TECNOLOGIE D ECCELLENZA NELLE APPLICAZIONI INDUSTRIALI

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1 TECNOLOGIE D ECCELLENZA NELLE APPLICAZIONI INDUSTRIALI Gianluigi Angelantoni Premio Sapio per la Ricerca Italiana 30 ottobre 2009 Palazzo Platamone, Catania

2 TECNOLOGIE D ECCELLENZA NELLE APPLICAZIONI INDUSTRIALI Catania, 30 ottobre 2009

3 Un solo reattore nucleare progettato con cura e posto opportunamente alla distanza di sicurezza di 150 milioni di km dalla Terra è più che sufficiente a darci tutta l energia di cui abbiamo bisogno

4 > Available CSP Technologies

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7 TECNOLOGIE D ECCELLENZA NELLE APPLICAZIONI INDUSTRIALI Catania, 30 ottobre 2009

8 > ASE: project evolution

9 > ASE: HEMS08 solar receiver tube > Designed for thermodynamic solar power plants operating high temperature (up to 550 C) with molten salts as Heat Transfer Fluid (HTF). > Selective coating stable up to 600 > Produced under license from ENEA

10 > ASE: HEMS08 solar receiver tube 1 Optical film coated stainless steel absorber tube; 2 Coated glass sleeve enclosure; 3 Bellows; 4 Glass to metal joint; 5 Internal shield with NEG Strips; 6 Barium getters; 7 Vacuum enclosure.

11 > Receiver Tube the coating CERAMIC LAYER CERMET LAYER METALLIC LAYER Total thickness < 0.5 m CERMET: ceramic-metal nanocomposite Fabrication technology : Sputtering The surface coating deposited on the steel tube is constituted of a thin film multilayer structure including an inferior layer of metal, reflecting in the infrared, and a superior layer of antireflective ceramic material. A graded ceramicmetallic material (CERMET) having different volumetric fraction of metal is interposed between the two films. 1) absorbance higher than or equal to 95% 2) design emissivity of lower than 10% at 400 C 3) design emissivity of lower than 14% at 580 C

12 > ASE: company strategy (overwiev)

13 > ASE: technology for solar power plants Such scheme required an innovative receiving tube design! Challenge: the entire network of pipes is filled with molten salt Molten salts work as sole fluid for both heat absorption and storage allowing a simplified design of the plant Compared to traditional plants a smaller thermal storage fully compensate for solar discontinuities The use of molten salt as Heat Transfer Fluid AND as heat storage medium permits the following advantages: > Higher steam temperature (540 C instead of 390 C) > No oil to salt heat exchanger > Much lower storage cost (half volume for the same size). Standard turbines parameters are matched by a higher operating temperature Unlike oil, molten salts are an environmentally friendly, nonflammable, stable fluid, with no degradation of the receiving tube

14 > ENEA PCS solar collector assembly test loop Main Parameters Heat transfer fluid: mixture of molten salt (40% KNO3 60% NaNO3) Normal operating temperature: C Heat transfer fluid flow: 3,0 7,5 kg/s Design pressure: 85bar

15 > Archimede Power Plant ENEL Priolo Gargallo (SR)

16 > Archimede Power Plant ENEL Priolo Gargallo (SR) Collector lines; on the back the Power Station Courtesy of ENEL SpA

17 > ASE: development plan

18 > ASE new manufacturing plant New Manufacturing Plan. Located in Massa Martana (PG) Main Parameters: 6)Foundation Stone: Oct )Operational: May )More than m2 ( covered) 9)Fully Automated 10)Innovative manufacturing process 11)Full capacity: rec./y (2011)

