Il solare termodinamico a concentrazione La nuova frontiera dei sali fusi. Concentrated Solar Power (CSP) The new frontier of molten salts

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1 Il solare termodinamico a concentrazione La nuova frontiera dei sali fusi Concentrated Solar Power (CSP) The new frontier of molten salts 2016 Edition 1

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3 Sommario Summary Introduzione... Introduction... La tecnologia del solare a concentrazione a sali fusi con specchi parabolici lineari... CSP parabolic trough molten salt technology... Impianti termodinamici a sali fusi ed olio a confronto... Comparison between CSP molten salts and oil plants... La tecnologia dei tubi ricevitori di ASE... ASE solar receiver tubes technology... Caratteristiche del tubo ricevitore ASE... Features of ASE receiver tube... Portafoglio prodotti ASE... ASE Product portfolio... HCEMS: Tubo ricevitore solare per SALI FUSI... HCEMS: MOLTEN SALT Solar Receiver Tube... HCEOI PLUS: Tubo ricevitore solare per OLIO... HCEOI PLUS: OIL Solar Receiver Tube... HCESHS: Tubo ricevitore solare per VAPORE SURRISCALDATO HCESHS: OVERHEATED STEAM Solar Receiver Tube... Impianto solare sperimentale ASE... ASE Solar Demo plant Licenza ENEA Licensed by ENEA Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l energia e lo sviluppo economico sostenibile. Italian National Agency for New Technologies, Energy and Sustainable Economic Development. ASE è socio di: ASE is a member of: 3

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5 Introduzione Introduction Le tematiche ambientali assumono un ruolo determinante per il nostro futuro. Infatti, come emerso anche nel COP 21 di Parigi sul tema dei cambiamenti climatici, è necessario che gli Stati adottino con urgenza politiche energetiche differenti rispetto al passato, implementando modelli di sviluppo economico sostenibile in modo da garantire alle generazioni future almeno le attuali condizioni ambientali del Pianeta. Ogni evoluzione tecnologica nella produzione di energia da fonti rinnovabili e nell efficienza energetica verso soluzioni che riducano l impatto sull ambiente, hanno perciò fondamentale importanza. Molto si sta facendo anche in Italia, dove operano imprese industriali e centri di ricerca, come ENEA, che hanno creato una vera filiera tutta italiana nel campo dell energia solare termodinamica. Archimede Solar Energy (ASE), una società del Gruppo Angelantoni Industrie, è tra i leader mondiali nella produzione di tubi ricevitori per centrali solari termodinamiche a collettori parabolici lineari o con riflettori Fresnel. I ricevitori solari sviluppati e prodotti da ASE, su licenza ENEA, sono progettati per operare fino a 550 C con diversi tipi di fluido termovettore, impiegati per il funzionamento delle grandi centrali solari termodinamiche: dalle centrali tradizionali ad olio diatermico, a quelle più innovative che utilizzano sali fusi o vapore surriscaldato (DSG - Direct Steam Generation). ASE ha acquisito una indiscussa e riconosciuta leadership internazionale nella produzione di tubi ricevitori ad alta temperatura (impiego di sali fusi). Environmental issues continue to remain determinant for our future. In fact as underlined also during COP 21 in Paris on the climatic change, it is necessary that the Nations adopt urgently different energetic politics compared to the past, improving models of sustainable economic development in order to ensure that the future generations have at least a Planet with the same environmental conditions of today. Any technological evolution in the production of energy from the renewable sources and in the energetic efficiency towards solutions reducing the impact on the environment have therefore fundamental importance. Italy has taken a leading role in this field. Industrial firms and research centres, such as ENEA, have created a fully integrated Italian supply chain in the solar thermodynamic energy sector. Archimede Solar Energy (ASE), a subsidiary of Angelantoni Industrie Group, is a world leader in the production of solar receiver tubes for thermodynamic solar plants with parabolic troughs or with Fresnel reflectors. Solar receivers tubes developed and produced by ASE, under ENEA s license, are designed to operate up to 550 C with different types of heat transfer fluid used for the big solar thermodynamic plants; both for the traditional diathermic oil plants and for the more innovative plants using molten salts or overheated steam ( DSG - Direct Steam Generation). ASE achieved an absolute and well known international leadership in the production of high temperature receiver tubes (molten salts). 5

