Moduli solari a concentrazione parabolica

Generazione ibrida di energia e calore: un innovativo modulo solare a concentrazione parabolica in fase di sviluppo al TU Graz (Technische Universität Graz).

I raggi solari focalizzati su celle fotovoltaiche a concentrazione che utilizzano specchi parabolici non forniscono solo elettricità, ma anche energia termica per processi industriali, riscaldamento o raffreddamento. Tre innovazioni tecnologiche riducono significativamente i costi.

Un team internazionale guidato da Armin Buchroithner dell’Istituto di Misure Elettriche e Sistemi di Sensori dell’Università di Tecnologia di Graz (TU Graz) ha sviluppato un collettore parabolico con celle fotovoltaiche a basso costo. Può essere utilizzato per generare energia solare e termica allo stesso tempo.

Il modulo solare sviluppato consiste in uno specchio concavo a forma di trogolo che focalizza i raggi solari sulle celle fotovoltaiche disposte sulla linea focale. Il calore disperso dalle celle solari viene trasferito a un fluido termovettore che scorre lungo il retro delle celle in un sistema di tubi. L’energia termica ed elettrica così generata può essere utilizzata, ad esempio, per il riscaldamento e il raffreddamento climatico degli edifici o per vari scopi industriali. Ad esempio nell’industria alimentare o tessile.

La radiazione solare viene amplificata da 60 a 120 volte

L’idea di generare contemporaneamente elettricità e calore dalla radiazione solare esiste dagli anni ’70. Ma non ha avuto successo a causa dei costi elevati e dei problemi tecnologici. La situazione potrebbe ora cambiare, poiché il team di Buchroithner è riuscito a sviluppare diverse innovazioni tecnologiche nel corso del progetto di ricerca ECOSun – Economic COgeneration by Efficiently COncentrated SUNlight.

In collaborazione con il partner IMK Solarmirrotec, i collettori parabolici sono stati prodotti in modo molto più efficiente. Sono stati utilizzati metodi di produzione industriale come la tecnologia di stampaggio a iniezione. Le celle solari al silicio sviluppate con il centro di ricerca turco GÜNAM sono economiche e robuste. In grado quindi di resistere alle alte temperature della luce solare concentrata. Si tratta di un fattore importante, poiché gli specchi parabolici amplificano l’irradiazione solare di un fattore compreso tra 60 e 120. I ricercatori sono riusciti anche a ottimizzare il raffreddamento delle celle solari, rendendo il calore residuo più utilizzabile per ulteriori applicazioni.

“Questo approccio ha il potenziale per dare un contributo significativo alla transizione energetica“, afferma Armin Buchroithner. Finora, le centrali solari a concentrazione parabolica sono state collocate quasi esclusivamente in regioni particolarmente soleggiate come la Spagna o il Golfo Persico. “Tuttavia, i nostri test hanno dimostrato che può essere utile anche qui in Austria o in altre regioni per sostituire i combustibili fossili nei processi industriali“.

Oltre alla TU Graz, il consorzio di ricerca ECOSun comprende il Centro per la ricerca e l’applicazione dell’energia solare di Ankara, il Centro tecnologico per il trasferimento di calore e massa dell’Universitat Politècnica de Catalunya di Barcellona e i partner industriali IMK GmbH Solarmirrortec di Seitenstetten e iTech Solar di Ankara. Il progetto di ricerca è stato finanziato in parti uguali dall’Agenzia austriaca per la promozione della ricerca e dall’Unione Europea nell’ambito del programma SOLAR-ERA.NET Cofund.

Questa ricerca si inserisce nel campo di competenza “Sistemi sostenibili”, uno dei cinque punti strategici della TU Graz.

Fonte articolo: Hybrid Electricity and Heat Generation: Innovative Parabolic Trough Solar Module Being Developed at TU Graz

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