Analisi e simulazione termodinamica di un impianto ORC solare a concentrazione (CSP): ottimizzazione del ciclo e confronto con un impianto ad acqua

Come accade per le altre tecnologie che si basano sulle fonti rinnovabili, anche la riuscita del solare termodinamico dipende innanzitutto dalla qualità e dalla quantità della fonte primaria perché essa influenza nettamente la produzione annua di energia utile. Esistono, però, tutta una serie di altri fattori molto importanti che intervengono nella definizione del potenziale del solare termodinamico. Essi sono la disponibilità di terreni piani liberi di dimensioni adeguate, tali da poter ospitare il campo solare e il sistema di generazione dell’energia; la disponibilità di consistenti quantità d’acqua soprattutto per la fase di raffreddamento nel ciclo termodinamico e per la pulizia degli specchi; l’accesso alle infrastrutture necessarie all’immissione dell’energia elettrica prodotta nella rete.
Altrettanto importante è la cornice normativa all’interno della quale si colloca lo sviluppo della tecnologia. Il quadro normativo, infatti, attraverso l’introduzione di obblighi e incentivi, deve essere in grado di eliminare limiti di sviluppo che portino a fasi di stallo. Spesso in Italia si è registrata la difficoltà di introdurre norme capaci di rispondere tempestivamente alle richieste del mercato e che permettano di tenere il passo con gli altri Paesi industrializzati.
Ritornando alla questione della qualità e quantità dell’energia primaria, si ricorda che il solare termodinamico sfrutta la sola radiazione solare diretta (DNI). Il valore minimo di radiazione diretta comunemente accettato per l’esercizio conveniente di un impianto solare termodinamico è di 1.800-2.000 kWh/m^²/anno di energia, corrispondente a 4,9-5,5 kWh/m^²/giorno. Questi numeri sono tipici del clima mediterraneo e quindi l’Italia, soprattutto a Sud, ben si presta ad ospitare impianti di tal genere.
Si riporta, a seguire un’immagine in cui si vede la radiazione solare media annua disponibile al suolo per le diverse località italiane che conferma quanto detto. I dati sulla radiazione (espressa in kWh/m^²2 all’anno) riportati sono stati raccolti grazie al contributo della Commissione Europea. Essi sono stati ottenuti tramite appositi strumenti di misurazione attraverso analisi condotte nell’arco di più anni.