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Titolo: AORA Solar un mini termoelettrico solare a tulipano

La componente solare occupa sul terreno 2000 mq, eroga 100kW(e) e
contemporaneamente 170kW(t).
Il costo chiavi in mano e' di $550'000 e dall'avvio del cantiere
produce la prima elettricita' entro 6 mesi.
Il consumo di acqua, quando la temperatura supera i 35 gradi
Celsius, e' di 23 litri ogni 100 kW*h prodotti.
 
L'impianto consiste in una torre solare alta 24 mt con in cima
un speciale ricevitore solare alto 6 metri. la cui forma
ricorda un tulipano, circondato da un semicerchio di 30 eliostati da,
credo, 16 mq cadauno, a nord della torre (nell'emisfero boreale) per una
superficie captante di circa 500-800 mq (nella versione da 52 eliostati).
Sulla cima della torre, nel "tulipano" si trova una caldaia
solare che riscalda "aria" proveniente a 4 atm di pressione da
un compressore. Questa aria, a 30-40 Celsius, viene passata
attraverso tubazioni di rame contenenti lo scarico della
turbina, scaldandosi cosi' a 600 Celsius. Poi l'aria rovente
passa nel ricevitore solare, un barile di acciaio di 1,1 x 1,0 mt,
riempito di isolante ceramico e migliaia di perni di ceramica e
che e' stato portato a 1300 Celsius dai raggi solari.
Quest'aria, nel giro di un secondo viene portata ulteriormente a
1000 gradi Celsius e poi inviata nello stadio di combustione di una
turbina a gas da 100kW(e) di potenza che si trova anche essa in
cima alla torre. Se la temperatura dell'aria in uscita dal ricevitore
solare scende sotto i 950 Celsius, automaticamente parte una
iniezione di carburante nella camera di combustione, che va ad
integrare il calore mancante per arrivare a 1000 Celsius:
 
http://www.onlinetes.com/Article.aspx?article_id=188337#.VdZQr-_3t7j
 
 
Dallo scarico, un flusso di 88 mc al minuto, a ben 250 Celsius
della turbina si puo' prelevare una potenza termica a
temperatura di 170kW(t).
 
La tecnologia percio' opera facilmente in modo ibrido, con una
varieta' di carburanti, come gas naturale, propano, gasolio,
biogas, etc. (da qui la necessita' che il combustibile sia gassoso
o almeno liquido).
 
In Italia, nella ipotesi di una potenza media assorbita
per ogni abitazione di 2 kW (cioe' si puo' fornire un picco
di 3,3 kW per abitazione, a patto che sia la richiesta
contemporanea di al massimo 21-22 abitazioni su 49, poste che
le rimanenti stiano sotto il kW totale assorbito) l'impianto
potrebbe alimentare un condominio fino a 49 abitazioni piu'
i servizi condominiali.
 
Oppure puo' servire un isolato di 49 abitazioni piu'
l'illuminazione pedonale ed un piccolo parco,
occupato parzialmente dagli eliostati, sotto i quali
si potrebbe anche disporre un parcheggio.
 
Il calore puo' essere usato per integrare il riscaldamento
invernale (una potenza termica di 3,47 kW per ogni
appartamento), per produrre acqua sanitaria calda il
resto dell'anno, per la refrigerazione estiva, per
la disalazione dell'acqua potabile, oppure per il funzionamento
di un impianto di generazione bio-gas (avendo biomasse da
utilizzare, come gli sfalci del verde, opportunamente integrati),
etc.
 
Nella configurazione ibrida si puo' scegliere di far funzionare
l'impianto 24h/7gg con un uso massiccio del carburante, ma anche
generare a potenza parziale durante le ore notturne.
Ed ovviamente, se passa qualche nuvola, il generatore non si ferma,
grazie all'intervento del combustibile, quindi non abbiamo
intermittenza del funzionamento in caso di tempo incerto.
 
Inoltre, dove il Sole e' meno intenso, si puo' aumentare quanto
basta il numero di eliostati onde garantire la potenza nominale
solare di 100 kW. Infatti, una versione per l'Europa consiste
di 52 eliostati con una torre alta 35 metri (incluso i 6 metri
del gruppo ricevitore e turbina) ed occupa 3500 mq.
 
