Centrale solare

Il Sole invia sulla Terra energia corrispondente a una potenza di circa 1 kW/m², ma il suo sfruttamento è ovviamente condizionato alle variazioni periodiche (diurne e stagionali) e a quelle accidentali (nuvolosità). Esistono però sulla Terra vaste zone, specialmente equatoriali, dove l'insolazione può raggiungere le 2.000 ore annue. L'energia solare può essere captata direttamente (ad es. con le batterie solari che sfruttano l'effetto fotovoltaico) o previa concentrazione per mezzo di lenti o specchi parabolici in modo da poter riscaldare un fluido da inviare alle turbine. A tal fine si distinguono le centrali che, per produrre l'energia elettrica, utilizzano la conversione termodinamica dell'energia solare, e quelle che utilizzano l'effetto fotovoltaico. Nelle centrali del primo tipo, la radiazione solare viene captata da superfici speculari (eliostati) e riflessa verso un ricevitore attraversato dal fluido termovettore (caldaia solare) situato in cima a una torre. Per questo motivo le centrali di questo tipo vengono chiamate centrali a torre e campo specchi. Il fluido termovettore evapora e viene fatto espandere in un turboalternatore dove viene prodotta l'energia elettrica. Il ciclo si chiude attraverso un condensatore e una pompa che fa ricircolare il fluido nella caldaia solare. Si distinguono centrali a ricevitore centrale, in cui la radiazione solare viene trasferita a un solo ricevitore, e centrali a ricevitori distribuiti. In questo secondo caso il trasferimento della radiazione solare al fluido termovettore avviene in un numero elevato di ricevitori, distribuiti sulla superficie, destinati alla captazione dell'energia solare. Attualmente in Italia sono in funzione due centrali solari a torre e campo specchi, una di tipo sperimentale a Sant'Ilario di Nervi e una ad Adrano in Sicilia. Le centrali che sfruttano l'effetto fotovoltaico sono costituite da celle che sono in grado di convertire direttamente l'energia solare incidente in energia elettrica. Si distinguono celle di vario tipo in relazione al materiale con cui sono costituite: si hanno celle al silicio, celle all'arseniuro di gallio e le celle CdS — CU2S. La tecnologia delle celle al silicio è quella più sviluppata. I sistemi di produzione di energia elettrica che utilizzano tali celle si distinguono in sistemi senza concentrazione e sistemi con concentrazione. Nel primo caso si cerca di diminuire il costo dell'energia elettrica prodotta diminuendo il costo per unità di superficie delle celle. Nel secondo caso invece si possono accettare costi delle celle superiori a patto di garantire prestazioni di maggior qualità.