impianti sperimentali e prototipi...

Impianti sperimentali Impianti sperimentali e prototipi industrialie prototipi industriali

Grande Progetto Solare Termodinamico

M. VignoliniM. Vignolini


Programma ENEAProgramma ENEA

•• Realizzare, in Italia, il primo impianto dimostrativo Realizzare, in Italia, il primo impianto dimostrativo solare utilizzando la tecnologia dei collettori parabolici solare utilizzando la tecnologia dei collettori parabolici lineari.lineari.

•• Sviluppare prodotti industriali con caratteristiche tali da Sviluppare prodotti industriali con caratteristiche tali da consentire la diffusione commerciale della tecnologia.consentire la diffusione commerciale della tecnologia.

•• Condurre le attività in collaborazione con l’industria per Condurre le attività in collaborazione con l’industria per individuare le soluzioni maggiormente praticabili.individuare le soluzioni maggiormente praticabili.

•• Coordinare ed esplorare le soluzioni tecnologiche più Coordinare ed esplorare le soluzioni tecnologiche più avanzate.avanzate.


COMPONENTE

Definizione specifiche tecniche

Individuazioni soluzioni tecnologiche

Realizzazione prototipo

Scelta del partner industriale

Progetto costruttivo

Definizione e progetto dell'impianto sperimentale

Realizzazione dell'impianto

Verifica delle prestazioni e qualificazione del

componenteENEA

ENEA-ALTRI SOGGETTI

ALTRI SOGGETTI

Ricerca e sviluppoRicerca e sviluppo


Programma ENEA:Programma ENEA:

Considerato il grado di innovazione del progetto ENEA, si rende Considerato il grado di innovazione del progetto ENEA, si rende necessaria una adeguata fase di ricerca, sperimentazione e provanecessaria una adeguata fase di ricerca, sperimentazione e provadi componenti e sistemi prima della realizzazione di un impiantodi componenti e sistemi prima della realizzazione di un impianto di di potenza. potenza.

Il programma di ricerca sarà orientato agli aspetti più innovatiIl programma di ricerca sarà orientato agli aspetti più innovativi vi introdotti nella tecnologia; oltre allo sviluppo di introdotti nella tecnologia; oltre allo sviluppo di componenti componenti prevede la costruzione diprevede la costruzione di circuiti sperimentali e di impianti dimostrativi di potenza.

Completata la fase di sperimentazione verranno realizzati uno o Completata la fase di sperimentazione verranno realizzati uno o più impianti da 40 più impianti da 40 MWeMWe nell’Italia Meridionale.nell’Italia Meridionale.


Programma ENEAProgramma ENEA

•• Sviluppo componenti: Sviluppo componenti:

Tubo ricevitore, Collettore solareTubo ricevitore, Collettore solare

•• Impianti sperimentali: Impianti sperimentali:

PCS, MOSEPCS, MOSE , , eccecc

•• Impianti dimostrativi di potenza: Impianti dimostrativi di potenza:

LASA (LASA (MontaltoMontalto, 4 , 4 MWeMWe), ISIS (Specchia, 12 ), ISIS (Specchia, 12 MWeMWe))

•• Impianti commerciali da Impianti commerciali da 40 40 MWeMWe


Dispositivo prova fluido Dispositivo prova fluido termovettoretermovettore


Dispositivo prova snodi sfericiDispositivo prova snodi sferici


Crogioli in acciaio AISI 304

campione originale

test a 290 °C test a 550 °C test a 590 °Ccampione originale

test a 290 °C test a 550 °C test a 590 °C


Test per la corrosione degli acciaiTest per la corrosione degli acciai

ImpiantoImpianto PCS: vista PCS: vista aereaaerea

Sezioni di prova

Componentidi processo


Impianto PCS: Impianto PCS: vista dei componenti di processovista dei componenti di processo

Sala controllo

Cabina elettrica

Serbatoio di accumulo sali fusi con pompa di circolazione

Scambiatore di calore sali-aria

Riscaldatore elettrico

Sistema di alimentazione aria secca

Unità di raffreddamento


ImpiantoImpianto PCS: PCS: vista vista frontalefrontale

0.0 m

+2.0 m

+5.5 m

Tubo ricevitore

Serbatoio Sali fusi

Scambiatore sali-aria

Collettori solari

Riscaldatoreelettrico

Unità di raffreddamentoSistema di alimentazionearia secca



PannelliPannelli riflettentiriflettenti


SistemaSistema didi misuramisura delladella curvaturacurvatura deidei pannellipannelli riflettentiriflettenti

-1.6 104

-1.2 104

-8000

-4000

0

4000

8000

1.2 104

1.6 104

-150 -100 -50 0 50 100 150

Forze e Momenti torcenti per il primoconcentratore alla v

rif=28 m/s Fx

FyMzFx'Fy'

Forz

e (N

/m) e

Mom

enti

torc

enti

(Nm

/m)

per u

nità

di l

ungh

ezza

Angolo di rotazione (gradi)


Studio Studio delledelle sollecitazionisollecitazioni esercitateesercitate daldal ventovento suisuipannellipannelli riflettentiriflettenti


DeformazioniDeformazioni esercitateesercitate daldal ventovento suisui pannellipannelli riflettentiriflettenti