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8 La tecnologia del solare a concentrazione a sali fusi con specchi parabolici linearei CSP parabolic trough molten salt technology 8 La tecnologia del solare a concentrazione a sali fusi con specchi parabolici lineari La tecnologia del solare termodinamico permette di convertire la radiazione solare in energia termica attraverso un concentratore parabolico lineare costituito da superfici riflettenti che seguono il moto apparente del sole, in grado di focalizzare i raggi solari su di un tubo ricevitore posto nella sua linea focale (analogamente avviene con riflettori lineari Fresnel). Una peculiare caratteristica di questa tecnologia, che la distingue e la rende vantaggiosa rispetto agli altri sistemi di produzione da fonti rinnovabili, è la possibilità di modulare l erogazione di energia elettrica (dispacciabilità) in base alle esigenze dell utenza. Infatti, per consentire una distribuzione di energia continuativa o a richiesta, con questa tecnologia è possibile accumulare in serbatoi di stoccaggio l energia termica prodotta; la centrale è così in grado di funzionare anche in mancanza di luce diretta, con cielo nuvoloso e nelle ore notturne. L energia termica raccolta è trasformata in energia elettrica mediante turbogeneratori a ciclo Rankine. Perciò a differenza del solare fotovoltaico, come pure dell energia eolica, il solare termodinamico può produrre energia elettrica in modo continuo e programmabile utilizzando l accumulo termico. E possibile inoltre recuperare i cascami di calore per produrre, ad esempio, acqua dolce dal mare o energia frigorifera (solar cooling). In generale nel tubo ricevitore scorre un fluido termovettore di varia natura, in grado di raggiunge temperature di alcune centinaia di gradi. Nelle centrali attualmente in esercizio si impiegano oli minerali o sintetici con temperature di esercizio fino a 400 C o anche acqua pressurizzata; ma la più recente ed evoluta tecnologia utilizza una miscela costituita da nitrati di sodio e di potassio (sali fusi), non inquinante, economica e disponibile in grandi quantità in grado di raggiungere la temperatura di 550 C. La scelta di utilizzare sali fusi per trasportare ed immagazzinare il calore, invece dell olio, consente di lavorare a temperature più alte, di migliorare il rendimento in turbina e semplificare la configurazione dell impianto. Inoltre i sali non sono inquinanti né infiammabili come l olio ad alta temperatura.

9 La tecnologia del solare a concentrazione a sali fusi con specchi parabolici linearei CSP parabolic trough molten salt technology CSP parabolic trough molten salt technology CSP technology makes it possible to convert solar radiation into thermal energy through linear parabolic troughs made of reflecting surfaces following the apparent sun motion and designed to concentrate the sun rays on a receiver tube located in its focal point (the same principle is used for the Fresnel linear reflectors). A specific and distinguishing feature of this technology, which makes it advantageous compared to other renewable energy systems, is the possibility to modulate the distribution of the electric energy (dispatchability), according to the users needs. In fact In order to permit a continuous and on demand energy distribution, with CSP technology it is possible to accumulate the thermal energy into storage tanks. The solar plant can therefore operate even when the direct light is missing, with cloudy sky and during the night. The thermal energy thus collected will be transformed into electric energy thanks to Rankine cycle turbo-generators. Therefore differently from the solar photovoltaic technology and the wind energy, the thermodynamic solar plants can produce electric energy constantly and plan the production using the thermal storage. It is also possible to recover the heat to produce, for example, desalinated water from the sea or cooling energy (solar cooling). Generally speaking different heat transfer fluids flow inside the receiver tubes, capable to reach some hundreds degrees. The solar plants currently in operation use mineral or synthetic oils reaching up to 400 C temperatures or even pressurized water. The most recent and advanced technology uses a mixture of sodium and potassium nitrates (molten salts) non-polluting, economic, available in large quantities that can reach 550 C temperature. The choice to use molten salts for the heat transport and storage, instead of the oil, makes it possible to work at higher temperatures, to improve the performance in the turbine and to simplify the plant configuration. Unlike the salts are both non-polluting and not flammable like the oil at high temperature. 9

