Collettori per campi di Eliostati - CSPs Plants

Una configurazione non-standard di un sistema CSP è quella che utilizza uno o più specchi posti su una torre (in pratica quasi al posto del ricevitore in un campo CSP standard) che hanno il compito di rimandare in basso il fascio proveniente dagli eliostati. Questa configurazione prende il nome di “beam-down”. Il suo grande vantaggio è quello di poter porre il ricevitore in basso, quasi al livello suolo, il che è molto utile in caso in cui il mezzo per trasferire il calore generato sul ricevitore sia un fluido (o un letto fluido). Si devono però considerare i numerosi svantaggi che comporta: diminuzione della quantità di flusso dovuta all’ulteriore riflessione (circa il 10% di perdita nel migliore dei casi), utilizzo di specchi di rimando di grandi dimensioni, indisponibilità di dati sulla resistenza e durata di specchi sottoposti, in ambiente esterno, a irradiamenti da 5 a 20 volte maggiori dell’irradiamento solare standard (sugli specchi di rimando arriva infatti un fascio già concentrato). In Figura 1 si riporta lo schema di un campo CSP beam-down.

Un altro elemento che è possibile inserire in un campo CSP è una particolare ottica secondaria che permette di limitare la dimensione del ricevitore, in modo da diminuire le perdite per irradiamento e convezione: tale ottica è quasi sempre rappresentata da un CPC (Compound Parabolic Concentrator), la cui forma corrisponde ad una superficie ottenuta ruotando in modo particolare una parabola nello spazio. Il CPC, che per le applicazioni solari è cavo all’interno, connette in pratica una superficie d’ingresso (la “base” maggiore) con una superficie d’uscita (la sua “base” minore, che coincide con l’ingresso del ricevitore). La sua forma permette ad ogni raggio che entra attraverso la sua base maggiore (e che forma un angolo con l’asse del CPC non maggiore dell’angolo di accettazione di quest’ultimo) di uscire dalla base minore dopo al massimo una riflessione sulla superficie interna. Lo svantaggio è rappresentato dal fatto di avere una riflessione in più (con esclusione dei raggi che transitano da una base all’altra del CPC senza essere riflessi sulle sue pareti) e dalle difficoltà costruttive dell’oggetto, che può avere una lunghezza anche di qualche metro.

Il personale del Laboratorio Collettori Solari possiede le competenze per progettare tutta la parte ottica di un sistema CSP, con esclusione del sistema di movimentazione degli eliostati. Inoltre può seguire la fase realizzativa eseguendo test e misure custom.

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