Il solare cerca vie più pulite e competitive

Il primo fu Archimede. Nell'assedio di Siracusa, il capostipite degli inventori tenne in scacco la flotta dei romani, appiccando il fuoco alle loro navi attraverso l'uso di concentratori solari ottenuti da scudi in bronzo levigati. Oggi, la potenza del sole si utilizza a fini più pacifici, ma il principio rimane lo stesso. Il punto è elevare il più possibile l'efficienza di conversione, per trarre dal sole il massimo beneficio in termini energetici. La corsa è aperta e in Italia ci sono diversi concorrenti ben piazzati, a partire da Archimede Solar Energy del gruppo umbro Angelantoni. Ora entra in gara anche Mario Magaldi, dell'omonimo gruppo salernitano, con una tecnologia che potrebbe sparigliare le carte. Il boom del solare a concentrazione, previsto nei prossimi anni, fa ben sperare per tutte le innovazioni valide.
«L'importante è trovare un materiale in grado di accumulare il calore del sole a temperature molto alte e rendere il processo semplice, pulito e competitivo», spiega Gennaro De Michele, direttore scientifico del progetto Stem del gruppo Magaldi, il primo al mondo a sperimentare l'utilizzo dei letti fluidizzati nel solare a concentrazione, in collaborazione con tre istituti del Cnr e con la facoltà d'Ingegneria dell'Università di Napoli. «Il letto fluidizzato è una tecnologia ampiamente in uso nei reattori catalitici e nei processi di termoconversione dell'industria chimica e si basa sul fatto che una una miscela di particelle sospese in aria si comporta come un fluido, consentendo di rendere liquido un solido. Nel nostro caso il solido tenuto in sospensione è sabbia di fiume, un materiale naturale e molto economico, capace di scaldarsi anche oltre i mille gradi», precisa De Michele.
Le particelle di sabbia di Stem catturano l'energia solare e sono in grado d'immagazzinarla per 5-6 ore, quando il sole non c'è, oppure di trasferirla a un generatore di vapore, che a sua volta fa girare una turbina e poi un alternatore, per trasformarla in corrente elettrica. Il letto fluidizzato funziona anche con il gas naturale al posto dell'aria, rendendo l'impianto ibrido, in caso di necessità.
Le moderne centrali solari – una cinquantina in tutto, di cui 30 in Spagna e il resto negli Stati Uniti, in Nord Africa, in India e in Cina – convertono l'energia solare in energia termica, sfruttando la riflessione dei raggi tramite specchi su un ricevitore di dimensioni contenute. Le applicazioni possono essere le più varie, con la flessibilità tipica di una tecnologia non ancora matura. Prevalgono gli impianti a collettori parabolici lineari, con file di specchi che ruotano su un solo asse e riflettono la luce del sole su un tubo ricevitore posto nel fuoco del paraboloide (come Archimede di Enel, l'unico impianto a concentrazione operativo in Italia), ma crescono anche le centrali a torre, dove una distesa di specchi a terra riflette i raggi del sole su un ricevitore fisso, posto alla sommità di una torre al centro dell'impianto.
In entrambe le tecnologie, nel punto dove si concentrano i raggi ci vuole un fluido termovettore, che trasformi il calore in vapore per alimentare la generazione elettrica. I fluidi più usati, a oggi, sono l'olio diatermico e, più recentemente, i sali fusi. «Sia l'uno che gli altri hanno qualche problema con le alte temperature e non sono facili da smaltire, mentre la sabbia di fiume fonde solo a 1.600 gradi e non inquina», fa notare De Michele. Stem è più simile agli impianti a torre centrale, ma utilizza la tecnologia innovativa beam down, che riflette i raggi del sole due volte, prima con specchi a terra, distribuiti intorno al ricevitore centrale, e poi con sistemi ottici posti sopra il ricevitore, come la torre solare di Masdar, la città-modello degli Emirati. Il modulo centrale non supera i 36 metri d'altezza, per una potenza di 500 kilowatt, e può essere utilizzato sia da solo, per soddisfare comunità isolate, sia in un sistema più grande, fino a 50-100 megawatt. Il primo impianto da 100 kilowatt, nello stabilimento Magaldi di Buccino, vicino a Salerno, vanta oltre mille ore di sperimentazione e sarà ampliato per partire l'estate prossima con la dimostrazione in piena scala.
Lontano dal gigantismo di Invanpah, la più grande centrale solare del mondo in costruzione nel deserto del Mojave in California, Stem potrà inserirsi, quando sarà sul mercato, nella rapida crescita di questi impianti, che oggi non superano i 5 gigawatt totali di potenza nel mondo, ma sono considerati una delle tecnologie rinnovabili più promettenti.
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