Analisi e simulazione di cicli a CO2 per impianti solari a torre con cicli ORC a recupero

The aim of this study is to propose a step by step analysis for the design of a combined cycle for a solar tower power plant with a carbon dioxide top cycle, in order to show the benefits deriving from the introduction of a bottoming ORC cycle. In the first step different CO2 cycles have been analyzed, comparing their electric power and efficiency. In the second step, the increment of efficiency attainable by adding a bottoming cycle to the previous CO2 cycles is investigated; the ORC cycle is modelled by giving a second law efficiency. Finally the bottoming cycles have been analyzed, with different working fluids and in both subcritical and supercritical configurations. At the end, some promising solutions for the combined cycle are presented.

Questo studio si propone lo scopo di presentare un’analisi per il design di un ciclo combinato per un impianto solare a torre con ciclo top a CO2, al fine di evidenziare i benefici conseguibili grazie all’introduzione di un ciclo bottom ORC. Innanzitutto sono state studiate differenti tipologie di cicli ad anidride carbonica, confrontando le prestazioni attraverso potenza elettrica e rendimento. Il ciclo ORC a recupero è stato introdotto, in un primo passaggio, attraverso un rendimento di secondo principio fissato, al fine di verificare le potenzialità e le modifiche introdotte al ciclo top. Infine si è discusso il design del ciclo bottom in configurazione subcritica e supercritica con differenti fluidi di lavoro, al fine di presentare alcune promettenti soluzioni per il ciclo combinato.