SOLARE TERMICO
L'energia termica derivante dall' irraggiamento solare può essere "catturata" in molti modi e utilizzata per le varie necessità energetiche: come semplice energia termica utile alla produzione di acqua calda per usi sanitari e per riscaldamento ma anche per ottenere energia frigorifera, energia elettrica o energia meccanica .
L'energia solare(approfondimento scientifico), infatti, può essere utilizzata per generare calore (solare termico ) o per generare elettricità (fotovoltaico e solare a concentrazione).
Il solare termico sfrutta i raggi solari per scaldare un liquido con speciali caratteristiche, contenuto nel suo interno, che cede calore, tramite uno scambiatore di calore, all'acqua contenuta in un serbatoio di accumulo. Tutti gli edifici che dispongono di uno spazio soleggiato (tetto inclinato, tetto terrazzato, giardino, ecc.) possono essere dotati di un impianto dispongono di uno spazio soleggiato (tetto inclinato, tetto terrazzato, giardino, ecc.) possono essere dotati di un impianto solare (pannelli solari termici ) per la produzione di acqua calda sanitaria. E’ il caso di dire che quando il sole “si concentra”, rende molto di più, come nel caso dell’impiantosolare termico nel carcere di Rebibbia (curiosità) a Roma. I pannelli solari termici permettono di riscaldare l'acqua sanitaria per l'uso quotidiano senza utilizzare gas o elettricità. Si basano su un principio molto semplice: utilizzare il calore proveniente dal Sole e utilizzarlo per il riscaldamento o la produzione di acqua calda che può arrivare fino a 70° in estate, ben al di sopra dei normali 40°-45° necessari per una doccia. Entro certi limiti sono pertanto un efficace sostituto dello scaldabagno elettrico o della caldaia a gas per generare acqua calda. Il pannello solare termico , o collettore solare, è un dispositivo che converte la radiazione solare in energia termica, a differenza dei moduli fotovoltaici che convertono la radiazione solare in elettricità.
Un’ interessante utilizzazione del solare termico è la cucina solare (curiosità), semplice e ecologica, molto utile per quelle persone (almeno due miliardi, un terzo dell’umanità) che ancora oggi non hanno accesso alle fonti considerate tradizionali per l’energia e che devono far fronte ai bisogni della vita quotidiana come possono: ad esempio, usando legna per cucinare, riscaldare, illuminare.
Il solare termoelettrico invece, tramite pannelli solari a concentrazione, sfrutta una serie di specchi parabolici a struttura lineare per concentrare i raggi solari su un tubo ricevitore in cui scorre un fluido termovettore o una serie di specchi piani che concentrano i raggi all'estremità di una torre in cui è posta una caldaia riempita di sali che per il calore
SOLARE TERMOELETTRICO
Archimede distrusse la flotta romana del generale Marcello con l’ausilio dell’energia del sole: per mezzo di uno specchio concavo formato da centinaia di scudi metallici che riflettevano i raggi del sole, Archimede concentrò l’energia solare sulle navi nemiche incendiandole. Analogamente agli specchi ustori di Archimede, la moderna energetica solare termoelettrica sfrutta la collimazione, per mezzo di specchi idonei, della radiazione solare per la produzione di energia.
Il metodo di generazione elettrica del Solare Termoelettrico è molto differente rispetto a quello fotovoltaico. Con la tecnologia fotovoltaica la radiazione solare viene convertita direttamente in energia elettrica senza che ci sia nessuna parte in movimento. Nel caso del solare termoelettrico, invece, la radiazione proveniente dal sole è catturata da specchi piani o curvi (fissi o con inseguitori solari), che la riflettono concentrata sul ricevitore, che può essere costituito da tubi o da una caldaia. Nel ricevitore c'è un fluido che, colpito dal calore concentrato, produce vapore ad alta pressione, il quale mette in moto una turbina che, a sua volta, aziona un generatore elettrico. Un sistema di accumulo termico permette di produrre energia elettrica anche la notte. Componente base delle tecnologie termoelettriche solari è un collettore concentratore, vale a dire un dispositivo in grado di raccogliere e convogliare la radiazione solare verso un ricevitore. I concentratori possono essere:
•a torre con ricevitore centrale
I concentratori a disco parabolico sono un particolare sistema di impianto solare termodinamico che lavora ad alta temperatura (A.T.) e tramite questo sistema si può trasformare l’energia termica raccolta in energia elettrica utilizzabile. L’energia termica viene raccolta direttamente concentrando i raggi solari su un particolare componente dove scorre un fluido quale acqua o gas, che ovviamente si riscalda e riscaldandosi si espande. Questa espansione mette in moto una turbina, che girando produce energia meccanica. Questa energia viene infine convertita in energia elettrica e il gioco è fatto. Proprio per questo motivo si parla di “concentratori”, perché sono componenti atti a concentrare, raccogliere la luce solare per trarne energia termica. Nel caso di concentratori a disco parabolico si utilizza uno specchio tondo (disco) a forma parabolica concava, che massimizza la superficie disponibile installato su un meccanismo in movimento, tipicamente un palo o una piattaforma, che segue la posizione del sole nelle varie fasi della giornata.
L’energia solare termoelettrica è uno dei pilastri della Rivoluzione Verde per il suo contributo alla diversificazione delle fonti energetiche e alla riduzione delle emissioni di anidride carbonica. Oggi il solare termico a concentrazione è commercialmente maturo e permette di far funzionare impianti di riscaldamento e di raffreddamento, di dissalazione, di produzione di sostanze chimiche e di combustibili puliti, per la generazione di energia elettrica, con taglie che vanno da qualche kW a centinaia di megawatt. La promozione di fonti di energia sostenibili, competitive e sicure costituisce un qualche kW a centinaia di megawatt. La promozione di fonti di energia sostenibili, competitive e sicure costituisce un obiettivo politico prioritario per l’Unione europea. L’attenzione maggiore concentrata sulle sfide poste dal cambiamento climatico ha fatto sì che quello dell’energia diventasse un settore di primo piano per l’Unione europea. Ed è per questo che il Consiglio dei governatori della Banca europea per gli investimenti ha deciso, nella seduta del 2007, di incrementare il contributo della BEI per progetti di energia pulita per l’Europa e di creare uno sportello speciale per gli investimenti in ambito energetico nei Paesi esterni all’UE.
