Solare low-cost con la telecamera che insegue il sole

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Da un’azienda californiana un sistema per correggere l’angolazione degli eliostati nei sistemi a concentrazione solare attraverso una telecamera. Con controllo simultaneo, componenti di dimensioni ridotte e tecnologia wireless, la promessa è di abbassare i costi del 50%. Una soluzione adatta anche ai piccoli impianti.

Abbassare i costi della tecnologia solare è oggi una delle grandi sfide del settore delle rinnovabili. Affinché queste tecnologie possano diventare davvero competitive rispetto ai combustibili fossili e conquistare il mercato, essendo in grado di sopravvivere senza gli incentivi, è necessario che si creino economie di scala e che componenti, impianti e installazioni siano più accessibili. Come tutte le aziende del settore, anche la californiana Thermata si è posta il problema dei costi. La loro soluzione non è stata quella di cercare una nuova tecnologia, bensì di migliorare la tecnologia esistente e renderla più economica.

Thermata lavora nell’ambito dei sistemi a concentrazione solare con torre centrale. La chiave, secondo l’azienda californiana, è puntare sull’eliostato, ovvero il dispositivo che viene installato sui sistemi a concentrazione solare per seguire la luce del sole. Con i dispositivi ingegnerizzati da Thermata, grazie all’uso di telecamere e altre tecnologie digitali, l’inseguimento solare costa la metà, garantiscono dall’azienda. La telecamera rileva l’angolo dell’eliostato mentre una rete di microprocessori posiziona ogni specchio all’inclinazione ideale. Rispetto ai sistemi più diffusi, il vantaggio, in termini di precisione e di capacità di reazione, è notevole.

Spiega Robert P. Musselman, vicepresidente del Business Development per Thermata: “La principale differenza rispetto ai metodi di concentrazione solare maggiormente utilizzati è nel modo in cui gli eliostati sono controllati e puntati verso la torre centrale. Generalmente gli eliostati vengono orientati sulla base di un calcolo matematico che prende in considerazione la posizione della torre e quella del sole. Perché i motori possano variare l’angolazione, servono componenti (sensori) molto costosi. Inoltre è necessario che nel corso del tempo gli eliostati restino rigidi e fermi e per questo servono elementi di metallo e piattaforme che fanno ulteriormente salire i costi. Infine questi sistemi generalmente funzionano meglio su grande scala”. Al contrario, il sistema sviluppato da Thermata ha il vantaggio di poter essere applicato su piccola scala, di non avere bisogno di  una base particolarmente stabile e di essere wireless.

“Quello che noi abbiamo fatto è sostituire un metodo di puntamento degli eliostati basato sul calcolo, con telecamere puntate verso il campo di eliostati per individuarne l’angolazione – riprende Musselman – Essenzialmente abbiamo creato un sistema per il controllo degli eliostati a circuito chiuso, in cui sensori montati vicino al recettore individuano diffusori (ovvero dei piccoli riflettori) sull’eliostato. Il sistema di controllo invia simultaneamente comandi a ogni eliostato imponendo il movimento per bilanciare la luce riflessa dai diffusori”. In questo modo è possibile controllare più di un milione di specchi allo stesso momento, fino a 1.500 metri di distanza dalla torre centrale. Tutti questi specchi non vanno calibrati e posizionati uno a uno, ma possono essere  controllati in maniera centrale e orientati nel modo migliore in meno di due ore: i risparmi in termini di forza lavoro sono evidenti. Inoltre, il fatto che con questo sistema si possano utilizzare specchi di dimensioni più piccole riduce i costi di installazione e rende possibile l’applicazione di tecnologie wireless. Le ridotte dimensioni consentono poi di installare gli specchi più vicini al terreno, eliminando il problema del vento in altezza, il che significa materiali e installazioni più economiche.

“Il nostro obiettivo è di tagliare i costi di sviluppo del progetto di un campo eliostatico del 50%. Se il campo eliostatico generalmente rappresenta il 40% del capitale investito, su un progetto da un milione di dollari, si può arrivare a risparmiare il 20% della somma. Il che significa non soltanto che i progetti a concentrazione solare possono essere più redditizi, ma anche che progetti di piccole dimensioni possono andare avanti. Questa tecnologia è in grado di cambiare le carte in tavola nell’industria del solare a concentrazione” conclude Robert P. Musselman.

Il sistema funziona e Thermata deve ora individuare le migliori ditte per creare la filiera produttiva dei componenti necessari per sviluppare a livello industriale questa tecnologia e cercare il più possibile di contenere i costi. “Dobbiamo riuscire a essere competitivi con le fonti fossili. Per questo al momento, almeno nel Nord America, dove il prezzo del gas è molto basso, è necessario ragionare in termini di impianti su larga scala. Ma teoricamente il sistema potrebbe essere applicato anche in ambito domestico e sicuramente ci interessa guardare ai mercati esteri”.

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