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Energia pulita: dalla Sardegna un’innovazione per il solare

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I primi giorni di febbraio è stata depositata una richiesta di brevetto nazionale per applicazioni nel settore delle energie rinnovabili: “Procedimento e dispositivo per il controllo di un impianto ad energia solare del tipo a concentrazione su più torri con eliostati”.

I proponenti sono Erminia Leonardi e Marco Cogoni, due ricercatori del CRS4, centro di ricerca interdisciplinare situato a 40 km da Cagliari presso il Parco Tecnologico Polaris di Sardegna Ricerche. Con la loro scoperta, Leonardi e Cogoni provano a dare una spinta a quel tipo di impianto basato sulla tecnologia del solare termodinamico introdotta da Carlo Rubbia - osteggiato spesso dai sostenitori del nucleare, anche per la realizzazione del Progetto Archimede dell'ENEA a Priolo, in Sicilia - che garantisce una quantità di energia pulita eccezionalmente alta, ad esempio, a Sanlucar la Mayor in Andalusia. Questo tipo di impianto funziona grazie a un sistema a concentrazione con tecnologia a torre: un'installazione a terra di specchi motorizzati (eliostati) cattura la luce del sole e la riflette alla torre centrale dell'impianto, in grado di convertire termicamente l’energia luminosa raccolta. 

Di base, in realtà, è un'idea piuttosto antica (basti pensare ad Archimede e ai suoi specchi). I ricercatori del centro di eccellenza di Pula guardano però ancora più in alto e con più torri, per portare anche in Italia i vantaggi offerti dalla tecnologia messa a punto. L’invenzione per cui si richiede il brevetto consiste, infatti, in un sistema di calcolo in grado di stimare, in tempo reale, la quantità di luce raccolta da un impianto multi-torre e di gestire l’orientamento degli specchi in modo da ottimizzare l’efficienza di produzione energetica, in base a variabili come lo spostamento del sole e le condizioni metereologiche avverse (pioggia o nuvolosità, ad esempio).
Gli eliostati potranno, in sostanza, ‘scegliere’ quale è la torre dell’impianto più efficiente verso cui riflettere la luce raccolta, a seconda delle circostanze, garantendo così il massimo di produzione di energia possibile. Tutto questo grazie a un software – sia Leonardi che Cogoni sono esperti di programmazione oltre che di fonti rinnovabili – che orienta in modo conveniente e opportuno gli eliostati, in riferimento alla simulazione numerica del flusso di energia in entrata e in uscita.

Questo video  sintetizza un modello di calcolo effettuato con 4 torri e 4 eliostati, considerando la posizione del sole allo zenith, un diametro di 3,5 metri degli specchi, 40 metri di altezza delle torri e una copertura quasi totale del terreno. La simulazione dimostra che si può passare da una disposizione più simmetrica tra eliostati e torre singola a una apparentemente più disordinata, ma che riduce al minimo le ombre e la dispersione dei raggi solari.
In cifre: dal 30 al 40% di livello di efficienza in più, rispetto a quelli - già comunque molto alti - dei sistemi a concentrazione a una torre.

Ma non è tutto. Un ostacolo da superare per l’evoluzione futura degli impianti solari è quello dell’impatto ambientale – si fa strada l’esigenza di puntare a sistemi integrati su tetto anche in Italia, in seguito al veloce sviluppo di impianti fotovoltaici a terra, per non occupare troppo suolo di pannelli fotovoltaici. A questo proposito, il brevetto di CRS4 prevede la possibilità di modulare altezza e disposizione di torri e specchi, per minimizzare la superficie di terreno coperto, anche in base alle caratteristiche olografiche del sito selezionato per l’impianto, riducendo, di conseguenza, il livello di impatto visivo, che spesso provoca i ‘risentimenti’ degli ambientalisti.

Il sistema potrà essere applicato agli impianti già esistenti in Spagna, Israele, Stati Uniti e Africa, oltre a lanciare la variante a torre multipla a casa nostra. Auspicabilmente in Sardegna, capofila di questa innovazione tecnologica ed energetica.


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