Centrali termosolari SEGS, elettricità solare competitiva già ieri

Sembra che attualmente la migliore tecnologia per lo "sfruttamento" (il termine giusto è "coltivazione") delle fonti rinnovabili sia il "SEGS" una tecnologia termosolare costituita da concentratori lineari parabolici che scaldano il fluido contenuto nei tubi del ricevente fino a 400°C, secondo i dirigenti di Enel Green Power da tale sistema si ottiene energia elettrica ad un costo di neanche 2 centesimi al kWh, a questi prezzi non c'è carbone nè nucleare che regga il confronto, in una logica di massima efficienza i SEGS possono essere abbinati a caldaie alimentate a metano e con accumulatori di calore a basso costo, la turbina sarebbe condivisa e il sistema sarebbe quindi un ottimo ibrido, affidabile e addirittura modulabile.

La Sicilia con i suoi spazi desertici, le condutture di metano che la attraversano e il sole che la caratterizza potrebbe ospitare centrali per una potenza non trascurabile, e non solo la Sicilia...questa tecnologia può essere utilizzata per centrali elettriche di parecchie centinaia di MW ma anche per pochi kW con impianti per cogenerazione civile ed industriale.

Secondo Paolo Pietrogrande, dirigente di E.G.P. tale tecnologia non ha ancora preso il largo perchè è una tecnologia non "brevettabile" neanche sui suoi componenti che sono facilmente reperibile sul mercato, questo rende difficile, secondo la stessa fonte, che un'industria investa risorse manageriali, finanziarie e tecnologiche per rendere commerciale una tecnologia che, una volta dimostrata, sarebbe facilmente copiata da tutti i concorrenti...

Sono rimasto un po' perplesso da tali dichiarazioni...sembra voler dire (confermare) che se il businnes non ha enormi margini di utile non è interessante neanche se ha molti altri risvolti positivi.... mah!

Per avere un' idea delle centrali termoelettriche SEGS.. http://www.energoclub.it/a%20solare.htm#SEGS

Ciao a tutti
Claudio

Eh sì, l'idea di fare energia elettrica dal sole in quel modo non è recente, Rubbia (!) non ha inventato niente.
Certo, non consumando combustibili, i costi di esercizio sono bassi, 2 cent/kWh sono meno del kWh prodotto da una cerntrale turbogas, ma sarà un costo di esercizio o includerà anche gli ammortamenti ? Ho l'impressione di no; gli investimenti sono alti e se quello fosse il vero costo del kWh ci sarebbe la corsa a costruire nuovi impianti solari, mentre invece l'entusiasmo mi pare scarso. Comunque, a 2 cent/kWh, prima o poi l'impianto arriverà a ripagarsi...

Mi aveva sorpreso l'uso di sali fusi come fluido vettore, perchè pensavo ai problemi pratici creati dal rischio di solidificazione dentro i tubi. Invece l'eutettico sodio-potassio ha un punto di fusione di -12.6°C (!) e in Sicilia si può stare sicuri che non ci si arriva.
I sali fusi hanno un buon coefficiente di scambio termico (che significa minori deltat di scambio, quindi maggiori efficienze dei pannelli solari) e non vanno in pressione. Anzi a pensarci bene si potrebbero far circolare con pompe magneto-idrodinamiche, senza parti mobili soggette a corrosione e usura. Una buona scelta

PS. Mi ero sbagliato. I sali fusi del progetto ENEA sono una miscela di NITRATI di sodio e potassio, che ha un punto di fusione di 200 gradi e non è un metallo pompabile con campi magnetici.

Edited by Archangel - 21/11/2003, 14:50

Ciao a tutti.
Dobbiamo comunque considerare che l'impianto in oggetto è un prototipo, quindi i costi sono da prendere con molle molto lunghe.
E' ben vero che l'industrializzazione di impianti del genere non possono sfociare in risparmi del 50% sul costo del successivo impianto, ma con investimenti di queste dimensioni, anche una ottimizzazione del 15 - 20% è un risultato a dir poco eclatante.
Da non sottovalutare che molte parti dell'eventuale secondo impianto saranno già state progettare e collaudate, con una importante riduzione di tempi, quindi costi.
Un'ulteriore considerazione (e quasi nessuno ne parla) è che un impianto solare non ha alcun costo sociale da impatto ambientale. Nel considerare i costi, occorrerebbe avere l'onestà di comprendere tutto. Tipo lo smaltimento delle scorie delle centrali nucleari, il costo sociale delle polveri sottili delle centrali a fossile ecc.
Enz:o)

Ciao a tutti

Considerando che il progetto "Archimede" avrà un costo di 2.500 € al kW ,che il costo di esercizio è stimato attorno a 0,01 € al kWh e che tale impianto dovrebbe produrre 86.000 MWh all'anno, il costo del kWh prodotto dovrebbe essere circa 0,04 € se la vita dell'impianto è di circa 20 anni con un profitto del 10% annuo sull'investimento, non male come prototipo.
Se pensiamo che le centrali termoelettriche hanno un costo medio di circa 900 € al kW ma che il costo del kWh prodotto è per buona parte dovuto al costo del combustibile i conti tornano.

