Sistemi a collettori parabolici lineari

Sistemi a collettori parabolici lineari

La tecnologia attualmente più matura per la produzione di energia elettrica da solare termodinamico è quella che utilizza i collettori parabolici lineari: da circa 20 anni sono in esercizio a Kramer Juction, in California, nel deserto del Mojave, nove grandi impianti termoelettrici solari di questo tipo (SEGS, Solar Electric Generating Systems), per una potenza elettrica complessiva di oltre 350 MW.

Schema funzionale di un collettore parabolico di un impianto solare termico

In tali impianti, il campo solare ha una struttura modulare ed è costituito da collettori parabolici lineari collegati in serie e disposti in file parallele della lunghezza di alcune centinaia di metri. Ciascun collettore è costituito da un riflettore di forma parabolica (comune specchio di vetro) che concentra i raggi solari su un tubo assorbitore (ricevitore) disposto sul fuoco della parabola. Un fluido portatore di calore, tipicamente olio minerale, pompato attraverso i tubi ricevitori, alimenta una stazione di potenza localizzata al centro del campo solare. Il calore così prodotto viene trasformato in vapore allo scopo di far funzionare un gruppo turbo-generatore elettrico. La temperatura tipica di operazione è di 390 °C.

Impianto a collettori parabolici lineari di Kramer Juction (California)

Questa tecnologia, tuttavia, presenta alcune serie limitazioni, che ne hanno impedito la diffusione più ampia. I principali problemi riguardano:

• la dipendenza della produzione di energia elettrica dalla intermittenza e dalla variabilità della fonte solare che costringe all'utilizzo di combustibili fossili per integrare la produzione di energia termica. Essi sono quindi degli impianto "ibridi" solare-combustibile fossile;
• la bassa efficienza di conversione degli impianti, dovuta alla limitata efficienza di raccolta dell'energia solare e alla bassa temperatura di lavoro del fluido portatore di calore (<>
• il costo elevato dell'energia elettrica prodotta, conseguenza della bassa efficienza e dell'elevato costo di costruzione degli impianti;
• l'alta pericolosità del fluido di lavoro: tossico e altamente infiammabile alla temperatura di esercizio.