La politica energetica dell’UE è definita nel Piano d’azione adottato dal Consiglio europeo di Bruxelles del marzo 2007, che fissa obiettivi ambiziosi: una riduzione del 20% delle emissioni di gas a effetto serra entro il 2020 rispetto al 1990; una quota del 20%di energie rinnovabili sul mix complessivo di fonti di energia nell’UE; una quota del 10% di biocarburanti per i mezzi di trasporto a benzina e diesel; e una riduzione del 20% dei consumi energetici rispetto alle proiezioni di base per il 2020. La Commissione europea ha approvato, all’inizio del 2008, un pacchetto clima», che dovrà dare sostegno all’impegno assunto dal Consiglio europeo di combattere il cambiamento climatico e promuovere le energie rinnovabili.
TAGLIA PICCOLA
Impianti solari di taglia piccola possono essere considerati gli impianti trigenerativi (produzione di energia elettrica, calore e freddo) per piccole utenze industriali e civili. La microtrigenerazione segna l’alba della nuova energia per la casa, perché produrre elettricità, calore e raffreddamento ed infine recupera CO2.
Se esaminiamo la figura 2, ci rendiamo conto del potente aiuto degli impianti trigenerativi.
1. Sistema radiante a pavimento e a parete. Impianti di riscaldamento e raffreddamento a bassa temperatura per applicazioni domestiche
2. Sistema Solare a circolazione forzata. Pannelli solari sottovuoto che consentono il riscaldamento degli ambienti, la produzione di acqua calda e il riscaldamento delle piscine.
3. Caldaia "Minifiamme" creata per ottimizzare il consumo sull'effettivo fabbisogno termico
4. Deumidificatore ideato per l'assorbimento del carico latente negli ambienti raffrescati con sistemi radianti 5. Refrigeratore estivo. Sistema ideale per raffreddamento radiante
TAGLIA MEDIA
Impianti solari di taglia media possono essere considerati gli impianti per la produzione di energia elettrica per industrie e grandi edifici. Si tratta di un solare “a misura di edificio”, utilizzabile per ospedali, scuole, aziende e istituti.
TAGLIA GRANDE TAGLIA GRANDE
Impianti di grande taglia possono essere considerati le centrali solari. Il solare termico a concentrazione può vantare la realizzazione della titanica centrale solare nel deserto del Mojave in California: nove impianti basati sulla tecnologia dei concentratori parabolici lineari, di taglie da 30 MW e 80 MW per complessivi 354 MW, progettati, costruiti e messi in esercizio tra il 1984 e il 1990 ( 1 kilowatt =1.000 watt; 1 megawatt= un milione di watt; 1 gigawatt = un miliardo di watt).
Importanti innovazioni, ancora in corso di sperimentazione, sono state realizzate anche per gli impianti solari a torre. Presso il Weismann Institute of Science, in Israele, è in fase sperimentale un impianto con un campo specchi che concentra la radiazione solare su un riflettore posto in cima alla torre che, a sua volta, la riflette alla base della stessa, dove viene ulteriormente concentrata da un Concentratore Parabolico Composto, ottenendo così temperature fino e oltre a 1.300 °C e quindi adatte per impianti di produzione elettrica a ciclo combinato gas/Rankine. Un'altra versione degli impianti a torre è in fase di sviluppo in Australia e prevede un Campo Solare Multitorre, nel quale la radiazione solare viene concentrata da più campi di specchi su più torri di dimensioni contenute nei 4-10 metri; questa tipologia di impianto può essere installata anche in ambiente urbano, per esempio sui tetti di grossi edifici industriali o di estese aree di parcheggio.
Questi esempi non esauriscono tuttavia le molteplici prospettive di ricerca, sviluppo e applicazione del settore.
Il solare a concentrazione o termodinamico avrà un ruolo determinante nello sforzo alla "decarbonizzazione" delle economie industrializzate e, con oltre due milioni di posti di lavoro al 2050, sarà uno dei settori trainanti della terza rivoluzione industriale ed energetica. L’affermazione è tratta dal rapporto "Global Concentrating Solar Power Outlook 2009", pubblicato e redatto da Greenpeace insieme a Estela (European Solar Thermal Electricity Association) e SolarPACES (Solar Power and Chemical Energy Systems).
Chemical Energy Systems).
Nel report si stima che, nel caso di uno scenario avanzato, l’energia solare termodinamica potrebbe riuscire a fornire il 7% circa dell’elettricità mondiale al 2030 e il 25% al 2050. La capacità installata potrebbero toccare quota 1.500 GW.
In questo ambito si pone "Desertec“ (curiosità), l’ambizioso progetto che ha l’obiettivo di produrre elettricità da un enorme impianto solare termico a concentrazione nel deserto del Sahara con una potenza di circa 100 GW.
Si inserisce la sequenza dei LINK evidenziati nel testo del Dizionario dell'ambiente e delle Energie Rinnovabili: Alberi Fotovoltaici Alghe e Biodiesel Aria malata Beatrice Biomassa Boschi Verticali Carcere Rebibbia Cina ColossoIdrogeno Combustibili Compostaggio Cucina Solare Desertec Digestori Energia Eolica Energia Solare Energia
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