In questa pagina due tabelle con le componenti dei costi dell'energia elettrica e del costo della stessa per nazione : http://www.energoclub.it/Costi_e_componenti.htm , avrei voluto incollare direttamente qui le tabelle ma non mi è stato possibile o non so come fare.

Poi, come dice Enzo, è ora di dire chiaramente che le rinnovabili non devono essere adottate solo quando avranno raggiunto la competitività commerciale, bisogna quantificare e calcolare i costi sociali, oggi i più ottimisti calcolano in 2 centesimi al kWh prodotto tali costi, almeno questi 2 centesimi dovrebbero essere considerati e inseriti nei conti economici.


Ciao,
Francesco

Se su ogni kg di CO2 ed ogni g di polveri nocive emesse gravasse una tassa sociale per il risarcimento dei danni che provocano al clima ed alla salute, il rinnovabile diverrebbe di colpo la fonte più economica che si conosca.
E' una semplice questione etica.
Enz:o)

Giusto. Ma come mai allora, se le centrali solari sono così competitive, se ne costruiscono poche ? Forse perchè le ricerche sull'argomento sono in mano alle industrie petrolifere ? Ricordo che quando lavoravo alla Snamprogetti c'era un dipartimento che si occupava di energie alternative, solare etc. (erano gli anni '70 quando era di moda). Dopo un po' il dipartimento è stato trasferito all'AGIP. E capite bene come è finita... Quale petroliere si taglierebbe i cosiddetti con le sue mani ?

I più potenti petrolieri privati italiani si chiamano Moratti (Prersidente dell'Inter) e Monti (che possiede Il Resto del Carlino, La Nazione, Il Giorno ecc. ecc. ecc.).
Gli industriali del rinnovabile in Italia sono il Sig. Pinco, il Sig. Pallino ed il Sig. Nessuno.
L'industria petrolifera finanzia le elezioni da prima della seconda Guerra Mondiale.
Quella del rinnovabile riuscirebbe, a stento, a far eleggere un consigliere comunale.
In Italia l'industria del rinnovabile è monopolizzata, coi nostri soldi, da un piccolo artigiano di nome ENEL.
Ci facciamo ancora queste domande?
L'Italia è un paese democratico, il cui governo è stato eletto alla luce del libero mercato, della concorrenza e del diritto di intraprendere.
Per il resto della storia consultare http://www.barzellette.it
Enz:o)
P.S. Problema n°1: come tassare il Sole?

