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OrizzontEnergia

Innovazione: ENEA presenta il primo disco solare al mondo con microturbina ad aria

ENEA presenta il primo disco solare al mondo in grado di produrre energia elettricaenergia elettrica
Forma di energia ottenibile dalla trasformazione di altre forme di energia primaria (combustibili fossili o rinnovabili) attraverso tecnologie e processi di carattere termodinamico (ovvero che coinvolgono scambi di calore) che avvengono nelle centrali elettriche. La sua qualità principale sta nel fatto che è facilmente trasportabile e direttamente utilizzabile dai consumatori finali. Si misura in Wh (wattora), e corrisponde all'energia prodotta in 1 ora da una macchina che ha una potenza di 1 W.
grazie all’integrazione con un’innovativa microturbina ad aria
; la tecnologia è concepita per poter “catturare” dal Sole 70 kWkW
Unità di misura della potenza equivalente a 1.000 Watt.
di potenzapotenza
Grandezza data dal rapporto tra il lavoro (sviluppato o assorbito) e il tempo impiegato a compierlo. Indica la rapidità con cui una forza compie lavoro. Nel Sistema Internazionale si misura in watt (W).
raggiante e di convertirli virtualmente fino a 15 kW di potenza elettrica, sufficienti ad alimentare un condominio di 5 appartamenti. Il disco sarà visibile in anteprima - anche in movimento - nel Centro ENEA della Casaccia il prossimo 29 settembre, in occasione del primo Open Day della Ricerca organizzato dall’Agenzia. Saranno aperte al pubblico le hall tecnologiche e i laboratori di questo grande centro alle porte di Roma, così come del Centro Ricerche di Frascati.

La novità di questo sistema composto dal disco solare (in gergo tecnico "dish")  e dalla microturbina è la facilità di gestione operativa e la modularità che ne consente l’utilizzo anche per piccoli centri commerciali e imprese, supermercati e scuole, sia connessi che distaccati dalla rete elettricarete elettrica
Insieme delle linee elettriche, delle stazioni elettriche e delle cabine elettriche adibite alle operazioni di trasmissione e distribuzione dell'elettricità. La rete elettrica può essere ad alta tensione (da 40 a 380 kV), a media tensione (da 1 a 30 kV) o bassa tensione (380 V).
. Ha un diametro di 12 metri e una superficie di 88 metri quadri interamente ricoperta di specchi solari che concentra in una piccola area focale fino a 2 mila volte la radiazione solare; rispetto al fotovoltaico “tradizionale” avrà il vantaggio di stoccare l’energiaenergia
Fisicamente parlando, l'energia è definita come la capacità di un corpo di compiere lavoro e le forme in cui essa può presentarsi sono molteplici a livello macroscopico o a livello atomico. L'unità di misura derivata del Sistema Internazionale è il joule (simbolo J)
assorbita e trasformarla in elettricità on demand
, anche di notte o in assenza di irraggiamentoirraggiamento
Meccanismo di trasmissione del calore per mezzo di onde elettromagnetiche. A differenza della conduzione e della convezione, l'irraggiamento può anche avvenire nel vuoto (è così che si propaga il calore dal Sole alla Terra).  Tutti i corpi emettono delle radiazioni perché tutti i corpi possiedono una determinata temperatura; tuttavia l'entità dello scambio termico dipende dalla natura dei corpi, dalla loro reciproca posizione, dall'eventuale assorbimento del mezzo interposto e dalla temperatura delle loro superfici. La quantità di calore emessa da un corpo per irraggiamento, infatti, è proporzionale alla quarta potenza della temperatura. Questo significa che al crescere della temperatura l'irraggiamento diventa il meccanismo di conduzione del calore preponderante, rispetto alla conduzione e alla convezione.
solare.

disco-solare.jpgL’impianto progettato, assemblato e avviato dall’ENEA è il primo al mondo che abbina i più recenti progressi nella ricerca sulle tecnologie del solare a concentrazione alla innovativa microturbina ad aria, di derivazione automobilistica, più compatta e leggera rispetto ai motori comunemente utilizzati in questo tipo di applicazioni”, sottolinea la ricercatrice ENEA Michela Lanchi del Dipartimento Tecnologie Energetiche.

Il programma di sperimentazione in condizioni atmosferiche reali - avviato di recente - proseguirà per tutto il 2018 con l’obiettivo di rilevarne le prestazioni ed elaborare soluzioni ingegneristiche ottimizzate ai fini della commercializzazione.

