Progetto SPECTRUM

Il nome SPECTRUM (Project ID: JOR3970188) è acronimo di Solar Power Exploitation by Collection and Transportation by fibre optics to Remote Utilisation Modules (Moduli per lo sfruttamento dell'energia solare tramite concentrazione e trasporto con fibre ottiche), è stato un progetto Europeo del framework FP4-NNE-JOULE C. Il progetto è iniziato 1 Dicembre 1997 ed è finito il 31 Maggio 2000. Il coordinatore era il Centro di Eccellenza Optronica (CEO), Italia.
Pagina ufficiale su sito CORDIS.

Durante lo svolgimento del progetto per lo sfruttamento dell'energia solare sono stati sviluppati diversi tipi di concentratori. Sono state esaminate varie configurazioni ottiche, dal semplice collettore parabolico a combinazioni di lenti e specchi. L'uso delle fibre ottiche per il trasporto dell'energia solare fino ad un sistema di utilizzazione è stato già proposto: questa tecnica è stata suggerita per le sale operatorie.

Per massimizzare la luce raccolta dal sistema ottico e concentrare la potenza solare all'ingresso della fibra ottica bisogna porre attenzione al progetto del sistema di collezione in modo che la luce focalizzata corrisponda al diametro della fibra e ne rispetti l'angolo di apertura. L'uso di un sistema ottico implica la necessità di mantenere un corretto allineamento del sistema con il sole, allineamento che viene di solito mantenuto con un opportuno sistema di inseguimento. Normalmente viene utilizzato un paraboloide di grandi dimensioni oppure un paraboloide accoppiato con uno o più specchi che agiscono come eliostati. La prima soluzione richiede un sistema meccanico di grandi dimensioni e notevole peso, dovuto alle dimensioni del sistema. La configurazione con eliostati richiede invece impianti di notevoli dimensioni perché il sistema di raccolta è posto a notevole distanza dagli specchi. Nell'ambito del Progetto Europeo "Joule" abbiamo studiato un sistema di raccolta composto da singoli sistemi ottici, ognuno dei quali è accoppiato con una fibra ottica. In questo modo l'impianto è formato da unità di piccole dimensioni ( mattonelle ), che incorporano sia le ottiche che le fibre. Ogni mattonella si orienta autonomamente rispetto al sole col proprio sistema di inseguimento. Per il progetto è stato realizzato e testato un prototipo.

L'elemento base del sistema modulare è composto da un concentratore accoppiato ad una fibra per il trasporto dell'energia. La scelta dell'elemento ottico da impiegare come concentratore è stata effettuata considerando come dati di partenza le specifiche della fibra in quarzo con NA = 0.48 e diametro del core 0.6 mm. La fibra era fornita da CeramOptec, partner tedesco. La scelta della fibra è stata effettuata considerando che il diametro scelto era il migliore per realizzare l'allineamento fibra-lente; l'apertura numerica scelta, che corrisponde a un angolo totale di accettazione di circa 60°, è stata giudicata sufficiente per gli scopi del progetto. Tipicamente le fibre di quarzo hanno NA compreso tra 0.22 e 0.43 e sono molto care, rispetto agli altri tipi di fibre.

Seguente