LEDS – L'Energia Degli Studenti

Associazione di studenti di Ingegneria dell'Energia, Elettrica ed Energetica dell'Università di Padova

Collettori solari per applicazioni a media temperatura

Martedì, 15 novembre ore 16.30, aula M1, DIM.
Incontro con la ricerca, 4° appuntamento primo semestre

L’EVENTO
img_2016-11-13-085327L’ing. Matteo Bortolato, membro del gruppo di ricerca supervisionato dal professor Del Col, ha illustrato nel suo intervento per il ciclo di incontri “Martedì della Ricerca”, gli ultimi sviluppi per i collettori solari a concentrazione da loro studiati. Questa realizzazione si inserisce nel contesto delle applicazioni solari a media temperatura, tecnologia ancora non del tutto matura ma molto promettente. Nel più generale ambito dello sfruttamento della radiazione solare per applicazioni di tipo termico (quindi non fotovoltaico) si possono distinguere tre diversi campi di temperatura in cui operano tecnologie diverse:

• Bassa temperatura, per applicazioni fino a 150°C: per la produzione di acqua calda sanitaria, riscaldamento di edifici o solar cooling. Si utilizzano in questo caso collettori solari piani o a tubi evacuati, non a concentrazione, che sfruttano la radiazione solare sia diretta che diffusa; la tecnologia è oggigiorno matura.

• Applicazioni per CSP (Concentrated Solar Power) o ad alta temperatura per la produzione di energia elettrica: oltre i 200°C. Utilizzano sempre apparecchiature a concentrazione di radiazione diretta, che permettono di raggiungere temperature molto più elevate, e possono essere di tipo a parabola, di Fresnel o a eliostati;

• Applicazioni a media temperatura, fra i 150°C e 200°C: possono potenzialmente essere impiegate per processi industriali con sfruttamento del calore di processo, per la desalinizzazione di acqua, per solar cooling ad efficienza elevata e per refrigerazioni fino a -20°C. La tecnologia non è ancora matura, gli impianti sono ancora pochi. Sfrutta una tecnologia analoga alla CSP, la differenza fra le due risiede principalmente nelle dimensioni degli impianti (in questo caso più ridotte rispetto agli impianti CSP).

Le applicazioni a media temperatura sono ancora in fase di studio e sperimentazione, al momento gli scopi principali della ricerca in questo campo comprendono l’aumento delle prestazioni e il ridimensionamento dei costi – che al momento possono raggiungere i 1300 €/m 2 – anche in accordo con gli obiettivi europei espressi nella Technolgy Roadmap, documento che definisce alcune linee guida per il miglioramento dell’utilizzo di fonti rinnovabili. Questa tecnologia può essere impiegata in diversi settori dell’industria, fra cui alimentare, tessile, produzione della carta e di materie plastiche, ma anche nel caso sia richiesto del vapore o vi siano esigenze di sterilizzazione. L’installazione di tali impianti ovviamente porterebbe ad avere maggiori benefici nelle zone ad elevata insolazione quali il bacino mediterraneo, l’Africa e l’America centro meridionali ad esclusione delle zone tropicali, la California, l’Australia, l’India e la Cina. Attualmente gli obiettivi del gruppo di ricerca del professor Del Col comprendono il miglioramento della tecnologia del concentratore, elemento fondamentale, e l’integrazione architettonica dell’impianto, che presenta non pochi problemi, essendo esso necessariamente mobile. Una soluzione a questo problema può essere l’utilizzo di collettori solari a sezione trasversale semicircolare in cui l’unico elemento semovibile è il concentratore che permette di seguire il cambiamento della direzione della radiazione incidente durante l’arco della giornata. Questa soluzione permetterebbe l’installazione su un tetto, raggiungendo efficienze circa pari al 50% o poco più in giornate molto soleggiate.
Altra soluzione proposta è quella che prevede l’installazione di un collettore in parte parabolico e in parte lineare inclinato di 45° che permette di ovviare al problema della dissipazione di energia: infatti il collettore piano permette di assorbire tanta radiazione incidente quanto un collettore cilindrico, riducendo però l’area di scambio con l’esterno. Ultimo dei filoni di ricerca presentati: l’assorbimento selettivo diretto tramite l’utilizzo di fluidi particolari. Il collettore è fornito di una superficie vetrata mentre il fluido che scorre all’interno è selettivo e dotato esso stesso di proprietà ottiche particolari. Il punto più caldo del ricevitore diventa il fluido stesso e non più la superficie di scambio come avveniva per collettori rivestiti di vernice selettiva: si ha di conseguenza una minor dissipazione verso l’esterno di calore. Si utilizzano dei particolari nanofluidi, che presentano un’elevata superficie concentrata in pochi cm 2 che permette di assorbire quasi tutta la radiazione solare utilizzandone piccole quantità. Ci si aspetta perciò da questa tecnologia un netto miglioramento delle prestazioni.

L’OSPITE
L’incontro è stato tenuto dall’Ingegner Matteo Bortolato, che si occupa dell’utilizzo di collettori solari a concentrazione media temperatura con il gruppo di ricerca STET (Sustainable Thermal Energy Technologies) guidato dal prof. Del Col del Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Padova.

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LEDS propone agli studenti un’opportunità unica di imparare al di fuori dello studio tradizionale, di interessarsi e soprattutto di appassionarsi alle tematiche energetiche ed elettriche. Gli eventi LEDS permettono anche di comprendere meglio il mondo post universitario in particolare di conoscere gli ambiti lavorativi e di ricerca. Infine non manca mai la possibilità di trovare spunti per le tesi, stage e tirocini.

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admin • 13 novembre 2016


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