Solar Thermo Electric Magaldi (STEM®)
Un rivoluzionario sistema CSP/CST con accumulo termico
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.
![molten silica sand in CSP plant molten silica sand in CSP plant](/sites/default/files/styles/1250xh_scale/public/2022-08/20200720_090642.jpg?itok=yQFlB9Qa)
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.
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