Analisi termofluidodinamiche sull’utilizzo di sostanze gassose come fluidi di lavoro in impianti solari termodinamici a concentrazione lineare

Un impianto solare termodinamico usa la luce solare per creare la fonte di calore ad alta temperatura da cui generare energia elettrica in un ciclo termodinamico. Il calore prodotto dalla luce del sole viene concentrato su un ricevitore in cui scorre un liquido o un gas; il fluido aziona poi la turbina collegata al generatore elettrico. Il tubo ricevitore è ritenuto l’elemento maggiormente problematico: i limiti tecnologici che lo caratterizzano sono la capacità di assorbimento, la dispersione per convezione e irraggiamento, la solidità strutturale (il suo peso con le alte temperature e lunghezze lo può portare fuori dal fuoco della parabola), l’allungamento in temperatura, gli stress termici e le problematiche relative al controllo e alla regolazione del sistema. Il fluido termovettore ha la funzione di trasportare il calore in alta temperatura dal generatore solare al generatore di vapore. Ad oggi i fluidi maggiormente utilizzati sono: oli sintetici, acqua/vapore e una miscela eutettica di sali fusi. Le prestazioni dipendono dalla capacità termica, dalla corrosività, dalla viscosità e dalle temperature di solidificazione e gassificazione. L’obiettivo dell’attività di tesi svolta presso l’Istituto Guido Donegani di ENI, Centro Ricerche per le Energie non Convenzionali, è la valutazione della possibilità di utilizzare un gas come fluido termovettore. Lo strumento adottato per tali valutazioni è l’analisi CFD, mediante software dedicati alla costruzione del modello e alle analisi termo-fluidodinamiche.