Il vantaggio di usare l'aria come fluido meccanico e' triplice:
a) l'intervento della integrazione ibridi e' rapido, non occorre
preriscaldare una caldaia come si fa con il vapore
b) si elimina tutta la complessa gestione dell'acqua purificata
per la generazione di vapore privo di contaminanti che possano
danneggiare la turbina
c) richiede acqua per integrare il raffreddamento dell'aria immessa
nel compressore della turbina, solo quando la temperatura ambiente
supera i 35 Celsius
 
Ecco il sito del produttore:
 
http://aora-solar.com/product/
 
 
Attualmente esistono due siti operanti, uno al Kibutz Samar, al Nord
di Eilat, in funzione dal 2009, ed uno in Spagna, presso il villaggio
di Tabernas, a NE della citta' di Almeria, in funzione dal 2012.
Ivi e' inserito nel contesto della Piattaforma Solare di Almeria (PSA),
il piu' grosso parco scientifico dedicato alla sviluppo di impianti di
generazione solare.
 
Il costo di $5,5/W puo' sembrare alto, ma occorre considerare la
notevole flessibilita' della tecnologia che permette un funzionamento
ibrido con un costo di impianto aggiuntivo irrisorio (nel caso base
di alimentazione a gas naturale o propano, basta una caldaia ed
eventuale serbatoio), molto competitivo rispetto alla alternativa
dell'accumulo elettrico richiesto dal fotovoltaico.
Inoltre, per la manutenzione futura, si tratta di tecnologia
facilmente riparabile in loco, mentre il fotovoltaico richiede la
spesa di un nuovo modulo fotovoltaico o di un nuovo inverter di
potenza. Infatti, anche se la vita operativa prevista e' di 25 anni,
i costi dei ricambi sono sicuramente inferiori a quelli di un
impianto fotovoltaico, la maggior parte e' solo semplice lamiera.
Questo e' un aspetto importante per i paesi in via di
sviluppo come l'Africa, o come saranno in futuro, molte comunita'
in Italia.
 
Non solo, l'elevata temperatura dei gas di scarico, potrebbe
essere utilizzato per produrre ulteriore elettricita' utilizzando
una turbina a ciclo organico. Considerando una efficienza di almeno
il 20% (ricordate: si parte da 250 Celsius) significano altri 34 kW(e).
E la vicinanza alle abitazioni permette un efficiente utilizzo del
calore residuo dello scarico (intorno ai 60-80 Celsius), che sono
pur sempre oltre 100 kW(t).
 
Nota: la Turboden nel 1979-1984 aveva costruito un prototipo di impianto
termoelettrico solare con una turbina ORC di 40 kW(e):
 
http://www.turboden.eu/en/public/downloads/09Z00158_e.pdf
 (pagina 5)
www.turboden.eu/en/public/downloads/ORC_fluid_selection.pdf
 
 
L'impianto e' stato costruito a Perth, in Australia.
E proprio la taglia che ci serve (34 kW e' il minimo ottenibile, ma
i 40 kW sono raggiungibili).
Purtroppo sappiamo come e' finita: il primo "rinascimento" delle
rinnovabili si chiude nel 1987, seguita dalla uscita anche dal
nucleare, il tutto sacrificato all'altare del "metano" ed il nuovo
amico dei socialisti e la Turboden si e' diretta a vivacchiare
costruendo impianti a biomasse da 100 kW in su in Austria.
 
 
Nel mese di Febbraio 2015, AORA Solar ha stipulato un accordo con
il governo della Etiopia per due sistemi solari-ibridi AORA da
installare, uno alla Universita' della Scienza e della Tecnologia
di Addis Abeba, ed uno alla Universita' di Scienza e Tecnologia di
Adama.

 termoelettrico solare con una turbina ORC di 40 kW(e):
 
La tecnologia e' talmente semplice e funzionale che non c'e' alcun
ostacolo tecnico perche' si possa utilizzare per un micro-impianto
da 10 kW(e).
 
Se scaliamo direttamente le misure (solo indicativamente) avremo
un campo solare che occupa 200-300 mq, per una superficie captante
di 50-80 mq, con una torre alta 3-4 metri ed un ricevitore alto una
decina di centimetri. Gli eliostati potrebbero essere quadretti di
50x50 cm.
 
In quanto alla tecnologia per la produzione di serie di microturbine
da 10 kW(e) non e' certamente diversa da quella per la costruzione
dei compressori per frigoriferi (che sono altrettanti piccoli
come dimensione, ma richiedono altrettanto precisione nella costruzione).