Distribuzione di tensione nella struttura di movimentazione

Tensione di Von Mises per il gruppo di rotazione del collettore di seconda fila (max 174 MPa)



SistemaSistema per la per la movimentazionemovimentazione deidei collettoricollettori

Impianto MOSE

Misuratore di portata

Riscaldatore elettrico

Aerotermo

Recuperatore

Sezione di prova


ISIS ISIS –– Localizzazione geograficaLocalizzazione geografica

N

S

O

L’impianto ISIS (Impianto Solare Innovativo di Specchia) sarà realizzato in Puglia nel comune di Specchia a circa 3 km ovest dal centro abitato


● Masseria Curtivecchi, Specchia

● Data attivazione: Settembre 2002

Direzione e velocitàa 2 metri

Velocitàa 5 metri

Direzione e velocitàa 10 metri


ISIS ISIS –– Stazione per la misura della velocitStazione per la misura della velocitàà e direzione del ventoe direzione del vento

● Masseria Cardigliano, Specchia

● Data attivazione: Maggio 2002

Radiazione globaleRadiazione diffusa

Radiazione diretta


ISIS ISIS –– Stazione per la misura della radiazione solareStazione per la misura della radiazione solare

Principali parametri impianto

12

3

4

5

1 0

9

6

12

7

8

1 4

1 4

1 1

11

1 3

C A M PO S PECC H I

LA G H E TTO

STR A D A PR IN CIPA LE

A R E E V ERD I

L E G E NDA

1 - U FFICI2 - PA RCH EG G IO3 - O FF IC IN E-LA BO RA TO RI4 - A U T O RIM ESSA5 - D EP O SITO SA LI6 - CA B IN A ELETTRICA7 - SE R B A T O IO FRED D O8 - SE R B A T O IO CA LD O9 - G EN ER A T O RE V A PO RE10 - T U R B O G E N ERA TO RE11 - C A M P O SPECCH I12 - P O M PE A CQ U A13 - C O N SEG N A SA LI14 - L A G H ETTO

11

w

Orientazione collettori 27° O Numero di collettori 348 Energia termica disponibile GWh/a 160,3 Capacità accumulo MWh 600 Energia termica accumulata GWh/a 136,6 Frazione energia utilizzata % 85,1 Potenza elettrica nominale MWe 12 Efficienza lorda impianto % 39 Energia elettrica prodotta GWh/a 51,9 Fattore di carico % 49,3 Risparmio energia primaria* TEP 11.135Emissione CO2 evitata ** ton/a 34.588

Schema impianto

* Consumo specifico termico medio 2.260 kcal/kWh (rend. 0.38)

** Emissione specifica 702 g CO2/kWh (dato ENEL 2000)


ISIS ISIS –– Dati tecnici di processoDati tecnici di processo

Activity Legend

ENEA

Authority

Contractor

Collaboration


ISIS ISIS –– Pianificazione fasi di progettoPianificazione fasi di progetto


Calore ad alta temperatura dall’energia solareCalore ad alta temperatura dall’energia solare

Una tecnologia innovativa per un’energia pulitaUna tecnologia innovativa per un’energia pulitadisponibile continuamente ed ad un costo competitivodisponibile continuamente ed ad un costo competitivo

Voce di costo Importo unitario 103 €

Captazione solare 97,2 € / m2 43.858 Accumulo termico 8,7 € / kWht 10.440 Generatore di vapore 124 € / kWe 4.960 Convenzionale 650,7 € / kWe 26.028 Sistemazione sito 74 € / kWe 2.976 Progetto e direzione lavori 146 € / kWe 5.833 Costi residui 238 € / kWe 9.509 Acquisto terreno 0,77 € / m2 724

Costo totale stimato 2.608 € / kWe 104.328


Costi di un impianto solare da 40 Costi di un impianto solare da 40 MWeMWe


Ripartizione costi impianto solare da 40 Ripartizione costi impianto solare da 40 MWeMWe

24,9%

4,8%

10,0%

42,0%

0,7%

2,9%5,6%

9,1%

ConvenzionaleGeneratore di vaporeAccumulo termicoCaptazioneAcquisto terrenoSistemazione sitoProget. e dir. lavoriCosti residui

Produzione di idrogeno: Produzione di idrogeno: apparato sperimentale per la caratterizzazione termoapparato sperimentale per la caratterizzazione termo--chimica delle ferritichimica delle ferriti

Termobilancia per misure termodinamiche delle ferriti

Spettrometro di massa a quadrupolo

Sezione trattamento gas di alimentazione


Produzione di idrogeno: Produzione di idrogeno: dissociazione termica dell’ossido di Zincodissociazione termica dell’ossido di Zinco

Vista del crogiolo e del passaggio per termocoppie

Prova di montaggio di un target di condensazione (condensatore caldo)


Considerazioni finali● Sono gli uomini con le loro conoscenze che ci hanno

permesso di utilizzare nuove risorse energetiche.(Il petrolio non è stata una fonte di energia così diffusa fino a quando qualcuno non ha inventato il motore a scoppio).

● Per questo è necessario investire nella ricerca di nuovefonti di energia (rinnovabili, fusione, ecc), ma dovrannoessere compatibili con l’ambiente.

● L’energia Solare può avere un importante ruolo nel futuroscenario della produzione di energia.


impianti sperimentali e prototipi...

Documents