Carnicelli Francesco

Ramahi Jafar

Caresta Alessandro

da un lato produce energia in maniera più efficiente dalla tradizionale produzione separata di energia e calore, dall’altro offre un modo per sfruttare economicamente materiali considerati "di scarto”. Il funzionamento di questo impianto varia a seconda della tipologia, che sono numerose e dipendono dal tipo di biomassa utilizzata.

Gli impianti a biogas funzionano a partire dalle biomasse: grazie a enzimi e batteri specializzati, in un ambiente umido e privo di ossigeno (digestore),la biomassa fermenta producendo biogas, costituito principalmente da metano e anidride carbonica.

Michele Marta

Marzano Emanuela

I rifiuti vengono bruciati a temperature elevate, tra gli 850 e i 1000°C. Questa fase riduce i rifiuti a cenere e genera una grande quantità di calore.

Vantaggi della Termovalorizzazione: fumi prodotti durante la combustione sono trattati con filtri speciali che riducono sostanze inquinanti, come diossine, polveri sottili e ossidi di azoto. Solo dopo questo trattamento l’aria viene rilasciata nell’atmosfera.

E' costituito da un collettore solare termico e un serbatoio di accumulo di acqua riscaldata.

Il collettore è un pannello posto sui tetti degli edifici in esposizione ai raggi solari; all'interno del collettore vi è una serpentina contenente un liquido che, accumulando calore, si surriscalda (fluido termovettore).

Il pannello è chiuso da un vetro isolante che permette di far entrare i raggi solari, ma non li fa uscire; sul fondo c'è uno strato di isolante termico che trattiene il calore. La serpentina del collettore passa attraverso il serbatoio di accumulo dell'acqua e riscalda quest'ultima che viene poi utilizzata (al serbatoio di accumulo è collegata nache una caldaia nel caso il fluido non dovrebbe essere abbastanza caldo nei periodi freddi).

• sfrutti una fonte di energia rinnovabile, gratuita e sempre disponibile e ti allinei con le normative vigenti (Decreto Rinnovabili);

• azzeri le emissioni di CO2 e riduci il consumo di combustibili fossili;

• risparmi sulla bolletta del gas: fino al 50% in meno sui consumi per la produzione di acqua calda sanitaria, rispetto a un impianto a gas o gasolio, e fino al 30% in meno se usi il solare termico anche come integrazione per il riscaldamento;

• aumenti la classe di efficienza energetica della tua abitazione;

• abbassi il costo dell'investimento, se approfitti delle detrazioni fiscali e delle agevolazioni del Conto Termico.

L'unico svantaggio associato al solare termico è che funziona solo quando c'è il Sole. Ciò significa che va sempre abbinato a una caldaia e, soprattutto, va dimensionato in base alle necessità energetiche della tua famiglia e alle caratteristiche della tua abitazione (numero di bagni e numero di componenti del nucleo familiare).

Dentro il tubo scorre un fluido (detto fluido termovettore perché adatto ad immagazzinare e trasportare calore), che assorbe l'energia e la trasporta ad uno scambiatore di calore, per la produzione di vapore, necessario se si vuole rimediare ai momenti di scarsa o nulla insolazione.

L'accumulo può restituire il suo calore allo scambiatore di calore, che genera vapore tramite scambio termico.

Questo viene utilizzato per muovere uno o più turbine in cascata, collegate a loro volta a degli alternatori per produrre così corrente elettrica.

Il fluido termovettore può essere olio diatermico oppure, secondo gli sviluppi di questi ultimi anni, una miscela di sali che fondono alle temperature di esercizio della centrale e per questo detti sali fusi.

L'olio diatermico ha lo svantaggio di dissociarsi a temperature superiori a 400 °C, che quindi rappresenta la temperatura limite per gli impianti con tale fluido termovettore.

La temperatura più alta raggiunta dai sali fusi (fino ed oltre ai 550 °C) rispetto all'olio diatermico consente una migliore resa energetica in base al rapporto delle temperature tra serbatoio caldo ed il serbatoio freddo di cui al ciclo di Carnot. La maggiore temperatura permette anche la possibilità di un accoppiamento con centrali a ciclo combinato. La centrale termoelettrica a ciclo combinato Archimede di Priolo Gargallo da 750 MW_e è un esempio del genere.

