Sfruttare il sole: sistemi di energia solare concentrata

May 25, 2023

Mentre il mondo continua ad affrontare gli effetti del cambiamento climatico e l’urgente necessità di passare a fonti energetiche più pulite e sostenibili, i sistemi di energia solare concentrata (CSP) sono emersi come una soluzione promettente. A differenza dei tradizionali pannelli solari fotovoltaici (PV) che convertono la luce solare direttamente in elettricità, i sistemi CSP utilizzano specchi o lenti per concentrare la luce solare su una piccola area, generando calore che può essere utilizzato per produrre elettricità. Questa tecnologia innovativa ha il potenziale per rivoluzionare il modo in cui generiamo e consumiamo energia, fornendo un’alternativa affidabile ed economicamente vantaggiosa ai combustibili fossili.

Uno dei principali vantaggi dei sistemi CSP è la loro capacità di immagazzinare energia sotto forma di calore, che può essere utilizzata per generare elettricità anche quando non splende il sole. Ciò rende il CSP una fonte di energia più affidabile e costante rispetto all’energia solare fotovoltaica ed eolica, che sono entrambe intermittenti e dipendenti dalle condizioni meteorologiche. Inoltre, gli impianti CSP possono essere progettati per fornire energia su richiesta, rendendoli una soluzione ideale per la stabilità della rete e riducendo la necessità di energia di riserva da impianti a combustibili fossili.

I sistemi CSP possono essere classificati in quattro tipologie principali: paraboliche, Fresnel lineari, power tower e sistemi parabolici/motori. I sistemi parabolici utilizzano specchi curvi per focalizzare la luce solare su un tubo centrale contenente un fluido termovettore, che viene poi utilizzato per generare vapore e azionare una turbina. I sistemi lineari di Fresnel sono simili ai recipienti parabolici ma utilizzano specchi piatti e una serie di ricevitori per concentrare la luce solare. I sistemi a torre elettrica utilizzano un campo di specchi per dirigere la luce solare su una torre centrale, dove il calore viene utilizzato per generare vapore e azionare una turbina. I sistemi parabola/motore utilizzano una parabola per focalizzare la luce solare su un ricevitore, che poi alimenta un motore Stirling per generare elettricità.

Il mercato globale dei CSP ha registrato una crescita significativa negli ultimi anni, spinto da politiche governative e incentivi volti a promuovere l’energia rinnovabile. Secondo l’Agenzia internazionale per le energie rinnovabili (IRENA), la capacità totale installata di CSP in tutto il mondo ha raggiunto i 6,4 gigawatt (GW) nel 2020, con importanti progetti in fase di sviluppo in paesi come Cina, Marocco e Stati Uniti. Man mano che la tecnologia continua a maturare e i costi diminuiscono, si prevede che il CSP svolgerà un ruolo sempre più importante nel mix energetico globale.

Uno dei progetti CSP più ambiziosi attualmente in fase di sviluppo è il Complesso Noor in Marocco, che mira a generare 580 megawatt (MW) di elettricità e ad alimentare oltre un milione di case. Il progetto consiste di quattro impianti separati, con la prima fase, Noor I, già operativa e che utilizza la tecnologia del canale parabolico. Le restanti fasi, Noor II e Noor III, utilizzeranno una combinazione di tecnologie di vasche paraboliche e torri elettriche, mentre Noor IV incorporerà pannelli fotovoltaici per aumentare ulteriormente la capacità dell'impianto.

Nonostante i suoi numerosi vantaggi, la tecnologia CSP deve ancora affrontare diverse sfide che devono essere affrontate per garantirne un’adozione diffusa. Uno degli ostacoli principali è l’elevato costo iniziale degli impianti CSP, che può essere significativamente più costoso dei progetti di energia solare fotovoltaica o eolica. Tuttavia, poiché la tecnologia continua ad avanzare e si ottengono economie di scala, si prevede che i costi diminuiranno, rendendo la CSP più competitiva con altre fonti di energia rinnovabile.

Un’altra sfida è la necessità di ampie aree di terreno con elevata irradiazione solare, che può limitare il potenziale di implementazione dei CSP in alcune regioni. Per superare questa limitazione, i ricercatori stanno esplorando soluzioni innovative come impianti CSP galleggianti e sistemi ibridi che combinano CSP con altre tecnologie di energia rinnovabile.

In conclusione, i sistemi di energia solare a concentrazione offrono una soluzione promettente al crescente fabbisogno energetico mondiale, fornendo un’alternativa affidabile e sostenibile ai combustibili fossili. Poiché la tecnologia continua ad evolversi e i costi diminuiscono, la CSP ha il potenziale per svolgere un ruolo fondamentale nella transizione globale verso un futuro energetico più pulito e resiliente.