Un raggio di sole fugace - un'alimentazione di energia stabile
Rendere disponibile la potenza irradiata dal sole 24/7
La potenza irradiata dal sole è il massimo in termini di energia pulita e gratuita. Ma per quanto sia soleggiata la località, c'è un tranello: la notte. Per una centrale elettrica convenzionale, l'ora del giorno è irrilevante, ma per il solare, se non c'è sole non c'è potenza. Per rendere disponibile in qualsiasi momento la potenza solare è quindi necessario accumulare l'energia. Nella conversione in elettricità utilizzabile, le pompe per vuoto Busch svolgono un ruolo essenziale.
I pannelli solari forniscono elettricità alla griglia solo quando il sole splende su di essi, limitando le loro prestazioni alle ore di luce diurna nei giorni non nuvolosi. Se non si dispone di un mezzo di accumulo dell'energia sfruttabile, spetta ad altre forme di generazione di potenza colmare il gap nella griglia, solitamente mediante l'utilizzo di combustibili fossili non rinnovabili. Una soluzione consiste nel rendere la generazione di energia solare più simile a una centrale elettrica convenzionale, convertendola in energia termica.
Riscaldamento per una giornata di pioggia
L'accumulo dell'energia termica è molto più semplice rispetto a quello dell'elettricità. Consideriamo la semplicità di una borraccia termica che mantiene il tè caldo rispetto al numero di batterie necessarie per portare a ebollizione un bollitore elettrico senza allacciamento di rete. Mentre i pannelli solari convenzionali convertono la luce solare direttamente in elettricità, le centrali solari termiche aggiungono un ulteriore passaggio: la trasformano in calore che può essere accumulato e prelevato più facilmente quando serve.
Dal calore all'elettricità
La chiave per l'energia termica solare è concentrare i raggi del sole. Una centrale solare termica non utilizza pannelli piatti, piuttosto è costituita da specchi concavi che riflettono i raggi su un collettore. Il collettore contiene un fluido, sale fuso o olio sintetico, che viene riscaldato da questi raggi concentrati. Il fluido riscaldato può quindi essere conservato a temperature comprese tra 400 e 600 °C in serbatoi isolati.
Quando serve elettricità, il fluido viene utilizzato per riscaldare ed evaporare l'acqua generando vapore. Il vapore viene indirizzato attraverso una turbina che aziona un generatore. Una pompa per vuoto è collegata al condensatore, dove il vapore ritorna acqua. Prima di avviare la turbina, la pompa per vuoto evacua l'aria e altri gas non condensabili. Ciò migliora l'efficienza del processo di condensazione eliminando l'effetto isolante dell'aria, che altrimenti prolungherebbe il processo. Inoltre, riduce al minimo la pressione applicata da una pompa per vuoto iniziale sulla turbina, permettendo all'energia termica di trasformarsi in modo più efficiente in energia meccanica. Una volta avviata la turbina, il livello di vuoto viene mantenuto rimuovendo continuamente eventuali perdite d'aria. Utilizzando il vuoto in questo processo, l'energia libera e pulita ottenuta dal nostro sole può essere utilizzata al massimo del suo potenziale.
Riscaldamento per una giornata di pioggia
L'accumulo dell'energia termica è molto più semplice rispetto a quello dell'elettricità. Consideriamo la semplicità di una borraccia termica che mantiene il tè caldo rispetto al numero di batterie necessarie per portare a ebollizione un bollitore elettrico senza allacciamento di rete. Mentre i pannelli solari convenzionali convertono la luce solare direttamente in elettricità, le centrali solari termiche aggiungono un ulteriore passaggio: la trasformano in calore che può essere accumulato e prelevato più facilmente quando serve.
Dal calore all'elettricità
La chiave per l'energia termica solare è concentrare i raggi del sole. Una centrale solare termica non utilizza pannelli piatti, piuttosto è costituita da specchi concavi che riflettono i raggi su un collettore. Il collettore contiene un fluido, sale fuso o olio sintetico, che viene riscaldato da questi raggi concentrati. Il fluido riscaldato può quindi essere conservato a temperature comprese tra 400 e 600 °C in serbatoi isolati.
Quando serve elettricità, il fluido viene utilizzato per riscaldare ed evaporare l'acqua generando vapore. Il vapore viene indirizzato attraverso una turbina che aziona un generatore. Una pompa per vuoto è collegata al condensatore, dove il vapore ritorna acqua. Prima di avviare la turbina, la pompa per vuoto evacua l'aria e altri gas non condensabili. Ciò migliora l'efficienza del processo di condensazione eliminando l'effetto isolante dell'aria, che altrimenti prolungherebbe il processo. Inoltre, riduce al minimo la pressione applicata da una pompa per vuoto iniziale sulla turbina, permettendo all'energia termica di trasformarsi in modo più efficiente in energia meccanica. Una volta avviata la turbina, il livello di vuoto viene mantenuto rimuovendo continuamente eventuali perdite d'aria. Utilizzando il vuoto in questo processo, l'energia libera e pulita ottenuta dal nostro sole può essere utilizzata al massimo del suo potenziale.
Ulteriori informazioni - Pannelli solari nello spazio
Nello spazio, il sole splende 24 ore al giorno. Di conseguenza, i pannelli solari rivestiti sottovuoto sono la principale fonte di potenza per quasi tutti i satelliti e le sonde, nonché per la Stazione Spaziale Internazionale (ISS). E se potessimo utilizzare questo flusso costante di energia solare sulla superficie della Terra? Il progetto SOLARIS dell'Agenzia Spaziale Europea spera di dimostrare la fattibilità di questo concept. Se il progetto dovesse proseguire, gli impianti solari verrebbero inviati in orbita geostazionaria a circa 36.000 km sopra la superficie del nostro pianeta e trasporterebbero l'energia catturata attraverso le microonde. La portata del progetto è enorme: per generare ogni gigawatt di potenza extraterrestre, è necessaria un'area di 5 km2 di pannelli solari nello spazio. E la stazione di ricezione qui in superficie deve essere ancora più grande, con 25 km2, leggermente più grande di Manhattan Island, il centro urbano di New York. Sebbene ci siano molte sfide tecnologiche da superare prima che il progetto possa essere realizzato, il risultato sarebbe un enorme salto per l'umanità: energia pulita e verde 24/7 dallo spazio con l'aiuto del vuoto.
Nello spazio, il sole splende 24 ore al giorno. Di conseguenza, i pannelli solari rivestiti sottovuoto sono la principale fonte di potenza per quasi tutti i satelliti e le sonde, nonché per la Stazione Spaziale Internazionale (ISS). E se potessimo utilizzare questo flusso costante di energia solare sulla superficie della Terra? Il progetto SOLARIS dell'Agenzia Spaziale Europea spera di dimostrare la fattibilità di questo concept. Se il progetto dovesse proseguire, gli impianti solari verrebbero inviati in orbita geostazionaria a circa 36.000 km sopra la superficie del nostro pianeta e trasporterebbero l'energia catturata attraverso le microonde. La portata del progetto è enorme: per generare ogni gigawatt di potenza extraterrestre, è necessaria un'area di 5 km2 di pannelli solari nello spazio. E la stazione di ricezione qui in superficie deve essere ancora più grande, con 25 km2, leggermente più grande di Manhattan Island, il centro urbano di New York. Sebbene ci siano molte sfide tecnologiche da superare prima che il progetto possa essere realizzato, il risultato sarebbe un enorme salto per l'umanità: energia pulita e verde 24/7 dallo spazio con l'aiuto del vuoto.