Plus installativi rispetto al solare termico

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Salvatore Maggio
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1 Guida al prodotto

2 Il SolarBeam SolarBeam è una Parabola a Concentrazione Solare che utilizza il più efficiente sistema solare disponibile sul mercato. La forza della concentrazione solare (CSP) è la tecnologia che utilizza un grande piano di riflessione in alluminio anodizzato per riflettere e concentrare la luce solare direttamente nel punto focale completamente immune al fenomeno della stagnazione che affligge i normali pannelli solari termici. La Parabola è dotata di un sistema di inseguimento del sole biassiale, in attesa di brevetto, che utilizza una tecnologia che consente di inseguire accuratamente il sole. Il sistema di inseguimento utilizza un unico algoritmo ithm e GPS che consente alla Parabola di inseguire il sole indipendentemente dalla stagione e massimizzare l efficienza di captazione della radiazione. Basandosi sul principio degli specchi ustori, il design è stato attentamente studiato per riflettere l 85% della luce all interno del punto focale. Plus installativi rispetto al solare termico Ridotta superficie occupata in rapporto alla produzione Assenza del fenomeno della stagnazione Alta efficienza del 73% Ridotte opere murarie Ridotta manodopera per l installazione Facilità di manutenzione Immagine «green» per aziende o enti che lo installano Potente sistema di supervisione web unico nel suo genere Alta temperatura 90

3 Caratteristiche tecniche Il SolarBeam è un efficientissimo sistema solare termico che utilizza la tecnologia a concentrazione (CSP - concentrated solar power). Grazie all utilizzo di alluminio anodizzato ad alta efficienza di riflessione ed alla concentrazione della radiazione solare in un punto focale, è in grado di generare in media 10,5 kw all ora di potenza termica. Il SolarBeam da un lato è dotato di un sistema di inseguimento solare a due assi in grado di seguire accuratamente il percorso del sole e di massimizzare l efficienza di captazione della radiazione, dall altro di un sistema di protezione (APS) in grado di : Prevenire la stagnazione solare Portare il SolarBeam in posizione di sicurezza (velocità vento > 65 km/hr, cali di pressione del fluido, interruzioni elettriche) Sistema di inseguimento Il SolarBeam Controller è un sistema d inseguimento solare biassiale utilizzato in abbinamento alla parabola a concentrazione solare. Il sistema si basa su di un avanzato sistema elettronico di tipo Open Loop in grado di inseguire la posizione del sole senza far uso di sensori di radiazione ed inclinometri. Il sistema movimenta indipendentemente i due assi polari (Azimuth ed Elevazione).

4 Principali componenti Concentratore a parabola Sistema di trasmissione Collegamenti idraulici Palo di sostegno

5 Installazione 1. Realizzazione delle fondazioni e installazione della tubazione di trasporto del fluido riscaldante. 2. Assemblaggio dei componenti. 3. Collegamenti dello scambiatore e della stazione di pompaggio con il sistema di riscaldamento esistente. 4. Calibrazione del SolarBeam per l inseguimento solare. Dettaglio componenti da assemblare

6 Dimensioni

7 Specifiche tecniche PRODUZIONE DI ACQUA CALDA (Radianza pari a 1000 W/m 2 ) Potenza di picco Potenza media 11.5 kw 10.5 kw Efficienza 73% DIMENSIONI Diametro colle,ore 4.5 m Area colle,ore 15.9 m 2 Dimensioni assorbitore Altezza palo PARAMETRI SOLARBEAM 25.4cm X 25.4cm 2.4 m Grado di rendimento o5co 86% Inseguitore Volume di fluido nell assorbitore Massima pressione di esercizio Temperatura di stagnazione (Radianza pari a 1000W/m 2 e temp. Amb.30 C) Portata fluido Peso colle,ore Peso totale Due assi 550 ml 1.72 Bar 93 C l/min 240 kg 463 kg Massima temperatura assorbitore 145 C Massima temperatura fluido 93 C Fluido riscaldante SICUREZZE Soluzione acqua /propilen glicole (60%/40% fino a -18 C) Posizionamento automabco nella posizione di sicurezza (90 - Asse verbcale)

8 Guida al Prodotto Schema idraulico semplificato Esempio applicazione: serbatoi di preriscaldamento In questo impianto un SolarBeam pre-riscalda l acqua che viene stoccata in tre serbatoi ausiliari e successivamente inviata al serbatoio principale. Al raggiungimento della temperatura fissata, il Solar Beam interrompe l inseguimento solare fino a quando non riprende la richiesta di acqua calda.