Con l'utilizzo di miscele a sali fusi è possibile inoltre migliorare la capacità di accumulo termico dell'impianto, prolungandone la produttività anche fino a molte ore senza esposizione al sole. La Centrale Gemasolar è un esempio di implementazione che ottiene tra le maggiori autonomie di quelle esistenti, con fino a 15 ore di funzionamento a piena potenza nominale, senza radiazione solare.

Una volta "catturata" l'energia del Sole (sorgente) il processo di produzione ovvero conversione in energia elettrica è quindi del tutto analogo a quanto avviene in una comune centrale termoelettrica, ma senza emissioni di fumi.

In generale si possono definire un'efficienza di captazione del calore da parte degli specchi rispetto all'energia solare totale incidente (1ª conversione), un'efficienza nel trasporto del calore nel tubo centrale, un'efficienza nell'accumulo di calore nel serbatoio di accumulo, un'efficienza di conversione del calore accumulato in energia elettrica (2ª conversione) e un'efficienza totale del rispetto alla fonte primaria di energia che si ottiene come prodotto delle varie efficienze precedenti.

Gli specchi concentratori sono completamente automatizzati in modo da inseguire costantemente il Sole nel suo moto apparente in cielo (sono detti per questo eliostati), massimizzando così la resa di captazione solare durante l'intero arco della giornata. In caso di forte vento è previsto l'abbassamento verso terra degli specchi in modo da evitare rotture, posizione utilizzata anche per pulire gli specchi.

Una centrale solare a torre, nota anche come centrale termosolare a concentrazione (CSP, Concentrated Solar Power), funziona sfruttando la luce solare concentrata per produrre calore ad alta temperatura, che viene poi utilizzato per generare elettricità attraverso un ciclo termico convenzionale.

Cosa succede quando si attiva?

1.Raccolta della luce solare: La centrale utilizza un campo di specchi orientabili, detti eliostati, che riflettono e concentrano la luce solare verso un ricevitore situato sulla cima di una torre centrale. Gli eliostati seguono il movimento del sole per massimizzare l’efficienza della riflessione durante il giorno.

2.Conversione in calore: Il ricevitore sulla torre assorbe la radiazione solare concentrata, trasformandola in calore. Questo calore è utilizzato per riscaldare un fluido termovettore (che può essere sale fuso, aria, acqua o vapore) a temperature molto elevate, tipicamente tra 400°C e 1000°C.

3.Produzione di elettricità: Il fluido termovettore ad alta temperatura trasporta il calore verso un generatore di vapore, dove il calore viene utilizzato per produrre vapore ad alta pressione. Il vapore aziona poi una turbina collegata a un generatore, producendo elettricità. Dopo che il vapore ha rilasciato il suo calore, viene condensato in acqua e riportato al generatore di vapore, completando il ciclo.

4.Stoccaggio del calore: Uno dei vantaggi delle centrali solari a torre è la possibilità di immagazzinare il calore in eccesso, tipicamente utilizzando sali fusi, per produrre elettricità anche di notte o in condizioni di nuvolosità.

1. Dimensioni possibili di una centrale a torre

-Dimensioni del campo di eliostati: Un impianto può coprire da poche decine fino a centinaia di ettari, con migliaia di eliostati disposti in maniera tale da massimizzare la concentrazione della luce solare sulla torre.

-Altezza della torre: Le torri possono raggiungere altezze dai 100 ai 200 metri, per ottimizzare la ricezione della luce solare concentrata da parte del ricevitore.

-Potenza prodotta: La potenza di una centrale solare a torre può variare considerevolmente in base alle sue dimensioni e alla tecnologia impiegata. Gli impianti più piccoli possono produrre poche decine di megawatt (MW), mentre gli impianti più grandi possono superare i 100 MW. Ad esempio, un impianto da 100 MW può generare abbastanza elettricità per soddisfare il fabbisogno energetico di circa 75.000 abitazioni.

A discapito di queste ultime caratteristiche, possiamo dire che in Italia non possono essere progettate centrali solari a torre, il perché è semplice: in Italia non si trovano zone tanto estese da poterle impiantare.

Le varie difficoltà

• Costi iniziali: L’investimento iniziale per la costruzione di una centrale solare a torre può essere significativo, a causa della complessità tecnologica e dell’estensione del campo di eliostati.

• Impatto ambientale: Anche se rappresentano una fonte di energia rinnovabile, queste centrali richiedono grandi estensioni di terra, potendo avere un impatto sull’habitat locale e sulla biodiversità.

• Manutenzione: La manutenzione dei migliaia di eliostati e la gestione di un impianto di tale complessità tecnologica possono presentare sfide operative.