2) L’impiego come fluido di processo, di una miscela di Sali fusi ( 60% NaNO

INTRODUZIONE

La legge n° 388 del 2000 assegna all’ENEA ( Ente per le Nuove tecnologie, l’Energia e l’Ambiente ) il compito di sviluppare un programma per la produzione, su scala industriale, di energia elettrica, a partire da energia solare, utilizzata come sorgente di calore ad alta temperatura. Nell’ambito di tale programma è iniziata un’attività di collaborazione con ENEL Produzione s.p.a per studiare la possibilità di integrare impianti termoelettrici esistenti, specialmente quelli a ciclo combinato, con gli impianti solari a concentrazione con collettori parabolici lineari (parabolic trough system) che utilizzano la tecnologia sviluppata dall’ENEA.

Le principali innovazioni tecnologiche apportate dall’ENEA nell’ambito della produzione di energia elettrica attraverso sistemi a concentrazione (CSP) ed in particolare alla tecnologia a collettori parabolici lineari, sono essenzialmente tre:

1) Lo sviluppo di un collettore solare, in grado di avere un elevato rendimento energetico, soprattutto grazie al rivestimento selettivo interamente ideato dall’ENEA, che consente di riscaldare il fluido di processo fino alla temperatura di 550°C.

2) L’impiego come fluido di processo, di una miscela di Sali fusi ( 60% NaNO

, 40% KNO

), che per le peculiari caratteristiche termofisiche, consente la produzione di vapore ad un valore di temperatura e pressione, tale da poter essere integrato alle centrali a ciclo combinato, permettendo: il raggiungimento di un elevato rendimento termodinamico di conversione dell’energia termica in energia elettrica, la diminuzione dei costi capitale poiché l’integrazione ad un ciclo combinato consente il risparmio di alcune parti d’impianto e la realizzazione della terza fondamentale innovazione.

3) La realizzazione di un sistema di accumulo termico, capace di svincolare la dipendenza diretta della produzione di energia elettrica dalla sorgente solare. L’apporto di tale innovazione è dovuto essenzialmente a tre caratteristiche del fluido di processo scelto, quali : il basso costo d’acquisizione, la bassa volatilità e la bassa tossicità dimostrata anche dal suo impiego in agricoltura come fertilizzante.

La seguente Tesi di laurea, è stata svolta presso il Centro di Ricerca ENEL di Pisa, dove, attraverso uno Stage della durata di circa sei mesi, mi è stata data la possibilità di entrare a contatto diretto con il Progetto Archimede, che prevede l’integrazione di un impianto solare di tecnologia ENEA alla centrale a ciclo combinato di Priolo Gargallo. Tale argomento risulta a me particolarmente caro sia perché darebbe luogo alla realizzazione, su scala industriale, del

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primo impianto in Italia a concentrazione solare, sia perché andrebbe collocato in una zona di mia conoscenza essendo lì cresciuto.

La seguente tesi di laurea si propone come primo obbiettivo, quello di evidenziare l’indispensabilità del fluido di processo scelto dall’ ENEA per la realizzazione di un sistema di accumulo termico, paragonandone le prestazioni a quelle dell’Olio diatermico, comunemente usato presso le attuali realizzazioni impiantistiche nel mondo, e di verificarne la stabilità chimica alle temperature nominali di processo.

Di seguito viene studiato il comportamento termo-fluidodinamico dei Sali fusi all’interno dei serbatoi di accumulo termico, in base alla soluzione progettuale proposta da ENEL Produzione.

Lo studio è stato condotto attraverso un’analisi preliminare in cui, a seguito della ricostruzione di una tipica dinamica del sistema, viene proposto un modello macroscopico con il quale se ne descrive il funzionamento, riportando l’evoluzione temporale della temperatura dei Sali fusi in esso contenuti.

Successivamente è stata condotta un’analisi agli elementi finiti attraverso il codice di calcolo FLUENT 6.1, messo interamente a disposizione da ENEL Produzione, mediante la quale, studiando la medesima dinamica sottoposta all’analisi macroscopica, si è potuto maggiormente indagare sui particolari strutturali e sul comportamento termo-fluidodinamico del sistema.

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