Airlight Energy e IBM: tecnologia solare termo-fotovoltaica ad alta concentrazione con un occhio ai siti remoti
L’IEA (Agenzia Internazionale dell’Energia), secondo le ultime stime, indica nel 20% della popolazione mondiale, quella che non ha ancora accesso alcuno all’energia elettrica, una priorità fondamentale oltre che per gli utilizzi diretti, per dare risposte a problematiche fondamentali per la vita delle popolazioni, come la dissalazione delle acque, piuttosto che il fabbisogno di calore. Scopriamo l’innovativa proposta IBM e Airlight Energy.
Questo ancora ingente parte di popolazione del pianeta, composto da circa 1 miliardo di persone, vive infatti in aree rurali dove le infrastrutture energetiche sono obsolete o inesistenti. Una situazione destinata a protrarsi in futuro, rischiando di costituire un problema ancor più rilevante a fronte dell’incremento della domanda elettrica stimato in circa il 2,2% all’anno nei prossimi 20 anni.
Un incremento che per poter essere soddisfatto, richiederebbe investimenti dell’ordine di circa 740 miliardi all’anno. Un interessante progetto che ha come focus obiettivi come quelli analizzati, è quello implementato dallo spin-off DSolar del gruppo Airlight Energy e IBM Research di Zurigo
Una azienda quella svizzera, che avevo avuto modo di conoscere, valutando varie tecnologie di solare a concentrazione (CSP), nell’ambito delle quali, la stessa ha messo a punto un originale sistema che utilizza come fluido termoconvettore, addirittura aria (vedi foto a destra), in luogo di altro termoconvettori come oli diatermici o sali fusi come quelli utilizzati nel progetto Archimede ideato da Carlo Rubbia. Tornando all’accordo con IBM, lo stesso prevede lo sviluppo di una tecnologia solare termo-fotovoltaica ad alta concentrazione per fornire energia anche nelle zone più remote e non servite dalle tradizionali infrastrutture elettriche.
Destinatari prioritari dell’intervento, come tutte le tecnologie a concentrazione, i paesi che insistono nella cosiddetta “Sunbelt”, che comprende alcune aree geografiche di Europa, Africa, Penisola araba, parte Sud-Occidentale del Nord America, Sud America, Giappone e Australia.
La principale peculiarità della soluzione messa a punto, è costituita dalla possibilità di produrre in un’unica applicazione integrata, elettricità, acqua calda sanitaria, aria condizionata, acqua potabile e/o acqua desalinizzata.
Il sistema è basato su un modulo di concentrazione di tipo solar dish (Disco-Parabola solare), che concentra i raggi solari fino ad un fattore di 2.000 in una configurazione termofotovoltaica, convertendo l’80% della radiazione solare captata in energia utile per la produzione di 12 kWelettrici e 20 kWtermici di calore, sufficienti a coprire approssimativamente il fabbisogno energetico di circa 10 abitazioni.
Cuore pulsante del sistema è costituito dal sistema di raffreddamento a liquido sviluppato da IBM, di derivazione informatica, già utilizzato con successo per i supercomputer (Aquasar -schema a sinistra e SuperMUC). Si tratta di una struttura, simile ad un girasole, realizzata con materiali a base cementizia dalle caratteristiche meccaniche simili all’alluminio ma 5 volte meno costosi e producibili anche sul sito di installazione.
La struttura è inoltre avvolta in un involucro pneumatico trasparente, capace di garantire protezione contro polvere, agenti atmosferici e altri fattori esterni. Elaborato anche il cuore del sistema di conversione termofotovoltaico, basato su una architettura di conversione a layers, come illustrato, sia schematicamente che fisicamente nelle immagini seguenti.
Secondo Bruno Michel, esperto in energia e packaging presso la divisione Ricerca di IBM “: uno dei valori centrali in IBM è l’innovazione, importante per la nostra azienda e per il mondo. Data la crescente domanda della nostra rete energetica e le limitate risorse naturali, non posso che pensare ad un modo migliore di trasferire questo valore se non distribuendo energia solare accessibile al mercato”.
Particolare attenzione nella realizzazione del nuovo “dish”, è stata posta, da parte del team di ricercati di Airlight Energy ed IBM anche agli aspetti estetici, fondamentali per assicurare una ottimale integrazione architettonica sia in contesti rurali sia in aree fortemente antropizzate ed urbanizzate, minimizzando l’impatto ambientale a vantaggio anche di un uso intelligente e razionale del territorio, permettendone l’installazione anche in ambiti di scarsità di suolo e in combinazione con altre attività vicine o potenzialmente interferenti. Secondo Gianluca Ambrosetti, capo ricerca Airlight Energy e responsabile del progetto, “Con l’HCPVT stiamo introducendo una nuova generazione di tecnologia a energia solare.
Airlight Energy ha costituito una spin-off denominata Dsolar per commercializzare, concedere in licenza e vendere i sistemi HCPVT a livello globale. Ci aspettiamo di stringere accordi con i principali player internazionali del settore industriale per portarne sul mercato una versione commerciale entro il 2017”.
In questa fase Dsolar sta esaminando diverse opzioni di finanziamento, non escludendo una possibile quotazione sul mercato azionario. Il progetto originario iniziale al quale hanno partecipato oltre ad IBM Research di Zurigo e ad Airlight Energy, anche il Politecnico Federale di Zurigo ETH e l’Università Interstatale di Scienze Applicate di Buchs NTB, ha ricevuto un finanziamento dalla Commissione elvetica per la tecnologia e l’innovazione. La pianificazione operativa prevede l’installazione di due prototipi dell’HCPVT nell’ambito del programma IBM Smarter Cities Challenge al quale sono stati invitati ad iscriversi i comuni attraverso il sito per vedersi garantito il diritto di accesso ai sistemi. I vincitori del concorso saranno annunciati nel mese di dicembre di quest’anno e potranno vedere iniziare le opere di installazione degli impianti a partire dal 2016.
A seguire un suggestivo video del nuovo sistema HCPVT
Non meno interessante anche questo video che approfondisce il performante sistema di raffreddamento utilizzato nel supercomputer Aquasar di IBM
Sauro Secci
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