Nel deserto del Gansu, nel nord-ovest della Cina, è entrata in funzione una centrale solare molto particolare: invece di pannelli fotovoltaici, usa decine di migliaia di specchi che concentrano la luce del Sole su due torri alte oltre 200 metri. Il calore raccolto viene immagazzinato in serbatoi di sali fusi e trasformato in elettricità anche dopo il tramonto. Secondo i media cinesi si tratta del primo impianto commerciale di questo tipo con due torri che condividono lo stesso campo di specchi.
Solare termodinamico: una tecnologia diversa
Quando si parla di energia solare si pensa di solito ai pannelli fotovoltaici, che trasformano direttamente la luce in elettricità. Esiste però un'altra tecnologia, il solare a concentrazione o termodinamico (CSP, Concentrated Solar Power). Qui la luce del Sole viene concentrata con specchi per produrre calore ad alta temperatura, che serve a generare vapore e far girare una turbina, esattamente come in una centrale tradizionale, ma senza bruciare combustibili.
Esistono diversi tipi di impianti CSP: con specchi parabolici lineari, con collettori lineari di Fresnel, con parabole e con torre centrale. In quest'ultimo caso migliaia di specchi piani, chiamati eliostati, ruotano durante il giorno seguendo il movimento del Sole e riflettono la luce verso un ricevitore posto in cima a una torre.
Perché due torri
In una centrale a torre singola, gli specchi più lontani o posizionati male rispetto alla torre riflettono la luce con meno efficienza, soprattutto in certe ore del giorno. Con due torri che condividono un campo di specchi, ogni eliostato può indirizzare la luce verso la torre più favorevole in quel momento. In questo modo si riducono le perdite e si sfrutta meglio lo spazio.
Secondo i dati diffusi dai media cinesi, l'impianto del Gansu utilizza circa 30.000 eliostati e la configurazione a doppia torre aumenterebbe l'efficienza di circa il 24% rispetto a un sistema a torre singola. L'impianto fa parte di un grande complesso energetico che integra anche fotovoltaico ed eolico: secondo le stesse fonti l'intero complesso produrrebbe circa 1,8 miliardi di kilowattora all'anno, evitando l'emissione di circa 1,5 milioni di tonnellate di anidride carbonica.
Il segreto dei sali fusi
Il vero vantaggio del solare termodinamico rispetto al fotovoltaico è la possibilità di immagazzinare energia in modo economico. Nel ricevitore in cima alla torre scorre una miscela di sali fusi, in genere nitrati di sodio e di potassio, che viene riscaldata a oltre 500 °C. I sali caldi vengono conservati in grandi serbatoi isolati e usati per produrre vapore quando serve, anche di notte o con il cielo nuvoloso.
In pratica la centrale funziona come una batteria termica: accumula il calore del Sole durante il giorno e lo restituisce sotto forma di elettricità nelle ore serali, quando la domanda è alta e il fotovoltaico non produce. Questo aiuta a stabilizzare le reti elettriche con molte fonti rinnovabili.
Il contributo italiano: il progetto Archimede
L'Italia ha avuto un ruolo pionieristico in questa tecnologia. Il fisico premio Nobel Carlo Rubbia, quando era presidente dell'ENEA, promosse lo sviluppo di impianti solari che usassero i sali fusi non solo per l'accumulo, ma anche come fluido che scorre direttamente nei tubi riscaldati dagli specchi. Da quel lavoro nacque la centrale Archimede, inaugurata nel 2010 a Priolo Gargallo, in Sicilia, integrata in una centrale a ciclo combinato: il primo impianto al mondo a usare i sali fusi in questo modo con specchi parabolici.
Il nome è un omaggio al leggendario episodio degli specchi ustori con cui, secondo la tradizione, Archimede avrebbe incendiato le navi romane durante l'assedio di Siracusa.
Altri impianti nel mondo
- Gemasolar, in Spagna, entrato in funzione nel 2011, è stato il primo impianto commerciale a torre con accumulo in sali fusi capace di produrre elettricità 24 ore su 24 nei mesi estivi.
- Noor Ouarzazate, in Marocco, è uno dei più grandi complessi solari al mondo e comprende una torre alta oltre 240 metri.
- Negli Stati Uniti, impianti come Ivanpah in California e Crescent Dunes in Nevada hanno mostrato le potenzialità ma anche le difficoltà tecniche ed economiche di questa tecnologia.
Vantaggi e limiti
Il solare termodinamico ha il vantaggio di produrre energia programmabile, ma richiede molto spazio, grandi quantità di radiazione solare diretta, quindi zone desertiche o molto soleggiate, e costi di costruzione superiori a quelli del fotovoltaico, che negli ultimi anni è diventato economicissimo. Per questo molti paesi puntano oggi su impianti ibridi, che combinano fotovoltaico, eolico, accumulo e solare termico, come nel caso del Gansu.
La storia delle grandi innovazioni energetiche ha radici lontane, come racconta la sfida tra Tesla ed Edison. Per i progetti che usano la tecnologia per studiare il clima leggi Destination Earth. Una panoramica tecnica è disponibile alla voce Concentrated solar power su Wikipedia.
Immagine: CGTN
