Ingegneria verde all’avanguardia per l’energia solare termica

Il nostro mondo ha bisogno di nuove fonti di energia rinnovabile che siano sicure, affidabili e che ci garantiscano tutta l'energia di cui abbiamo bisogno ad un prezzo realistico. La cosiddetta energia verde rappresenta l'opzione più rispettosa per l’ecosistema presente e futuro. Di tutte le fonti alternative di energia rinnovabile attualmente in fase di sviluppo, l’energia solare concentrata (CSP) è forse la più attraente dato che usufruisce delle illimitate riserve di energia solare disponibili nelle regioni soleggiate del mondo.
L'energia solare - cattura, utilizzo e conservazione
Il principio della CSP è molto semplice. L'energia solare viene raccolta mediante un sistema che concentra l'energia termica in un punto. Da qui può essere raccolta e trasferita per essere utilizzata, solitamente tramite conversione a vapore per la generazione di energia elettrica tramite turbina. L'energia termica viene raccolta durante le ore di luce diurna e può essere conservata in impianti speciali per la conservazione di calore in modo da estendere il periodo di lavoro in cui si produce energia elettrica.

I sistemi di isolamento e di resistenza al fuoco di Promat per una maggior efficienza della CSP
L’obiettivo è rendere la cattura e l'utilizzo dell'energia termica del sole i più efficienti ed economici possibile. Poiché la produzione di energia in un impianto CSP è un processo termico, l'utilizzo del migliore isolamento possibile farà sì che le perdite di calore siano mantenute al minimo e il processo globale sia il più termicamente efficiente possibile. 

Le sfide
  • Gestione termica – controllo della perdita di energia - ottimizzazione del processo.
  • Massima riduzione della perdita di calore.
  • Massima efficienza dell’impianto.
  • Progettazione per il funzionamento continuo.
  • Facilità di installazione e sostituzione durante la manutenzione di routine.

  • Ritorno degli investimenti per l'isolamento 1-3 anni.
  • Riduzione del costo totale degli impianti di produzione (riduzione del costo costante dell’energia).

Promat è la risposta per tutte queste sfide. Grazie al nostro ampio portfolio di prodotti isolanti a bassa conduttività termica, possiamo progettare una soluzione tecnica che soddisfi al meglio tutte le esigenze di progettazione.

Soluzioni applicative

Torri solari

Le torri solari catturano l'energia del sole utilizzando un campo di riflettori chiamati eliostati, ciascuno fino a 120 m2. Questi riflettono, mettono a fuoco, e concentrano il calore del sole su un recettore posto alla sommità di una torre (la cui altezza può variare da 30 a 250 m). Ci sono due tipi principali di ricevitore e la temperatura di funzionamento (a seconda del metodo di trasferimento di calore utilizzato) può raggiungere anche punte di 1000 °C.

Ricevitore volumetrico
Un ricevitore volumetrico è essenzialmente una vasta rete di ceramica che trasferisce energia termica tramite un sistema che aspira l'aria attraverso la rete per alimentare il ciclo di generazione di vapore.

Ricevitore cilindrico
Questo tipo di ricevitore estrae il calore attraverso fasci di cilindri in cui l'energia del sole viene trasferita al sistema di produzione di energia elettrica da un termovettore (HTF). Se il fluido termovettore è un sale fuso – anche se la temperatura di ingresso è normalmente inferiore a 300 °C – è possibile che la sua temperatura, all’uscita dal ricevitore, arrivi oltre i 500 °C . Queste temperature richiedono quanto di meglio ha da offrire il campo dell’isolamento termico per conservare l'energia ed evitare le perdite di calore. Per ogni tipo di sistema di ricezione, l'uso di un sistema Promat progettato allo scopo migliora notevolmente l'efficienza del processo.

Promat è attivo su diverse parti di un impianto a torre solare:

Scatole Forno
Principalmente sistemi di isolamento a base di prodotti in microporoso.

Linee di tubazioni/ad aria calda
La fibra biosolubile per alte temperature viene utilizzata in prossimità di elementi riscaldanti rinforzati con MICROTHERM® MPS e MICROTHERM® QUILTED o MICROTHERM® OVERSTITCHED. MONOLUX® o PROMASIL® vengono utilizzati per sistemi modellati.

