STEM® - Concentrated Solar Power and Thermal

Per rimanere competitiva rispetto al fotovoltaico, la tecnologia CSP/CST ha dovuto mettere in tavola qualcosa di unico, e lo ha fatto con il sistema di accumulo termico (TES).
L'utilizzo di sistemi di accumulo termico negli impianti CSP/CST consente la produzione di energia elettrica anche dopo il tramonto, rendendo la tecnologia in grado di occupare una percentuale maggiore del mix energetico.
Quasi tutti i nuovi impianti CSP/CST operativi o in costruzione sono dotati di un sistema TES.
Magaldi ha sviluppato e brevettato la tecnologia STEM^®-CSP/CST per produrre energia elettrica e termica dalla radiazione solare. Questo sistema, la cui vita utile prevista supera i 30 anni, ha tutte le carte in regola per svolgere un ruolo cruciale nel processo globale di decarbonizzazione.

Working concept

Integrato ad un sistema di accumulo termico a particelle solide, STEM^®-CSP/CST genera energia anche nelle giornate nuvolose e nelle ore successive al tramonto o prima dell'alba.
La radiazione solare viene catturata attraverso un campo eliostatico, concentrata su un riflettore secondario (beam down) e focalizzata nel ricevitore a letto fluido. Quest'ultimo è costituito da serbatoi coibentati che contengono sabbia silicea, fluidizzata e riscaldata a temperature superiori a 600 °C. Il ricevitore a letto fluido funziona come un sistema di accumulo e immagazzina efficacemente l'energia termica, che può essere estratta quando necessario per la produzione di vapore o energia.

Sabbia silicea vs. sali fusi

Generalmente, gli impianti CSP/CST con accumulo termico utilizzano i sali fusi che, però, presentano importanti limiti.
Magaldi ha basato la sua tecnologia su un materiale diverso. L'utilizzo di un materiale poco costoso e facilmente reperibile come la sabbia silicea è un fattore chiave per il sistema STEM^®-CSP/CST.
La sabbia permette di superare i limiti posti dai sali fusi, grazie a:

• Capacità di raggiungere temperature più elevate: il punto di fusione della sabbia silicea è di ca. 1500°C. Fino a questa temperatura la sabbia mantiene le sue caratteristiche termofisiche.
• Design compatto: il ricevitore solare, lo scambiatore di calore e il sistema di accumulo termico sono tutti integrati in un unico dispositivo. Ciò si traduce in un sistema su piccola scala con un ingombro ridotto, ideale per complessi industriali.

Principali applicazioni

STEM^®-CSP/CST può essere utilizzato per generare:

• Energia elettrica. Il vapore prodotto viene utilizzato per azionare una turbina a vapore, oppure, grazie alle alte temperature raggiunte dal letto di sabbia, è possibile utilizzare la CO₂ allo stato supercritico in un ciclo Brayton al posto del classico ciclo a vapore;
• Energia termica. Il calore raccolto dalla radiazione solare viene utilizzato per generare vapore o aria calda da utilizzare direttamente nei processi termici industriali.

La produzione di energia elettrica e termica può essere eseguita contemporaneamente.

Gli usi e le applicazioni di STEM^®-CSP/CST possono essere molteplici e diversi. L’energia prodotta può, infatti, essere impiegata per usi civili (elettricità, generazione di calore e accumulo termico), agricoli (vapore, acque pulite mediante desalinizzazione) o per usi industriali. Ciò la rende la soluzione ideale per soddisfare il fabbisogno energetico futuro e per favorire lo sviluppo delle comunità locali off-grid, rendendole indipendenti dalle reti di trasmissione e distribuzione.