Centrali solari: tipologie e funzionamento, Presentazione della Prof.ssa Simona Rinaudo

Prof.ssa Simona Rinaudo

Centrali solariIl calore trasportato dalle radiazioni solari può essere sfruttato per produrre energia elettrica. Gli impianti in cui avviene questa trasformazione sono detti centrali solari. ...

SOLUCAR

Centrale a solare a torre

Centrale solare a specchi parabolici

Centrale fotovoltaica

La centrale solare a torre

Una centrale solare a torre è essenzialmente costituita da un'area di terreno che ospita un insieme di specchi (eliostati*) 1, speciali specchi piani disposti in cerchi concentrici, dotati di meccanismo di puntamento. Gli eliostati ruotano per seguire il movimento del sole e fanno convergere i raggi su una torre sulla cui sommità è installato un ricevitore 2. All'interno del ricevitore è presente un fluido termovettore che si surriscalda fino a raggiungere una temperatura di 500℃ e viene convogliato in un serbatoio di accumulo 3 contenente acqua. L'acqua riscaldata produce vapore che aziona la turbina 4 collegata all'alternatore 5 che trasforma l'energia meccanica in energia elettrica. Il vapore, raffreddato nel condensatore, torna allo stato liquido.

Centrale sotare a torre

serbatoio di accumulo acqua gli eliostati (specchi piani) fanno convergere i raggi sulla torre 1 raggi solari 5 l'alternatore genera energia elettrica 2 nello scambiatore termico l'acqua si surriscalda e si trasforma in vapore ricevitore con fluido termovettore 3 torre 4 il trasformatore innalza la tensione della corrente nel condensatore l'acqua si raffredda - il vapore mette in rotazione la turbina*eliostati: il loro impiego riguarda essenzialmente la focalizzazione in un unico punto di tutta la luminosità che riflettono. La più grande torre del mondo alimentata ad energia solare si trova appena fuori Siviglia in Spagna.

La centrale a collettori parabolici lineari

In questo tipo di centrale i raggi solari vengono riflessi da particolari specchi parabolici 1 che, seguendo il moto del Sole, li concentrano su un tubo ricevitore 2, posto sul fuoco della parabola al cui interno scorre il fluido termovettore che si surriscalda e viene convogliato in un serbatoio di accumulo 3. Il fluido surriscaldato, a una temperatura di circa 400° C, viene utilizzato per trasformare l'acqua del serbatoio in vapore che innesca il movimento della turbina collegata all'alternatore che trasforma l'energia meccanica in energia elettrica 4.

2 -tubo ricevitore con fluido termovettore 1 il vapore mette in rotazione la turbina 1 4 specchi parabolici 3 il trasformatore innalza la tensione della corrente vapore serbatoio di accumulo del fluido termovettore circuito di raffreddamento la rotazione della turbina trasmessa all'alternatore genera energia elettrica nello scambiatore termico l'acqua si surriscalda e si trasforma in vapore

Le celle fotovoltaiche

Per ottenere energia elettrica direttamente, a partire dalla radiazione solare luminosa, è possibile sfruttare le proprietà di alcuni materiali semiconduttori, come il silicio. Questi, quando sono colpiti dalla radiazione solare, sono in grado di mettere in movimento alcuni dei loro elettroni, generando così una corrente elettrica. Le apparecchiature in cui avviene la conversione da radiazione solare a corrente elettrica sono dette celle fotovoltaiche.

circuito silicio (P) quando la radiazione solare colpisce lo strato di silicio. questo emette elettroni dal contatto metallico, che è collegato direttamente alla rete elettrica, gli elettroni iniziano a muoversi generando una corrente silicio (N) contatto metallico gli elettroni migrano, cioè si spostano, nella parte inferiore della cella, sul contatto metallico giunzione P-N

Centrale fotovoltaica

Una cella fotovoltaica può essere unita ad altre per formare un pannello fotovoltaico, cioè un dispositivo che a sua volta può essere collegato ad altri in quantità proporzionata alla quantità di corrente che si vuole ottenere. La centrale fotovoltaica, detta anche parco fotovoltaico, è costituita da alcune centinaia di pannelli. La più grande centrale fotovoltaica d'Italia si trova in Puglia, a Troia (FG). La più grande centrale fotovoltaica si trova in Cina

Vantaggi

Tra i principali vantaggi risulta:

• Utilizzo di una fonte di energia rinnovabile.
• Non si produce alcun tipo di inquinamento.
• Risparmio: le spese per la corrente elettrica vengono abbattute, in quanto questa viene autoprodotta dunque è possibile produrre e usufruire di elettricità a costo zero.
• Scarsa manutenzione: la manutenzione necessaria è tutt'altro che frequente.
• Si tratta di sistemi scarsamente soggetti ad usura, che quindi implicano costi molto ridotti nel tempo. L'importante è occuparsi della pulizia dei pannelli, affinché la loro resa venga garantita. Per il resto è sufficiente un controllo generale una volta l'anno.

Svantaggi

• Costi iniziali: nonostante il ritorno sull'investimento, la spesa iniziale è molto alta.
• Fonte di energia discontinua (dovuta all'alternanza del giorno e della notte, al ciclo delle stagioni e alla variazione delle condizioni metereologiche) che obbliga ad utilizzare sistemi di accumulo dell'energia (batterie) o integrazione con impianti che utilizzano altre fonti energetiche.
• Bassa densità energetica, che rende necessario l'impiego di ampie superfici, con elevati costi di impianto.