Solare a concentrazione, energia elettrica rinnovabile e flessibile

Articolo a cura di Giancarlo GENTILE

Il cambiamento climatico e la conseguente necessità di ridurre le emissioni di gas serra, ha portato negli ultimi anni ad un sempre crescente interesse verso gli impianti di produzione di energia elettrica da fonte rinnovabile. L’integrazione delle rinnovabili nel Sistema Elettrico Nazionale porta con sé una serie di sfide nuove dovute ad una limitante caratteristica di tali tecnologie: l’intermittenza e l’imprevedibilità di fonti di energia quali sole e vento. 

Già da anni, i sistemi di accumulo energetico hanno aiutato l’integrazione di questo tipo di impianti nelle reti di distribuzione. Si pensi ad esempio all’ampio utilizzo di batterie nei campi fotovoltaici. L’accumulo diventa tuttavia più problematico in caso di potenze in gioco maggiori. Per esempio quelle proprie dei parchi eolici di nuova generazione.

In questo scenario risulta degno di nota il potenziale del Solare a Concentrazione (in inglese Concentrated Solar Power, CSP) che, nonostante le alte potenze in gioco (> 10 MW), e, nonostante sia alimentato da una fonte intermittente e imprevedibile quale quella solare, riesce a garantire una produzione di energia elettrica regolare e duratura.

Impianto solare a concentrazione: principio di funzionamento

Gli impianti CSP operano grazie ad ampi campi di specchi che riflettono i raggi solari verso un ricevitore. All’interno di quest’ultimo viene riscaldato un fluido che può essere accumulato in appositi serbatoi, oppure direttamente utilizzato per produrre energia elettrica alimentando un ciclo termodinamico. Durante le ore di luce il fluido è in parte utilizzato per produrre energia, in parte accumulato per poi alimentare il ciclo nelle ore notturne.

Che significa produzione di energia elettrica flessibile?

Il solare a concentrazione con accumulo termico non solo è in grado di produrre energia anche durante le notte. Un altro vantaggio di significativa importanza è quello di essere capace di una generazione di energia flessibile.

Il sistema di accumulo rende gli impianti CSP in grado di posticipare la produzione di energia seguendo quella che è la reale richiesta nella rete di distribuzione alla quale l’impianto è connesso.

Tramite un’efficace sistema di comunicazione tra impianto e gestori locali del mercato elettrico, è possibile evitare la produzione di energia nei momenti di scarsa richiesta, accumulando i sali fusi caldi nel serbatoio. Essi possono essere sfruttati in seguito, quando i consumatori richiedono più potenza. In questo modo si massimizza la disponibilità dell’impianto durante i picchi di domanda.

Tale capacità di assecondare la domanda di energia è interessante in quanto permette:

• di ridurre sensibilmente il cosiddetto “curtailment”, ossia la produzione di energia non necessaria, e dunque destinata a essere sprecata,
• alla rete elettrica di avere meno necessità di generatori atti alla copertura del carico di punta, generalmente alimentati con fonti fossili.

Problemi e svantaggi del solare a concentrazione

Nonostante le potenzialità di questa tecnologia, sono ancora pochi gli impianti operativi nel mondo. Ciò è dovuto al costo degli stessi. Il solare a concentrazione rimane non competitivo rispetto ad altre tecnologie rinnovabili e soprattutto rispetto ai tradizionali impianti alimentati da fonti fossili.

Pertanto, affinché sia conveniente investire su questa tipologia di impianti, sono necessari efficaci incentivi erogati da Enti Regionali o Nazionali. Numerosi progetti di ricerca mirano tuttavia alla riduzione dei costi di investimento, operazione e manutenzione relativi a tali impianti. L’obiettivo è di renderli competitivi sul mercato, indipendentemente dalle politiche incentivanti.