L’impianto solare dimostrativo è stato sviluppato nell’ambito del progetto OMSoP - Optimised Microturbine Solar Power System - finanziato nel 2013 con 5,8 milioni di euro dal 7° Programma Quadro dell’Unione europea. Oltre all’ENEA, sono partner del progetto: le Università Roma Tre, City University of London, Royal Institute of Technology in Stockholm e University of Seville e le aziende Compower, INNOVA e European Turbine Network.

Come funziona

disco-solare3.jpgI principali componenti del sistema sono il concentratore solare, il ricevitore e la microturbina ad aria. Il concentratore solare è di tipo circolare, con superficie parabolica riflettente sul cui fuoco è posizionato il ricevitore a cavità composto di due “bicchieri” concentrici inseriti l’uno dentro l’altro, al cui interno circola aria.

Il concentratore riflette la radiazione solare sulla finestra del ricevitore che l’assorbe al suo interno, mentre l’aria circolante si scalda fino ad una temperatura di circa 800/900°C.

Un compressorecompressore
Macchina operatrice che impartisce ad un gas in ingresso (per esempio aria o gas naturale) una certa quantità di moto tale da innalzarne la pressione fino al valore richiesto.
preleva l’aria esterna, la comprime a circa 3 atmosfere e la invia al ricevitore. Qui grazie al calore solare il flusso d’aria si riscalda per poi passare alla microturbina, dove si espande, mentre il calore residuo viene ceduto a un recuperatore prima che l’aria venga rilasciata nell’ambiente.

L’espansione dell’aria nella turbina permetterà al generatoregeneratore
Dispositivo che traforma l'energia meccanica in energia elettrica.
ad alta frequenza di raggiungere la velocità di rotazione di circa 150mila giri/minuto, assicurando in questo modo una potenza elettrica in uscita compresa tra 3 e 15 kW.

Il ruolo dell’ENEA nella ricerca sul solare termodinamico

L’ENEA è attiva da anni nella ricerca per lo sviluppo di tecnologie sempre più efficienti, sicure e funzionali. Nei nostri laboratori è stata sviluppata una filiera tecnologica innovativa del solare a concentrazione che ha portato alla tecnologia del Progetto Archimede, il primo impianto industriale realizzato dall’ENEL a Priolo Gargallo”, aggiunge Tommaso Crescenzi, responsabile della Divisione Solare Termico e Termodinamico dell'ENEA.

disco-solare4.jpgCon i suoi 70 ricercatori e tecnici, le infrastrutture sperimentali dei centri di Casaccia e Portici, una rete di collaborazioni industriali di oltre 30 aziende italiane ed accordi  internazionali, l’ENEA rappresenta attualmente un punto di riferimento tecnologico nazionale per la tecnologia solare termodinamicatermodinamica
Parte della fisica che studia le leggi con cui i corpi scambiano (ricevono o cedono) lavoro e calore con l'ambiente che li circonda. In particolare, la termodinamica studia le trasformazioni di calore in lavoro all'interno di macchine termiche.
, detenendo numerosi brevetti e competenze esclusive anche in collaborazione con l’industria per il miglioramento e la diffusione del solare a concentrazione.

Le attività svolte dall’ENEA in questo settore riguardano la progettazione e realizzazione  di impianti solari per la produzione di energia elettrica, per cogenerazionecogenerazione
Processo di produzione congiunta di energia elettrica e calore utile, in cascata, che può essere impiegato per scopi industriali (calore di processo) o per il teleriscaldamento. La cogenerazione comporta un sensibile risparmio di energia primaria rispetto alla produzione separata di elettricità a calore.
o per dissalazione dell’acqua, tubi ricevitori, collettori solari, componenti del circuito a sali fusi come anche lo sviluppo di nuove applicazioni della tecnologia solare termodinamica, tra cui la produzione di idrogenoidrogeno
Primo elemento della tavola periodica, presente sulla Terra in forma combinata, soprattutto nell'acqua e nei composti organici. Esso è costituito da 3 isotopi: prozio (cioè l'idrogeno propriamente detto) per più del 99.9 %, il deuterio e il trizio. La forma molecolare dell'idrogeno (H2) dà origine ad un gas inodore, incolore, altamente infiammabile e molto più leggero dell'aria (ecco perché lo si trova in bassissime concentrazioni in atmosfera).
attraverso processi termochimici e l’utilizzazione industriale dell’energia termicaenergia termica
Calore.
ad alta temperatura da fonte solare.

Fonte: ENEA

 

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Data: 25/09/2017

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