CONCENTRAZIONE SOLARE
Ciao Claudio
La Baxter Engineering di Perugia, di cui sono il direttore tecnico, da anni sta portando avanti, in partnership con SOLEL, la sperimentazione e la commercializzazione di sistemi SEGS
SOLEL ex LUZ è la ditta che ha realizzato l'impianto da 354 MW nel Mojave Desert in Southern California attivo da quasi 20 anni.
Il principale problema del mancato sviluppo di questi impianti sta nel fatto che i finanziamenti pubblici hanno, fino ad oggi, privilegiato i sistemi fotovoltaici e i piccoli sistemi solari termici per il riscaldamento e la produzione di acqua sanitaria.
La Baxter sta proponendo sul mercato sistemi di desalinizzazione per distillazione utilizzando vapore ed elettricità prodotti da concentratori solari.
Purtroppo il rendimento di trasformazione del concentratore solare parabolico scende rapidamente quando ci si avvicina al punto massimo di temperatura e, un altro difetto è che assorbe la radiazione diretta ma non quella diffusa per cui in inverno il rendimento è davvero basso.
Considerando questi punti negativi Baxter propone sul mercato sistemi ibridi a fluido caldo e non a vapore, utilizzando una turbina organica ciclo Rakine e abbinando il sistema a concentrazione solare ad un sistema con motore endotermico alimentato a biogas. I risultati sono eccellenti.
I sistemi ibridi di cogenerazione e trigenerazione Green Power sfruttano l’energia primaria del Biogas e quella della radiazione solare diretta.
Il Biogas ricavato dalla decomposizione anaerobica delle sostanze organiche contenute nei rifiuti si utilizza per alimentare una stazione di cogenerazione con motori endotermici o turbine; l’energia termica ricavata dal sole si utilizza per alimentare una turbina organica ciclo Rankine. Il fluido termovettore riscaldato dal sole a circa 250 °C mediante un campo di concentratori solari parabolici ad inseguimento, prima di essere immesso nell’evaporatore della turbina organica, viene portato a 300 °C con il recupero termico sui gas esausti di combustione dei motori endotermici o delle turbine e con l’ausilio di una caldaia, anch’essa alimentata a Biogas, che fornirà l’energia eventualmente mancante per raggiungere i 300 °C.
L’energia termica recuperata dal raffreddamento del condensatore della turbina organica viene utilizzata in un sistema di teleriscaldamento e per produrre, localmente, energia frigorifera utilizzando il ciclo frigorifero ad assorbimento.
L’energia del sole viene captata da collettori parabolici che la raccolgono e concentrano la radiazione su un ricevitore (assorbitore) all’interno del quale circola un flido termovettore (Siltherm) che viene riscaldato ad alte temperature.
I rendimenti sono ottimali e l'investimento iniziale potrebbe essere ammortizzato in 5 anni.
Ma la Baxter propone anche il sistema SOLAR POWER.
Quando i raggi solari vengono captati e concentrati, attraverso uno specchio parabolico, generano una intensa quantità di calore nel fuoco della parabola. L'energia solare viene captata dal collettore la cui superficie a specchio riflettente focalizza i raggi solari sul tubo ricevitore posto lungo la linea focale e all'interno del quale circola un fluido termovettore che viene riscaldato ad alta temperatura, 300 °C.
Il collettore è costruito a parabola mobile ed insegue il sole.
Il sistema Solar Power è un sistema di cogenerazione e trigenerazione che utilizza come energia primaria l'energia termica ricavata dal sole fornita ad una turbina sotto forma di vapore o ad una turbina organica ciclo Rankine sotto forma di fluido caldo.
Il fluido riscaldato dal sole a 300 °C viene utilizzato come energia primaria per vaporizzare a bassa pressione, mediante un generatore indiretto, la condensa proveniente dal condensatore della turbina vapore.
Il vapore, successivamente, viene portato ad alta pressione utilizzando una fonte di calore che può essere un inceneritore di rifiuti urbani o rifiuti industriali.
Il vapore ad alta pressione alimenta la turbina che, mediante un alternatore direttamente calettato, produce l’energia elettrica. Il fluido che raffredda il condensatore, riscaldato dal vapore a bassa pressione che si trasforma in condensa, viene utilizzato in un circuito di teleriscaldamento e per produrre localmente acqua refrigerata per condizionamento o per processi industriali con il ciclo frigorifero ad assorbimento o a adssorbimento mediante i quali si possono raggiungere temperature del fluido anche di -35 °C (per processi di refrigerazione industriale).
Sono stati messi a punto anche sistemi di piccola potenza elettrica, a partire da 70 kW.

Zeff

Ciao Zeff,

ho già avuto modo di dare un occhio ai sistemi che la società per la quale operi propone, (seguo regolarmente il forum nel quale sei moderatore), sistemi senz'altro interessanti e che meriterebbero molta attenzione da parte degli imprenditori, sopratutto al sud immagino, la novità è nei contenuti tempi di ritorno dell'investimento che dichiari, immagino che tale ritorno economico si concretizzi in presenza di una serie di circostanze favorevoli ( necessità di energia elettrica, termica, frigorifera nei giusti tempi e nelle giuste proporzioni ).

Dato che sei un esperto in sistemi SEGS mi piacerebbe avere una tua opinione del progetto Archimede dell'enea, lo scarso rendimento invernale pensi possa essere anche per quel sistema e anche in quella zona ? pensi che possa essere migliorato a livello di progetto prima che venga realizzato, eventualmente cosa proporresti per permettere una maggiore resa anche nei mesi invernali.

Un altro dubbio mi viene da alcune considerazioni fatte da Archangel sul tipo di sali adottati per l'accumulo dell'energia termica e sull'opportunità di tale accumulatore visto che il sistema è ibrido...in sostanza non è che si stia partendo con il piede sbagliato per poi finire come ad Adrano, sarebbe disastroso per questa tecnologia, infine ritieni che i dati dichiarati dall'enea siano verosimili ?

Ringrazio in anticipo e ti auguro un ottimo sviluppo delle tue attività.