10 Impianti termodinamici a sali fusi ed olio a confronto Comparison between CSP molten salts and oil plants Impianti termodinamici a sali fusi ed olio a confronto Comparison between CSP molten salts and oil plants 10 Le centrali a collettori parabolici lineari attualmente in esercizio impiegano come fluido termovettore oli minerali o sintetici che non possono raggiungere temperature superiori ai 400ºC. Oltre tale temperatura infatti gli oli si degradano, limitando l efficienza del ciclo a vapore. I sali fusi (solitamente utilizzati nell accumulo termico degli impianti ad olio) se impiegati anche come fluido termovettore del campo solare superano la soglia critica imposta dall olio, consentendo di raggiungere 550ºC. Ne consegue non solo una ottimizzazione dell impianto ma anche una riduzione dei costi. In particolare: 1. Alta efficienza di conversione termodinamica (42%-43%) grazie all utilizzo di vapore ad alta temperatura (535 C). 2. La riduzione di 2/3 del volume dei serbatoi di accumulo mediante lo sfruttamento dell intero intervallo di utilizzo dei sali fusi (fino a 550 C) consentendo una risparmio di circa il 30% del costo del sistema di accumulo. 3. Eliminazione dello scambiatore di calore tra il campo solare e il sistema di accumulo termico poiché il fluido in circolazione nel campo solare è lo stesso del sistema di accumulo. Currently operating parabolic trough plants use mineral or synthetic oils as heat transfer fluid that cannot reach temperatures over 400 C. At such temperature in fact oils degrade reducing the steam cycle efficiency. Molten salts (currently used in the thermal storage of the oil plants) if used as heat transfer fluid in the solar field exceed the critical limit set by the oil, allowing to reach 550 C. As a consequence we obtain not only to optimize the plant but also a cost reduction. Particularly: 1. Higher efficiency in the thermodynamic conversion (42% - 43%) thanks to higher temperature steam (535 C). 2. The 2/3 reduction of the storage tanks volume by exploiting the entire operating range of the molten salts (up to 550 C) allowing to save at least 30% of the cost of the storage system. 3. Elimination of the heat exchanger between the solar field and the thermal storage system because the fluid circulating in the solar field is the same used for the thermal storage.

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12 La tecnologia dei tubi ricevitori di ASE ASE solar receiver tube technology La tecnologia dei tubi ricevitori ASE ASE solar receiver tube technology Nuovo stabilimento produttivo di Massa Martana: Inaugurazione: 14 Settembre 2011 Capacità produttiva: ricevitori/anno, equivalente a 150 MWe/anno (con possibilità di raddoppio) Più di m2 di cui coperti Processo produttivo innovativo e totalmente automatizzato Massa Martana new manufacturing plant: Opening Ceremony: September 14 th 2011 Full capacity: receivers per year, equivalent to 150 MWe/year (with possibility to double) Plant area: More than sqm, sqm covered Innovative and fully automated manufacturing process ASE new headquarter was selected at 2012 Venice International Architecture Biennial Exhibition as one of the 20 best sustainable buildings in Italy. Design by Paolo Verducci + Studio Maryfil Perugia I ricevitori solari sviluppati e prodotti da Archimede Solar Energy, hanno un coating (prodotto su licenza ENEA) stabile fino a 580 C e possono utilizzare diversi tipi di fluido: sali fusi, olio diatermico, acqua pressurizzata, vapore saturo o surriscaldato (direct steam generation). Gli elevati standard qualitativi utilizzati per la realizzazione dei ricevitori garantiscono le più alte performance ottiche, termiche e di stabilità nel tempo per un esercizio efficiente ed affidabile dell impianto solare nei suoi anni di vita. Con una capacità attuale di tubi per una potenza equivalente di 150MWe/anno, realizzati in uno stabilimento produttivo all avanguardia e dotato dei più moderni ed avanzati standard di automazione, ASE conferma la sua leadership tecnologica mondiale con un prodotto interamente Made in Italy. Forte dell esperienza acquisita nella realizzazione e gestione del proprio demo plant, ASE offre anche consulenza e servizi di ingegneria ai propri clienti per la realizzazione di centrali solari termodinamiche a collettori parabolici lineari che utilizzano sali fusi come fluido termovettore. Solar receivers tubes developed and produced by Archimede Solar Energy, under ENEA s license, have a coating stable up to 580 C and can use different types of heat transfer fluid: molten salts, diathermic oil, pressurized water, saturated or overheated steam (direct steam generation). High quality standards used to manufacture solar receivers ensure the highest optical and thermal performances, as well as stability over time, allowing the maximum efficiency of the operating plant. With the current tubes production capacity of tubes, equivalent to 150 MWe per year, manufactured in the most modern production facility and equipped with the most updated standards, ASE confirms its technological worldwide leadership offering an entirely Made in Italy product. Thanks to the experience achieved during the construction and management of their demo plant, ASE offer also consultancy and engineering services to their customers for the construction of solar thermodynamic plants with parabolic troughs using molten salts as heat transfer fluid.

