Accumulo termico

Tra le diverse soluzioni, quella più diffusa si basa su un sistema con due serbatoi e miscela di sali fusi, schematizzato in figura 4. Nella fase di accumulo il fluido termovettore, attraverso uno scambiatore di calore, trasferisce una parte dell’energia raccolta dal campo solare alla miscela di sali che si sposta da un serbatoio “freddo” a uno “caldo”. Nella fase di produzione in assenza di sole, la miscela di sali fusi restituisce energia termica al fluido termovettore scorrendo attraverso lo scambiatore di calore, dal serbatoio “caldo” a quello “freddo”. La capacità di accumulo termico dipende dalla quantità di sali fusi nei serbatoi, quindi dalle loro dimensioni, e dal sovradimensionamento del campo solare rispetto alla potenza richiesta a pieno carico; normalmente si considera ottimale dal punto di vista tecnico-economico una capacità di accumulo corrispondente a 6–10 ore di funzionamento a pieno carico.

In alternativa o in aggiunta all’accumulo termico si può integrare l’impianto solare con altre fonti di energia. Questa soluzione è interessante per l’utilizzo, come fonte integrativa, di biomasse o altre fonti rinnovabili.
Fig. 4 – Principio di funzionamento dell’accumulo termico: (A) produzione e accumulo; (B) produzione in assenza di sole

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Fig. 4 – Principio di funzionamento dell’accumulo termico: (A) produzione e accumulo; (B) produzione in assenza di sole

Lo sviluppo della tecnologia che utilizza miscele di sali fusi per l’accumulo termico e come fluido termovettore (figura 5) ha ricevuto dall’ENEA un contributo decisivo. Oltre che per il superamento dei limiti posti alla temperatura massima di esercizio dall’olio termico (max 400 °C), questa tecnologia riduce i rischi per la sicurezza e per l’ambiente, essendo l’olio altamente infiammabile e inquinante.

Sono stati realizzati sistemi a doppio fluido olio termico + sali fusi (un esempio recente è l’impianto Andasol, in esercizio in Spagna dal 2008), mentre l’unica realizzazione di taglia industriale di un impianto che utilizza solo sali fusi è l’impianto Archimede, in Sicilia, completato nel 2010.

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Fig. 5 – Schema a fluido unico, sali fusi: a) carica – b) scarica

Una caratteristica molto interessante degli impianti solari a concentrazione è la possibilità di integrarli in centrali termoelettriche convenzionali, di cui utilizzano la sezione per la generazione elettrica (impianti ibridi), oltre a condividere il personale di esercizio e i servizi di stabilimento. Questa opportunità è stata utilizzata per l’impianto Archimede.