Saluti
Claudio

Ciao Claudio
l'ENEA ha ricevuto decine e decine di miliardi di ex lire per portare avanti questo progetto, progetto che tutto sommato, a mio avviso, di innovativo ha ben poco.
La stessa Baxter, che non è l'ENEA e non può godere dei suoi privilegi, da anni propone un sistema ibrido di generazione elettrica solare a concentrazione/turnina a gas, incrementando la temperatura del fluido riscaldato dal sole mediante i gas esausti di combustione della turbina.
A conti fatti i concentratori parabolici ad inseguimento della Baxter hanno, più o meno, lo stesso rendimento di quelli dell'ENEA anche se con fluido a più bassa temperatura...300 °C.
Quindi nulla di nuovo all'orizzonte.
Il discorso della conservazione dell'energia è invece un punto importante e sicuramente di grande interesse, sul quale però, in questo momento, non sono in grado di darti risposta non avendo approfondito il sistema ENEA. Posso solo dirti che non è una novità e più volte è stato utilizzato anche se con risultati non sempre eccellenti. Ti dirò in seguito.
Il problema di un maggior rendimento invernale dei concentratori non è un problema da poco.
La mancanza "del raggio" che si riflette sul tubo ricevitore è il problema.-
Ora devo salutarti.
Ma ci rsentiremo presto.
Ciao

Edited by Zeff - 8/2/2004, 11:29

Ciao Zeff,

da qualche parte ho letto che per il solare termodinamico l'enea aveva a disposizione 100 milioni di euro stanziati nel 2001.

Tra le righe di quanto hai scritto mi sembra comunque di capire che non è impossibile ottenere i risultati previsti da enea...già questo è confortante, speriamo stavolta facciano qualcosa di concreto...

Grazie,
Claudio

Ciao Claudio
effettivamente con i sistemi SEGS possono ottenersi ottimi risultati. Però lo spazio che occupa il campo di concentrazione solare e sempre tanto...e questo è un problema qui da noi. Certo sarebbe meglio installarli nei deserti. Tanto è vero che lo studio dell'ENEA è stato fatto per una ipotetica installazione nel deserto del Sahara dove oltretutto l'irraggiamento solare è quasi costante estate/inverno quindi il rendimento elevatissimo perchè i concentratori possono raccogliere tutta radiazione diretta. Ma dico: come la mettiamo con le tempeste di sabbia?
Sicuramente se la sperimentazione del fotovoltaico multigiunzione andrà a buon fine e si potranno raccogliere i rendimenti che promette (oltre il 40%), dei sistemi SEGS non si sentirà più parlare.
La mia grande meraviglia è che l'ENEA si sia gettata a capofitto sui sistemi a concentrazione anzichè sviluppare i sistemi fotovoltaici multigiunzione. Ed ancora che non abbia pensato di utilizzare per questi sistemi SEGS i concentratori che sono sul mercato, magari modificandoli e migliorandoli con le loro idee.
Secondo il mio punto di vista e la mia esperienza, a prescindere dallo spazio occupato, i SEGS andrebbero bene se fosse possibile installarli nelle immediate vicinanze delle città per poter sfruttare l'energia termica ricavata dal raffreddamento dei condensatori per il teleriscaldamento ed il condizonamento localizzato con il ciclo frigorifero ad assorbimanto.
Io in Baxter ho utilizzato spesso la concentrazione solare per impianti di climatizzazione e per integrazione termica in impianti di trigenerazione e con ottimi risultati.
Una ditta Inglese immetterà sul mercato piccole turbine organiche (da 6 a 20 kWe). Sarebbe quindi possibile realizzare piccoli sistemi SEGS a media temperatura (200 °C) ad un costo, tutto sommato accettabile, ma il rendimento elettrico è intorno al 16%. Più basso del fotovoltaico. Ma la differenza sta nel fatto che il fotovoltaico occupa meno spazio e spesso può essere installato su tetti, terrazzi, coperture varie ed anche pareti. Per i concentratori, per le loro dimensioni, è impossibile.
Vediamo cosa ci riserverà il futuro.
Credo che una strada importante da seguire sia comunque quella del biogas utilizzando motori di nuova generazione con rendimenti elettrici intorno al 42%. Pensa quanto sarebbe bello se ogni città si dotasse di un impianto di generazione elettrica a biogas utilizzando i propri rifiuti e sfruttando tutta la parte termica di recupero sulle camice del motre e sui gas esausti di combustione per un sistema di teleriscaldamento e di condizionamento localizzato.
Anche il discorso delle celle a combustibile va a rilento...l'unico sistema oggi commercializzato è il PEM ma con redimenti elettrici più bassi di un comune impianto di cogenerazione a metano e temperature del fluido di circa 60°C.
Beh, se sono rose fioriranno.
Ciao vado a cena.
Zeff

Edited by Zeff - 8/2/2004, 11:32