Grazie a un nuovo design, il Sandia migliora del 20% l’efficienza dei ricevitori solari. Più facile realizzare piccoli impianti economicamente convenienti
(Rinnovabili.it) – Gli impianti di solare a concentrazione non sono ancora entrati nella piena maturità tecnologica: i prezzi dell’energia prodotta sono alti, i progetti, per essere commercialmente validi, devono essere giganteschi, limitando anche le possibilità d’istallazione. Eppure c’è una parte di mercato, come quello indiano, che non vede l’ora di poter investire in piccole centrali di solare termodinamico, da 1 MW di potenza o anche meno, per offrire delle soluzioni energetiche offgrid a villaggi o comunità rurali.
Migliorare l’efficienza della tecnologia è l’unica strada percorribile per raggiungere questo obiettivo. Un valido aiuto in tal senso arriva dai frattali, quegli oggetti geometrici che si ripetono internamente nella loro forma su scale diverse. La geometria alla base di queste strutture ricorrenti, ha ispirato gli ingegneri del Sandia National Laboratories, aiutandoli a progettare un assorbitore solare fino al 20% più efficiente di quelli usati attualmente.
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Le centrali solari termodinamiche utilizzano enormi campi di specchi (chiamati elioostati) per riflettere la luce del sole sui ricevitori. Quella luce concentrata riscalda fluidi che scorrono nei pannelli assorbitori, producendo vapore che a sua volta aziona una turbina per generare energia. Normalmente, questi pannelli sono costituiti da tubi disposti su strutture piatte o cilindriche, incapaci per loro natura di catturare il 100% della luce incidente.
Il team del Sandia ha modificato il disegno del ricevitore in modo da sfruttare la geometria frattale al posto delle strutture piatte. Il sistema permette alla luce di rimbalzare all’interno della struttura stessa, assorbendo in maniera più efficiente il calore (più 20%). I nuovi ricevitori, ipotizzano gli scienziati, potrebbero anche esser fabbricati direttamente dalla stampa 3D, utilizzando una lega di nichel chiamata Inconel 718 e rendendo il processo produttivo rapido ed economico.
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L’obiettivo a lungo termine degli scienziati del Sandia Lab è testare questi nuovi ricevitori in combinazione con la CO2 supercritica. L’impiego della CO2 supercritica quale fluido di lavoro in cicli di potenza, aumenterebbe ulteriormente l’efficienza del solare a concentrazione, riducendo i volumi dell’impianto e i costi. L’ingombro ridotto e il prezzo più economico consentirebbero di accelerare lo sviluppo di progetti su piccola scala.
