Sui risultati raggiunti dall’Enea nel 2017 e sulle prospettive di sviluppo di tecnologie orientate alla diffusione delle fonti rinnovabili e della generazione distribuita nel 2018 – con particolare riferimento all’innovativo progetto di disco solare – abbiamo interpellato l’ingegner Gian Piero Celata, direttore dipartimento tecnologie energetiche.

“Nel settore del solare termodinamico, definito a livello internazionale come CSP (Concentrating Solar Power), l’Enea ha dato notevole impulso allo sviluppo della ricerca tecnologica dai primi anni del 2000 con il Grande Progetto Solare Termodinamico guidato dall’allora presidente Enea Carlo Rubbia, che ha portato a realizzare l’impianto Archimede, primo impianto solare termodinamico europeo di scala industriale. Nel 2017 abbiamo migliorato le prestazioni del progetto CSP lavorando sulla sicurezza del fluido, ovvero sui sali fusi, sul miglioramento dell’efficienza del ciclo termodinamico, aumentando la temperatura dei sali fino a 565 gradi, e sull’accumulo termico, in grado di compensare le variazioni dell’intensità solare, con un aumento dell’efficienza energetica”, dice Celata.

“Ma le prospettive più promettenti – prosegue – vengono dalla messa a punto del primo disco solare al mondo, capace di produrre energia elettrica grazie all’integrazione con un’innovativa microturbina ad aria”.

Di cosa si tratta?
È una tecnologia concepita per poter catturare dal sole 70 kW di potenza raggiante e di convertirli virtualmente fino a 15 kW di potenza elettrica.

È una tecnologia che avete sviluppato voi dell’Enea?
L’impianto progettato, assemblato e avviato dall’Enea al centro di ricerche della Casaccia, è il primo al mondo che abbina le tecnologie del solare a concentrazione alla innovativa microturbina ad aria, di derivazione automobilistica, più compatta e leggera rispetto ai motori comunemente utilizzati in questo tipo di applicazioni.

Come funziona?
Il sistema, composto dal disco solare e da una microturbina, facilita la gestione operativa e consente di alimentare anche un condominio di 5 appartamenti, sia connesso che distaccato dalla rete elettrica. Ha un diametro di 12 metri e una superficie di 88 metri quadri interamente ricoperta di specchi solari che concentra in una piccola area focale fino a duemila volte la radiazione solare.

E quali sono i vantaggi rispetto al fotovoltaico tradizionale?
Questo sistema ha il vantaggio di poter stoccare l’energia assorbita e trasformarla in elettricità a richiesta, anche di notte o in assenza di irraggiamento solare.

Nel 2018, per il disco solare con microturbina ad aria, puntiamo a un incremento dell’efficienza, ottimizzando la gestione del flusso di energia, alla multigenerazione, utilizzando il calore di scarto a fini industriali, per il teleriscaldamento e per produrre freddo con pompe di calore ad assorbimento, e alla ibridizzazione del sistema – aggiunge Celata – con biocombustibili per funzionare on demand.

Ma sono anche altre le applicazioni per il solare termodinamico. Penso al MATS, il Multipurpose Applications by Thermodynamic Solar. In chiave di cooperazione Italia-Africa su energia rinnovabile e sviluppo sostenibile, abbiamo ultimato, con tecnologia Enea interamente realizzata da una filiera costituita da aziende italiane, presso la City for Science and Technology nei pressi di Alessandria in Egitto, un impianto da 1 MWe che permette anche la produzione di 250 mc al giorno di acqua dissalata.

Ma non è l’unico progetto per il MATS?
Sempre in Egitto, presso il monastero di Sant’Antonio vicino al Mar Rosso, particolarmente favorevole per l’utilizzo della fonte solare, stiamo replicando l’impianto MATS applicando delle migliorie per favorire le prestazioni e ridurre i costi, attraverso l’Ibridizzazione con fotovoltaico e con i generatori diesel già disponibili sul sito, in grado di ottimizzare l’intero sistema di conversione dell’energia solare minimizzando l’utilizzo del combustibile. All’impianto si accoppia poi un impianto di produzione di acqua dissalata, come richiesto dalla comunità locale.Un progetto verso il quale ha mostrato molto interesse anche l’Arabia Saudita.

Quanto a progetti più impegnativi, abbiamo vinto un bando Miur nel cluster tecnologico per l’energia. Enea è il coordinatore e i soggetti proponenti sono Enel, Eni, Terna, General Electric insieme a RSE, Cnr ed Ensiel. Stiamo lavorando a due progetti relativi alla produzione di energia da fonti rinnovabili e alla gestione della rete”.

Ma non è l’unica collaborazione con i privati. Nel 2018 inizierà la sperimentazione nel Centro Ricerche Enea Casaccia di un impianto dimostrativo di ultima generazione, l’HVDC-VSC (High Voltage Direct Current-Voltage Sourced Converter), ovvero un progetto di trasmissione di elettricità a corrente continua, che promette di rivoluzionare la trasmissione di energia elettrica su lunghe distanze, con significativi vantaggi in termini di maggiore efficienza, flessibilità, sicurezza e stabilità di rete e di minore impatto ambientale. A realizzarlo sarà Toshiba Corporation in collaborazione con i ricercatori del Dipartimento tecnologie energetiche dell’Enea.

Quali sono i suoi vantaggi?
Unico nel suo genere, l’HVDC-VSC consentirà di far viaggiare l’elettricità in corrente continua, riducendo le perdite e favorendo la creazione di reti interconnesse a livello europeo e l’integrazione in rete delle fonti rinnovabili. Risulterà molto utile, per esempio, per trasferire l’energia prodotta dagli impianti eolici offshore, oggi pari a 17,5 TWh, e a ridurre i rischi di blackout.Se questo sistema fosse stato in funzione il 28 settembre 2003, l’Italia avrebbe evitato il blackout che ha lasciato gli italiani al buio per 24 ore.