaron Salamone 9

Energia Solare Termica Aaron Salamone 10

Energia Solare Termica Negli impianti domestici vengono utilizzati i cosiddetti pannelli solari (o collettori solari) che funzionano sfruttando il principio dell’effetto serra. I settori di applicazione riguardano principalmente: ■ La produzione di acqua calda per usi sanitari; ■ Il riscaldamento, anche se nella stagione invernale il calore solare da solo non è sufficiente. Aaron Salamone 11

Energia Solare Termica Aaron Salamone 12

Energia Solare Termica VANTAGGI SVANTAGGI Aaron Salamone 13

Energia Solare Termica • Non ci sono emissioni inquinanti o di gas serra; • Non occorre estrarre, trasportare, preprocessare combustibili; • La fonte energetica è rinnovabile, pulita e gratuita; • Lo sfruttamento dell'energia solare è libero e non dipende dai rapporti commerciali; • Non si producono, come nel caso del nucleare, scorie per il cui smaltimento non sono disponibili siti adatti; • Il processo produttivo è relativamente semplice e privo di rischi legati a errori umani o malfunzionamenti; • La centrale è innocua per gli abitanti nei dintorni. SVANTAGGI Aaron Salamone 14

Energia Solare Termica • Le centrali devono far fronte alla non continua presenza della fonte energetica, infatti dipende dalle condizioni atmosferiche e dall’alternarsi del giorno con la notte; • Necessitano di grandi superfici di terreno; • Possono avere un impatto negativo sul paesaggio; • Anche il costo, attualmente ancora non competitivo (sebbene in calo), se riveduto con quello che è il costo ambientale delle fonti fossili, (inquinamento, effetto serra, cambiamento climatico), può essere riconsiderato e valutato sulla base degli scenari futuri. VANTAGGI Aaron Salamone 15

Energia Solare Termica NEL MONDO IN ITALIA Aaron Salamone 16

Energia Solare Termica La zona di miglior rendimento (come si può vedere dalla foto) riguarda tutta la fascia equatoriale. Da anni le centrali solari sono maggiormente utilizzate negli. Stati Uniti. Il Solar-1 fu un progetto pilota, costruito nel deserto del Mojave in California. Solar-1 fu completato nel 1981, e fu operativo dal 1982 sino al 1986, data in cui fu distrutto da un incendio. Seguirono il Solar-2, il SEGS, il Nevada Solar One e molti altri. Tra il 2006 e il 2011 in Spagna sono state costruite oltre 30 centrali di questo tipo, come le Andasol 1. Negli Emirati Arabi Uniti, nel 2013 è entrato in servizio Shams Solar Power Station. In India, nel 2013 è entrato in servizio Godawari Solar Project. In Algeria, nel 2011 è entrato in servizio Hassi R'Mel Integrated Solar Combined Cycle Power Station. In Marocco, nel 2011 è entrato in servizio Ain Beni Mathar Integrated Thermo Solar Combined Cycle Power Plant. In Egitto, nel 2011 è entrato in servizio ISCC Kuraymat. In Iran, nel 2011 è entrata in servizio la componente solare di Yazd Integrated Solar Combined Cycle Power Station. In Sudafrica, nel 2014 è in commissionamento Ka. Xu Solar One IN ITALIA Aaron Salamone 17

Energia Solare Termica Nel 2007, il secondo Governo Prodi approva un piano industriale per costruire dieci centrali nel sud Italia e nel 2008 il governo ha ricevuto il parere favorevole per avviare questa anche nel resto del territorio nazionale. Nel progetto Archimede dell'ENEA, sviluppato in collaborazione con l'ENEL e sostenuto dal premio Nobel Carlo Rubbia, venne usato come fluido termovettore una miscela di sali fusi, aumentando l'efficienza dell'impianto. Il 15 luglio 2010 è stata inaugurata dall'ENEL a Priolo Gargallo la prima centrale a ciclo combinato integrata a solare (ISCC) del mondo con 15 MWth di apporto termico solare costata 60 milioni di euro (Progetto Archimede) per la sola componente solare. Lo scopo principale di sottolineare la grande potenzialità del solare termodinamico applicato alle centrali a turbo gas al fine di migliorarne l'efficienza. Il 12 dicembre 2012 viene presentata alla Regione Basilicata il progetto di un impianto solare a tecnologia termodinamica ad uso industriale presso Banzi in provincia di Potenza. NEL MONDO Aaron Salamone 18

Energia Solare Termica Attualmente i pannelli solari vengono utilizzati per fornire acqua calda e riscaldamento in abitazioni e in piccoli complessi edilizi (solare termico). Sono state realizzate centrali solari che, utilizzando turbine, convertono il calore immagazzinato in energia elettrica (solare termodinamico). Invece i pannelli fotovoltaici hanno trovato maggior impiego, come ad esempio in impianti isolati distanti dalla rete elettrica o con richieste energetiche estremamente ridotte che un allacciamento alla rete elettrica risulterebbe sconveniente (segnaletica stradale). L'8 aprile 2010 è decollato in Svizzera il Solar-Impulse HB-SIA, il primo aereo ad energia solare. A seguire ci sarà il Solar-Impulse HB-SIB, un secondo prototipo, che sarebbe in grado di circumnavigare il globo in 20 -25 giorni. Aaron Salamone 19

Energia Solare Termica Attualmente la maggior parte degli studi si concentra su nuove generazioni di celle fotovoltaiche dotate di una maggior efficienza di quelle attuali o su celle fotovoltaiche dotate di un'efficienza simile a quella delle celle attuali ma molto più economiche. Studi più ambiziosi puntano alla realizzazione di centrali solari orbitanti. Queste centrali dovrebbero raccogliere i raggi solari direttamente nello spazio e trasmettere la potenza assorbita sulla Terra per mezzo di microonde o raggi laser. Anche se queste centrali sono già realizzabili con la tecnologia odierna, tuttavia avrebbero un costo elevatissimo per via dell'enorme quantità di denaro necessario per mandare in orbita la centrale. In ogni caso alcuni studi sono a buon punto e alcune nazioni (il Giappone in particolare) intendono costruire una di queste centrali entro il 2040. Sono in fase di sperimentazione prototipi di sistemi di cogenerazione fotovoltaica in cui si realizza la produzione simultanea di energia elettrica e termica. Aaron Salamone 20