13 La tecnologia dei tubi ricevitori di ASE ASE solar receiver tube technology 13

14 Caratteristiche del tubo ricevitore ASE Features of ASE receiver tube Giunzione vetro-metallo Glass to metal seal Not Evaporable Getter (NEG) Getter Bario Barium getter Tubo di acciaio inox con coating spettralmente selettivo Stainless steel absorber tube with spectrally selective coating Tubo di vetro con coating anti-riflesso (AR) Glass jacket with Anti-Reflective (AR) coating Caratteristiche del tubo ricevitore ASE 14 I ricevitori solari ASE sono caratterizzati da un elevata tecnologia realizzativa che assembla materiali eterogenei, quali vetro, acciaio e CERMET (rivestimento nano composito spettralmente selettivo). Il CERMET e la tecnologia dell alto vuoto, massimizzano l assorbimento della radiazione solare e minimizzano l emissività, garantendo un elevato fattore di conversione dell energia solare in energia termica. Il ricevitore è composto da un tubo interno, nel quale scorre il fluido termovettore, realizzato in acciaio inox austenitico e resistente alla possibile corrosione data dai diversi tipi di fluido utilizzati nell impianto termodinamico. La superficie esterna del tubo di acciaio è rivestita da un sottile film multistrato (CERMET) avente uno spessore complessivo di poche centinaia di nanometri, fabbricato su licenza ENEA. Il CERMET è composto da uno strato superiore con alto potere anti-riflettente nei confronti della radiazione visibile, da uno strato intermedio ad elevato coefficiente di assorbimento della radiazione solare e da uno strato inferiore di materiale metallico in grado di riflettere la radiazione infrarossa. Per realizzare una cavità in alto vuoto che eviti le dispersioni termiche convettive, il tubo di acciaio è incapsulato in un tubo esterno in vetro borosilicato dotato di uno speciale rivestimento antiriflesso (licenza CIEMAT). Completa la tecnologia dell involucro protettivo in vetro un trattamento idrofobizzante della superficie esterna in grado di incrementare la resistenza del rivestimento antiriflesso agli agenti atmosferici. All estremità del ricevitore vengono installati due soffietti metallici che hanno la funzione di compensare le differenti dilatazioni termiche del vetro e dell acciaio, permettendo il funzionamento ottimale del ricevitore una volta installato sul collettore solare. Ogni soffietto è saldato su un lato al tubo di acciaio e sull altro lato alla camicia di vetro tramite un innovativa e robusta giunzione vetro-metallo (brevetto ASE). Una serie di getters, infine, posti nell intercapedine esistente tra tubo interno di acciaio e tubo esterno di vetro, consente un funzionamento sicuro ed efficiente del ricevitore per tutta la sua vita attesa. I getters assorbono eventuali gas generati da processi di desorbimento dalle superfici metallica e vetrata e/o di emissione da parte del particolare fluido termovettore scelto (come ad esempio l idrogeno in caso di olio diatermico).

15 Caratteristiche del tubo ricevitore ASE Features of ASE receiver tube Intercapedine in vuoto Vacuum annulus Codetta da vuoto Pump nipple Identificativo del tubo ricevitore (numero seriale) Serial number identification Not Evaporable Getter (NEG) Soffietto compensatore Thermal expansion bellow Features of ASE receiver tube ASE solar receivers are characterized by a very high technology combining various materials, such as glass, steel and CERMET (spectrally selective nano-composite coating). CERMET and high vacuum technology maximize the absorption of solar radiation while minimizing the emissivity, ensuring a very high conversion factor of the solar energy into thermal energy. The solar receiver consists of an inner tube, in which the heat transfer fluid flows, made of austenitic stainless steel and resistant to the possible corrosion, caused by the different types of the used fluid. The external surface of the steel tube is coated with a multilayers thin film, (CERMET) manufactured on ENEA licence, having a total thickness of a few nanometers. CERMET consists of a superior layer with a high absorption coefficient of the visible solar radiation, by an intermediate layer with elevated absorption coefficient of the solar radiation and by a lower layer of metallic material capable of reflecting infrared radiation. In order to make a high vacuum cavity avoiding convective heat losses, the steel tube is enclosed in an external tube, made of borosilicate glass equipped with anti- reflective coating (CIEMAT licence). The protective glass jacket is completed by the hydrophobic treatment of the external glass surface, increasing the resistance of the anti-reflective coating to atmospheric agents. At the edges of the receivers, two metal bellows are suitably installed to compensate the different thermal expansions between the glass and the steel, ensuring the best operation of the receiver once located on the solar collector. Every bellow is welded on one side to the steel tube and on the other side to the glass jacket through an innovative and strong glass- metal joint (ASE patent). Finally some getters, placed in the space located between the internal steel tube and the external glass tube, allow a safe and efficient operation for the whole expected receiver life. The getters absorbe the residual gases generated by desorbed processes from the metal and glass surfaces and/or emitted by the some heat transfer fluids (as for instance the hydrogen when using diathermic oil). 15