Serbatoi di stoccaggio di calore
Principalmente le fibre biosolubili per alte temperature PROMAGLAF® MICROTHERM® QUILTED o MICROTHERM® OVERSTITCHED, MONOLUX®, PROMABOARD® e PROMALIGHT®. Le pareti di separazione utilizzano SUPALUX-V®, pannelli in calcio silicato o vermiculite.

Scudo termico esterno e isolamento del ricevitore posteriore
Impianti basati su sistemi ECOTHERM® realizzati su misura con assorbanza solare estremamente bassa.

Cavità dell'area del ricevitore
Impianti basati su sistemi ECOTHERM® realizzati su misura con assorbanza solare estremamente bassa.
Sistema con specchi parabolici

Nel sistema parabolico, l'energia del sole viene catturata da un campo costituito da molte file parallele di collettori solari, ciascuno dei quali può ruotare sull'asse N-S per poter seguire il percorso del sole. Ogni collettore è un riflettore di forma parabolica lineare che concentra il fascio di radiazioni solari in un tubo ricevitore posizionato al fuoco della parabola. La temperatura nel tubo ricevitore contenente un fluido termovettore (HTF) è di circa 400 °C.

I gruppi di giunti sferici (BJAs) e i gruppi di giunti rotanti
A causa del movimento rotazionale di ciascun collettore nel seguire il percorso del sole, sono necessari gruppi di giunti sferici rotanti appositamente isolati per il collegamento ad altri collettori ed alle tubazioni di distribuzione che trasportano il fluido termovettore. L'isolamento deve essere facilmente smontabile per le ispezioni di routine. Sono disponibili anche sistemi basati su MICROTHERM® MPS e su rivestimenti flessibili realizzati con pannelli MICROTHERM® OVERSTITCHED.

Sicurezza antincendio
Per prevenire il rischio di fuoriuscita del fluido termovettore dalle parti mobili del BJA e la possibilità di incendio per autoaccensione, dovuta alle alte temperature di esercizio, Promat ha sviluppato un sistema di rivestimenti flessibili con finitura in acciaio inox sulla faccia calda. Questo assicura che il fluido vettore non penetri all'interno dell’isolamento e minimizzando così efficacemente qualsiasi rischio d’incendio in corrispondenza dei giunti. Il rivestimento MICROTHERM® è completamente non-combustibile.
Tubazioni e supporti per tubazioni

A causa delle dimensioni di un impianto CSP, sono necessari lunghi tratti di tubazioni di interconnessione per collegare le varie sezioni dell'impianto. Una perdita eccessiva di calore da questi tratti di tubazioni ridurrebbe seriamente l'efficienza operativa complessiva dell'impianto

Convenienza e migliore prestazione
I sistemi di isolamento in microporoso MICROTHERM® sotto forma di coppelle (MPS) per diametri più piccoli e di prodotti isolanti flessibili per diametri maggiori, offrono molti vantaggi.
  • Le migliori prestazioni di qualsiasi isolamento – il sistema di isolamento più compatto disponibile. Facilmente smontabile per le ispezioni di routine e la sostituzione.
  • Installazione semplice e veloce. Curvature prefabbricate e altri accessori disponibili.
  • Prestazione stabile. L’ isolante non si deteriora nel tempo.
  • Un sistema su misura pronto per l'installazione.
  • Conveniente in termini di volume rispetto ai prodotti per l'isolamento convenzionali meno efficienti. Logistica più semplice e costo inferiore del montaggio per il volume di isolamento notevolmente ridotto e la produzione su misura: si piega tanto velocemente per isolare quanto funziona in linea retta.

Supporti per tubi
Isolare tutta la tubazione è essenziale esattamente come la prevenzione delle perdite di calore nei punti di supporto della stessa, dovuta a ponti termici per diretto contatto con il metallo. MICROTHERM® ha un'eccellente resistenza alla compressione e manterrà le prestazioni termiche del supporto indipendentemente dal peso della tubazione interessata.