Scambiatori per solare termico a concentrazione

Il solare termico a concentrazione è una tecnologia che sfrutta un concentratore, o collettore solare, un dispositivo che provvede a raccogliere la radiazione solare da grandi spazi tramite pannelli riflettenti dalla studiata conformazione, che convogliano la radiazione sulla ristretta superficie di un tubo ricevitore, o assorbitore, all’interno del quale scorre un liquido, un fluido termovettore che accumula calore da convertire generalmente in energia elettrica, attraverso cicli termodinamici acqua-vapore.

Tempco è stata recentemente coinvolta nello studio di un tale innovativo impianto legato alle energie rinnovabili, nello specifico un progetto per un concentratore solare parabolico assiale nato dall’iniziativa di un gruppo di ricerca dell’Università Politecnica delle Marche e guidato dall’ing. Marco Sotte, che al tempo svolgeva un dottorato presso l’ateneo. Dopo la realizzazione di un primo prototipo, l’Univpm.01, è nata subito l’esigenza di misurare l’efficienza del sistema, e quindi di costruire un banco di prova dotato di un adeguato scambiatore di calore, che consentisse di accertare la conformità dell’impianto alle principali normative vigenti sul tema (Ashrae St. 93/2010 e UNI EN 12975).

Tempco è stata interpellata come fornitore per lo scambiatore di calore da implementare nel banco di prova, il PTC.TestBench (dove PTC sta per parabolic trough collector): i requisiti progettuali erano molto ben definiti, in quanto il PTC.testbench doveva essere in grado di provare i concentratori in un ampio range di temperature (da 15 a 150°C), e doveva poter lavorare sia con olio diatermico sia con acqua come fluidi termovettori. In aggiunta, un ulteriore requisito è subito emerso, ovvero il fatto che diverse quantità di calore dovevano poter essere smaltite con la stessa portata sul circuito primario dello scambiatore.

“Con idee ancora non troppo chiare e qualche punto interrogativo ancora in mente – spiega l’ing. Marco Sotte – abbiamo cercato fornitori per questo importante componente. Dopo diversi insuccessi abbiamo incontrato Tempco: insieme abbiamo costruito uno scambiatore adatto alle nostre necessità. Lo scambiatore a piastre che stiamo utilizzando è stato dimensionato sulle condizioni più gravose e verificato per tutte le condizioni di carico, e presenta piastre saldobrasate al nickel per resistere alle temperature più elevate ed evitare corrosione in presenza di acqua demineralizzata”.

Le precise informazioni sul funzionamento dello scambiatore fornite da Tempco sono quindi state utili per poter dimensionare correttamente tutti gli altri componenti del circuito. Il test bench è stato realizzato grazie alla collaborazione di UnoImpianti di Rimini, che ha realizzato la struttura e il cablaggio.

“Attualmente stiamo utilizzando lo scambiatore con successo, e ci ha consentito di raccogliere già i primi risultati sperimentali di grande valore per il nostro progetto. La competenza, l’esperienza e il supporto che abbiamo trovato in Tempco sono stati davvero preziosi, in special modo nelle fasi iniziali, quando il progetto era un esperimento e una nuova scommessa anche per noi”.

Un secondo prototipo Univpm.02 del concentratore lineare è stato completato a giugno 2012, dotato di una superficie riflettente Alanod e di un ricevitore in alluminio con diametro esterno di 32 mm, schermato da un vetro antidispersione di calore dal diametro esterno di 50 mm. Le prime campagne di test con il banco di prova sono già state effettuate : la prima serie di test è avvenuta con acqua, in un range operativo di temperature comprese fra i 30°C e i 75°C, mentre olio verrà impiegato per la seconda serie di test, in un range di lavoro più ampio, fino a raggiungere i 150°C.

 

Per ulteriori dettagli sul progetto: http://www.marcosotte.eu/ptcproject/test-bench/