16 Portafoglio prodotti ASE ASE product portfolio 16 I tubi ricevitori ASE massimizzano l assorbimento della radiazione solare e minimizzano le perdite termiche, raggiungendo temperature fino a 550 C attraverso un processo di rivestimento spettralmente selettivo. Fin dal 2008 i ricevitori sono qualificati da laboratori esterni (ENEA, DLR, CENER, CIEMAT) e sul campo per mezzo di cicli di prova su differenti concentratori parabolici. HCEMS: Tubo ricevitore solare per SALI FUSI Primo ricevitore al mondo che opera fino a 550 C usando sali fusi come fluido termovettore. HCEOI PLUS: Tubo ricevitore solare per OLIO Una ineguagliabile efficienza termica per impianti solari a concentrazione a media temperatura (fino a 400 C) che utilizzano olio diatermico (ma anche acqua pressurizzata o vapore saturo). HCESHS: Tubo ricevitore solare per VAPORE SURRISCALDATO Unico ricevitore al mondo che opera fino a 550 C ad una pressione di 100 bar per vapore super saturo. ASE è certificata ISO 9001 fin dal I tubi ricevitori risultato conformi a tutti i requisiti della direttiva 97/23/EC PED (Pressure Equipment Directive). ASE adotta un rigoroso controllo qualità del processo produttivo: Analisi spettrofotometrica per la misura dell assorbanza e dell emissività Test qualità di ossidazione del collare metallico Prove di durata del soffietto Prove di durata della giunzione vetro-metallo Controllo qualità delle saldature Test di tenuta della sigillatura vetro-metallo (leak detector a Elio) Controllo della fase di deposizione dell anti riflesso e misura della trasmittanza della camicia di vetro attraverso spettrofotometria. Test di tenuta del ricevitore assemblato (leak detector a Elio sul 100% della produzione) Controllo di qualità nella fase di degassaggio (livello di vuoto e verifica di attivazione dei getters). Portafoglio prodotti ASE ASE product portfolio ASE receiver tubes optimize the solar radiation absorption and reduce the thermal losses, reaching temperatures up to 550 C through a spectrally selective coating process. Since 2008 the receivers are qualified by external laboratories (ENEA, DLR, CENER, CIEMAT) and on field by means of test cycles on different parabolic troughs. HCEMS: MOLTEN SALTS solar receiver tube FIRST worldwide receiver operating up to 550 C using Molten Salts as thermo fluid. HCEOI PLUS: OIL solar receiver tube An incomparable thermal efficiency specifically for medium temperature (up to 400 C) solar plants using diathermic Oil (as well as pressurized water or saturated steam). HCESHS: OVERHEATED STEAM solar receiver tube Unique worldwide receiver operating up to 550 C at 100 bar pressure for superheated steam. ASE is qualified according to ISO 9001 standard since The receiver tubes result in conformity with any requirement established by the PED (Pressure Equipment Directive) 97/23/EC. ASE production process quality control is very rigorous Spectrophotometric Analysis for measuring emissivity and absorbance Metal collar Oxidation quality test Bellows durability tests Glass-metal sealing durability tests Metal welding quality test Leak test for glass-metal sealing (Helium leak detector) Control of the deposition phase of the antiflective, Checking of the glass jacket transmittance through spectrophotometric measuring Leak test of the assembled receiver (Helium leak detector on 100% of the production) Degassing quality control (vacuum level and getters activation control).