19 > ASE: demostration plant ASE Demo Plant (Operational in Feb. 2010): A complete Stand Alone CSP Demo Plant using molten salts with storage system and turbine. Main Parameters: One Loop: 600mt (DNI): 1527 kwh/m2 HTF: (40% KNO3 60% NaNO3) Grid Connected: 2010 NOT: C Number of collectors: 6 Collecting area [m2]: 3398 Storage thermal capacity [MWh]: 4.27 Nominal electric gross power [kw] :350 Maximum electric gross power [kw] : 420 Steam turbine: Siemens Turbine efficiency at nominal power [%]: Integration heater thermal power [kw]: 500 Overall FF fraction [%]: 15 Yearly Net Electricity Production [MWh]: 275 Power block operating hours [h/y]: 1300

20 > ASE new manufacturing plant

21 SOLARE FOTOVOLTAICO TECNOLOGIE D ECCELLENZA NELLE APPLICAZIONI INDUSTRIALI Catania, 30 ottobre 2009

22 MERCATO FOTOVOLTAICO MERCATO FOTOVOLTAICO CELLE SISTEMA PIANO SISTEMA A CONCENTRAZIONE TRACKING SOLARE INVERTER Tradizionali Silicio Multigiunzione Multigiunzione Film sottile Singola giunzione Altre Separazione cromatica TECNOLOGIE D ECCELLENZA NELLE APPLICAZIONI INDUSTRIALI Catania, 30 ottobre 2009

23 SISTEMI FOTOVOLTAICI ESISTENTI 1. PIANO (con e senza sistema di tracking) Si monocristallino Si policristallino Film sottile di tipologie diverse La KENOSISTEC (gruppo Angelantoni Industrie) realizza su commessa MARCEGAGLIA una macchina per produrre pannelli in CdTe TECNOLOGIE D ECCELLENZA NELLE APPLICAZIONI INDUSTRIALI Catania, 30 ottobre 2009

24 TECNOLOGIA A FILM SOTTILI Oltre 130 m TECNOLOGIE D ECCELLENZA NELLE APPLICAZIONI INDUSTRIALI Catania, 30 ottobre 2009

25 SISTEMI FOTOVOLTAICI ESISTENTI 2. ORGANICO Attualmente presenta dei costi molto elevati e rendimenti molto bassi 3. CONCENTRAZIONE (necessariamente con sistema di tracking) Cella Multigiunzione (MJ) TECNOLOGIE D ECCELLENZA NELLE APPLICAZIONI INDUSTRIALI Catania, 30 ottobre 2009

26 L IDEA DI PARTENZA BREVETTO UNIVERSITÀ DI FERRARA DIPARTIMENTO DI FISICA TECNOLOGIE D ECCELLENZA NELLE APPLICAZIONI INDUSTRIALI Catania, 30 ottobre 2009

27 IL BREVETTO ANGELANTONI TECNOLOGIE D ECCELLENZA NELLE APPLICAZIONI INDUSTRIALI Catania, 30 ottobre 2009

28 OBIETTIVI INDUSTRIALI DEL PRODOTTO COPERTURE INDUSTRIALI FAMIGLIE GRANDI IMPIANTI Potenza: 200 W Dimensioni: 1.07m2 Potenza: 1750 W Dimensioni: 3.3 x 2.8 x 2.8(h) m Potenza: 5000 W Dimensioni: 5.7 x 4.7 x 4.2(h) m TECNOLOGIE D ECCELLENZA NELLE APPLICAZIONI INDUSTRIALI Catania, 30 ottobre 2009

29 OBIETTIVI INDUSTRIALI DEL PRODOTTO FABBRICATI INDUSTRIALI GRANDI IMPIANTI UTENZE DOMESTICHE TECNOLOGIE D ECCELLENZA NELLE APPLICAZIONI INDUSTRIALI Catania, 30 ottobre 2009

30 INSEGUITORE SOLARE TECNOLOGIE D ECCELLENZA NELLE APPLICAZIONI INDUSTRIALI Catania, 30 ottobre 2009

31 DESERTEC PROJECT TECNOLOGIE D ECCELLENZA NELLE APPLICAZIONI INDUSTRIALI Catania, 30 ottobre 2009

32 grazie per l attenzione. ANGELANTONI INDUSTRIE Tecnologie d eccellenza nelle applicazioni industriali Catania, 30 ottobre