9 Curva di prestazione del Concentratore SolarBeam La curva di prestazione del SolarBeam fa vedere come il concentratore complessivamente conservi elevate efficienze all interno dell intero range di temperature. Molti pannelli a lastra piana & pannelli a tubi sottovuoto danno basse efficienze quando sono richieste alte temperature. E importante notare che i dati sopra riportati si riferiscono all efficienza istantanea e non considerano l efficienza dell inseguimento del sole. In aggiunta all alta efficienza, il SolarBeam produce un 30% in più di energia rispetto ai collettori solari piani grazie all inseguimento biassiale del sole. In regioni geografiche dove si hanno basse temperature, i pannelli piani e i collettori a tubi sottovuoto hanno maggiori perdite di calore viste le maggiori dimensioni della superficie assorbente. Si consideri che il SolarBeam ha una superficie dell assorbitore di solo 0,0625 m 2. Da notare che, rispetto ai collettori piani fissi, grazie al suo speciale sistema ad inseguimento biassiale, il concentratore SolarBeam opererà sempre a efficienze ottime.

10 Confronto con SolarBeam Pannello Solare piano Fonte dati: RETSCREEN INTERNATIONAL, strumento di simulazione rilasciato dal Governo Canadese in collaborazione con la NASA.

11 Sistema di monitoraggio L intero sistema è monitorato da remoto attraverso un interfaccia grafica stile web che consente di avere diagnosi ed informazioni sul risparmio energetico. Ogni SolarBeam al mondo è collegato tramite linea Ethernet o GSM\GPRS e può essere configurato da remoto consentendo modifiche immediate di set point. Un server centrale comunica con il SolarBeam e ne registra le prestazioni. Il sistema di monitoraggio fornisce tutte le informazioni sensibili: la produzione istantanea (potenza), la produzione di energia totale nelle ultime 24 ore, il valore della portata e delle temperature di mandata e ritorno del fluido solare il valore della radiazione istantanea e della temperatura che si ha sull assorbitore. E possibile inoltre creare ed esportare su file excel un report di dati storici.

12 Principio di funzionamento del sistema di inseguimento Il PLC effettua in real-time il calcolo delle coordinate solari (azimuth, elevazione) in funzione di ora, data, latitudine e longitudine, con la massima precisione teorica inferiore a <0,01. I motori passo-passo (step motor) sono gestiti in PWM con duty cycle variabile. Gli encoder ottici consentono di effettuare il controllo di posizione e velocità sul movimento degli assi polari. Le condizioni minimali per l attivazione del sistema sono: Irraggiamento > 150 W/m^2; Pressione fluido termovettore > 0,5 bar. Qualora non siano soddisfatte le condizioni suddette il SolarBeam rimane in posizione di riposo. A regime il SolarBeam Controller garantisce in ogni istante il massimo valore di irraggiamento sulla superfice dell assorbitore. APS: Advanced Protection System Qualora la temperatura del fluido termovettore superi i 93 C, per evitare il fenomeno della stagnazione con conseguente deterioramento delle proprietà intrinseche della miscela Glicole Propilenico Acqua (40%/60%), il SolarBeam viene disallineato dalla condizione di massimo rendimento fintanto che non vi sia una nuova richiesta di energia termica.

13 Quadro elettrico principale Componenti Principali: Alimentatore 120/240Vac 24Vdc PLC OMRON CP1H; Scheda d interfaccia; Ingressi: Sensore pressione; Sensore T mandata; Sensore T ritorno; Sensore T assorbitore; Sensore Irraggiamento; Sensore Eolico; Encoder Verticale; Encoder Orizzontale; Uscite: Motore Vericale; Motore Orizzontale; Pompa circolazione; Dettaglio componenti Antenna GPS Sensore Irraggiamento Sensore Pressione Encoder Sensore Eolico Sensori Temperatura Sistema di Trasmissione

14 Programmazione La programmazione del sistema si effettua interamente attraverso il display in dotazione al PLC e prevede: Impostazione della posizione di riposo della parabola. Inizializzazione interfaccia GPS; Al termine della programmazione il display può essere intercambiato con l interfaccia ethernet in dotazione al PLC. A bordo del PLC risiede un Web Server al fine di consentire il controllo e monitoraggio del concentratore solare nonché la visualizzazione di dati in realtime quali: Parametri termici termodinamici (Temperatura Mandata, Temperatura Ritorno, Pressione, Portata, Potenza Termica, etc); Parametri temporali; Coordinate solari; Misura di irraggiamento; Report produzione; Interfaccia Software monitoraggio Report cronologico malfunzionamenti. In caso di allarme il sistema invia una mail alle persone designate; per ogni tipo di allarme è possibile stabilire le persone da avvisare.

15 Prossime realizzazioni: integrazione fotovoltaico 3,5 KWh di Energia Fotovoltaica - 7KWh di Energia Termica Attualmente è in fase di sperimentazione un assorbitore sulla cui superfice è depositata una cella fotovoltaica del tipo a tripla giunzione. La cella, operando con efficienza intorno al 31%, è in grado di garantire una produzione di Energia Fotovoltaica di picco pari a 3,5 kw riducendo del 30% la produzione di Energia Termica.

16 Certificazioni

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