17 HCEMS: Tubo ricevitore solare per SALI FUSI HCEMS: MOLTEN SALT solar receiver tube HCEMS: Tubo ricevitore solare per SALI FUSI HCEMS: MOLTEN SALT solar receiver tube Caratteristiche del tubo in acciaio Steel tube features Dimensioni Lunghezza 4060 mm (a temperatura ambiente), diametro esterno 70 mm, spessore 3 mm Dimensions 4060 mm length (at ambient temperature), 70 mm OD, 3 mm thickness Materiale AISI 321 Material AISI 321 Caratteristiche del tubo di vetro Glass tube features Dimensioni Lunghezza 3900 mm, diametro esterno 125 mm, spessore 3 mm Dimensions 3900 mm length, 125 mm OD, 3 mm thickness Materiale Vetro Borosilicato Material Borosilicate glass Trasmittanza della radiazione solare con coating anti-riflesso (%) 1,2 96.9% secondo standard ASTM [ µm] Trasmittance of solar radiation with anti-reflective coating (%) 1,2 96.9% according to ASTM standard [ µm] Caratteristiche foto-termiche del coating spettralmente selettivo Photo-thermal features of spectrally selective coating Assorbanza solare % secondo standard ASTM [ µm] Solar absorbance % according to ASTM standard [ µm] Emissività termica C; 550 C Thermal emissivity C; 550 C Caratteristiche funzionali Functional features Fluido termo-vettore Max. condizione operativa Miscela binaria di sali fusi NaNo3 e KNO3 < 27 bar alla massima temperatura operativa di 550 C Heat Transfer Fluid Max operating condition NaNO3 and KNO3 binary mixture molten salt < 27 bar at 550 C maximum operating temperature Perdita termica 1,3 Pressione nell annulus 260W/m at 400 C; 750 W/m at 550 C (in assenza di schermi di copertura dei soffietti) 1.0 x 10-4 mbar Thermal losses 1,3 Vacuum enclosure pressure 260 W/m at 400 C; 750 W/m at 550 C (without any shield on the bellows) 1.0 x 10-4 mbar Vita attesa Lunghezza attiva di assorbimento (Labs/LHSE,nom) > 25 anni 96.1% per ogni temperatura del fluido termovettore Expected lifetime Aperture length (Labs/LHCE,nom) > 25 years 96.1% at any HTF temperature 1 Valore medio relative al lotto di riferimento l 2 Misurato nella zona dotata di rivestimento AR 3 Valori misurati in accordo alla procedura sviluppata dal DLR (attrezzatura ThermoRec) 1 Average value for a reference lot l 2 Measured on the AR coated area 3 Measured according to DLR procedure (ThermoRec equipment) 17

18 HCEOI PLUS: Tubo ricevitore solare per OLIO HCEOI PLUS: OIL solar receiver tube HCEOI PLUS: Tubo ricevitore solare per OLIO HCEOI PLUS: OIL solar receiver tube 18 L ultimo sviluppo della continua attività di ricerca e sviluppo di ASE ed ENEA ha dato vita ad un nuovo benchmark per i ricevitori a media temperatura: l HCEOI PLUS, il tubo ricevitore più performante dell attuale mercato, basato su un rivestimento ad alta efficienza specificamente progettato per l utilizzo di olio. Le eccellenti caratteristiche del HCEOI PLUS si fondano sui seguenti pilastri: Incremento dell assorbimento solare e dell emissività termica un nuovo soffietto per una più ampia apertura effettiva affidabilità del coating fino a 450 C efficienza termica ineguagliabile ulteriore aumento della trasmittanza solare del vetro. The latest development of the continuous ASE and ENEA R&D activity created the new benchmark for medium temperature receivers: the HCE- OI PLUS, the most performing receiver tube based on high efficient coating specifically designed for OIL application. The excellent characteristics of the HCEOI PLUS are based on the following pillars: Enhanced solar absorptance and thermal emittance A new bellow design allowing a larger effective aperture A demonstrated coating reliability up to 450 C An incomparable thermal efficiency Further increase in glass solar trasmittance. Caratteristiche del tubo in acciaio Dimensioni Materiale Dimensioni Materiale Trasmittanza della radiazione solare con coating anti-riflesso (%) 1,2 Assorbanza solare 1 Emissività termica 1 Fluido termo-vettore Max. condizione operativa Perdita termica 1,3 Pressione nell annulus Vita attesa Lunghezza attiva di assorbimento (Labs/ LHSE,nom) Lunghezza 4060 mm (a temperatura ambiente), diametro esterno 70 mm, spessore 2 mm AISI 321 Caratteristiche del tubo di vetro Lunghezza 3916 mm, diametro esterno 125 mm, spessore 3 mm Vetro Borosilicato 96.9% secondo standard ASTM [ µm] Caratteristiche foto-termiche del coating spettralmente selettivo Caratteristiche funzionali 96.1% secondo standard ASTM [ µm] 400 C Olio diatermico minerale o sintetico < 42 bar alla massima temperatura operativa di 400 C 90 W/m at 300 C; 196 W/m at 400 C (in assenza di schermi di copertura dei soffietti) 1.0 x 10-4 mbar > 25 anni 96.4% per ogni temperatura del fluido termovettore 1 Valore medio relative al lotto di riferimento l 2 Misurato nella zona dotata di rivestimento AR 3 Valori misurati in accordo alla procedura sviluppata dal DLR (attrezzatura ThermoRec) Steel tube features Dimensions Material Glass tube features Dimensions Material Trasmittance of solar radiation with anti-reflective coating (%) 1,2 Solar absorbance 1 Thermal emissivity 1 Heat Transfer Fluid Max operating condition Thermal losses 1,3 Vacuum enclosurepressure Expected lifetime Aperture length (Labs/ LHCE,nom) 4060 mm length (at ambient temperature), 70 mm OD, 2 mm thickness AISI mm length, 125 mm OD, 3 mm thickness Borosilicate glass 96.9% according to ASTM standard [ µm] Photo-thermal features of spectrally selective coating Functional features 96.1% according to ASTM standard [ µm] 400 C Mineral or synthetic diathermic oil < 42 bar at maximum operating temperature of 400 C 90 W/m at 300 C; 196 W/m at 400 C (without any shield on the bellows) 1.0 x 10-4 mbar > 25 years 96.4% at any HTF temperature 1 Average value for a reference lot l 2 Measured on the AR coated area 3 Measured according to DLR procedure (ThermoRec equipment)

19 HCESHS: Tubo ricevitore solare per VAPORE SURRISCALDATO HCESHS: OVERHEATED STEAM Solar Receiver Tube HCESHS: Tubo ricevitore solare per VAPORE SURRISCALDATO HCESHS: OVERHEATED STEAM Solar Receiver Tube Caratteristiche del tubo in acciaio Steel tube features Dimensioni Lunghezza 4060 mm (a temperatura ambiente), diametro esterno 70 mm, spessore 5 mm Dimensions 4060 mm length (at ambient temperature), 70 mm OD, 5 mm thickness Materiale AISI 321 Material AISI 321 Caratteristiche del tubo di vetro Glass tube features Dimensioni Lunghezza 3900 mm,diametro esterno 125 mm, spessore 3 mm Dimensions 3900 mm length, 125 mm OD, 3 mm thickness Materiale Vetro Borosilicato Material Borosilicate glass Trasmittanza della radiazione solare con coating anti-riflesso (%) 1,2 96.9% secondo standard ASTM [ µm] Trasmittance of solar radiation with anti-reflective coating (%) 1,2 96.9% according to ASTM standard [ µm] Caratteristiche foto-termiche del coating spettralmente selettivo Photo-thermal features of spectrally selective coating Assorbanza solare % secondo standard ASTM [ µm] Solar absorbance % according to ASTM standard [ µm] Emissività termica C; 550 C Thermal emissivity C; 550 C Caratteristiche funzionali Functional features Fluido termo-vettore Vapore surriscaldato Heat Transfer Fluid Overheated steam Max. condizione operativa < 103 bar alla massima temperatura operativa di 550 C Max operating condition < 103 bar at maximum operating temperature of 550 C Perdita termica 1,3 260W/m at 400 C; 750 W/m at 550 C (in assenza di schermi di copertura dei soffietti) Thermal losses 1,3 260 W/m at 400 C; 750 W/m at 550 C (without any shield on the bellows) Pressione nell annulus < 1.0 x 10-4 mbar Vacuum enclosure pressure <1.0 x 10-4 mbar Vita attesa > 25 anni Expected lifetime > 25 years Lunghezza attiva di assorbimento (Labs/LHSE,nom) 96.1% per ogni temperatura del fluido termovettore Aperture length (Labs/LHCE,nom) 96.1% at any HTF temperature 1 In accordo alla massima condizione operativa di pressione e temperatura l 2 l2valore medio relative al lotto di riferimento 3 Misurato nella zona dotata di rivestimento AR 3 Valori misurati in accordo alla procedura sviluppata dal DLR (attrezzatura ThermoRec) 1 According to maximum pressure and temperature operating condition l 2 Average value for a reference lot l 3 Measured on the AR coated area 4 Measured according to DLR procedure (ThermoRec equipment) 19

20 Impianto solare sperimentale ASE ASE solar demo plant Impianto solare sperimentale ASE 20 Caratteristiche Configurazione impianto Attori Sito Tecnologia: collettori parabolici lineari con sali fusi come unico fluido termovettore (campo solare e serbatoi) DNI: 1550 kwh/m2/a Potenza termica nominale: 2 MWt Tipologia impianto: sperimentale Entrata in esercizio: luglio 2013 Numero di collettori solari: 6 (da 100 m cadauno) - Superficie specchiante 3600 m2 - lunghezza 600 m Fluido termovettore: Miscela binaria di sali fusi Tubi ricevitori: 144 Archimede HCEMS Temperatura nominale di uscita: 550 C Capacità accumulo: 50 tonnellate di Sali MWht (5 ore) Sviluppo: Archimede Solar Energy EPC: Chiyoda Corporation con supervisione ENEA Proprietà: Archimede Solar Energy Area complessiva: 3 Ettari Tipologia terreno: Area industriale Località: Massa Martana (Perugia) - Italia Il demo plant di Archimede Solar Energy, inaugurato nel 2013, è il più innovativo impianto solare a concentrazione esistente al mondo dotato di accumulo termico e generatore di vapore. Situato a fianco dello stabilimento produttivo ASE di Massa Martana (Perugia), rappresenta il primo impianto a collettori parabolici lineari a sali fusi non integrato con altri impianti a combustibili fossili (stand alone). Il Demo plant ASE non è solamente uno strumento fondamentale per la sperimentazione e la dimostrazione dei miglioramenti e innovazioni che ASE implementa sui propri prodotti; esso è anche un elemento essenziale per la ricerca mirata allo sviluppo delle nuove tecnologie degli impianti CSP. Realizzato con tecnologia italiana e componenti prodotti esclusivamente in Italia, è la vetrina nazionale ed internazionale del solare termodinamico a sali fusi. ASE sta anche realizzando impianti sperimentali similari per clienti di altri Paesi interessati a testare e sviluppare la tecnologia a sali fusi con specchi parabolici.

21 Impianto solare sperimentale ASE ASE solar demo plant ASE solar demo plant with steam generator ASE solar demo plant without steam generator ASE solar demo plant The Archimede Solar Energy s demo plant, inaugurated in 2013, is the most innovative existing solar plant in the world with thermal storage and steam generator. Located near the ASE s factory in Massa Martana (Perugia), it is the first CSP molten salt parabolic troughs plant not integrated with other fossil fuel plants (stand alone). The ASE demo plant is not only a fundamental tool to test and demonstrate the improvements and innovations that ASE implements on their products; it is also an essential element of research to develop new technologies about CSP plants. Made with Italian technology and components, produced exclusively in Italy, it is the national and international showcase of CSP molten salt plant. Background Plant configuration Participants Technology: parabolic troughs using molten salts as heat transfer fluid (solar field and storage) DNI: 1550 kwh/m2/y Nominal thermal power: 2 MWt Project type: Demo Plant Opening: since July 2013 Nr. solar collector: 6 - (100 m/each) m2 mirror surface m lenght Heat transfer fluid: molten salts, binary mixture Receiver tubes: 144 Archimede HCEMS Solar field outlet temperature: 550 C Storage: 50 molten salt tons MWht (5hours) Developer: Archimede Solar Energy EPC: Chiyoda Corporation with ENEA concept Owner: Archimede Solar Energy ASE is also realizing similar experimental plants for foreign customers interested in testing and developing molten salts parabolic troughs technology. Land Area: 3 Hectares Site ecology: Industrial area Location: Massa Martana (Perugia) - Italia 21

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24 Archimede Solar Energy - April 2016 La storia ci insegna che la tecnologia del solare a concentrazione nacque in Sicilia oltre 2000 anni fa. Archimede difese la città di Siracusa dall attacco del Console romano Marcello (212 A.C.) con gli specchi ustori. History teaches us that Concentrated Solar Power (CSP) started in Sicily more than 2000 years ago. Archimede defended the town of Siracusa from the aggression of Marcello roman Consul (212 B.C.) with the burning mirrors. Archimede Solar Energy srl Località Flaminia Vetus Massa Martana (Pg) Italy Ph Fax Materiale fotografico per concessione: Centrale Archimede Priolo Gargallo Siracusa (Guido Fuà Agenzia Eikona per Enel ) Ecosesto spa (gruppo Falk Renewables) Demo plant e stabilimento ASE 24