Notti illuminate a energia solare

Le fonti di energia rinnovabile prive di combustibili fossili sono spesso soggette a fluttuazioni e difficili da utilizzare in modo costante. Prendiamo l’energia solare: in alcune parti del mondo c’è un’abbondanza di luce solare, ma se l’eccesso non può essere immagazzinato, allora non può essere utilizzato quando cala la notte.

Gli esperti australiani di energia solare di RayGen stanno affrontando questa sfida. Hanno sviluppato un sistema di accumulo energetico all’avanguardia presso un impianto pilota a Carwarp, nello stato di Victoria, che utilizza sia l’energia solare fotovoltaica sia quella solare termica per fornire energia rinnovabile alla rete elettrica locale.

Elettricità quando la rete ne ha più bisogno

RayGen sta raccogliendo energia solare utilizzando un vasto campo di specchi e convertendola in elettricità tramite il fotovoltaico. Gli specchi concentrano la luce solare, che viene poi reindirizzata verso una torre solare, la quale a sua volta genera elettricità. Questa elettricità viene quindi utilizzata per alimentare la rete oppure per raffreddare un bacino d’acqua fino a quasi il punto di congelamento, come forma di accumulo di energia.

Quindi, come può l'acqua fredda immagazzinare energia solare? Dato che le celle solari sono altamente concentrate, generano molto calore, che può essere utilizzato per riscaldare un secondo bacino d’acqua fino a quasi il punto di ebollizione. Grazie a questa differenza di temperatura, all'uso di un ciclo Rankine organico (ORC- vedi riquadro dedicato) e alla tecnologia dei turboespansori di Atlas Copco Group, diventa possibile generare energia elettrica in qualsiasi momento, anche dopo il tramonto.

“Quando si parla di accumulo di energia, la maggior parte delle persone pensa innanzitutto alle batterie, ma immagazzinare energia per 12–24 ore diventa molto costoso. I nostri espansori convertono l’energia termica in elettricità quando la rete ne ha più bisogno”, afferma Louis Mann, Manager of Marketing and R&D presso Atlas Copco Mafi-Trench in California.

“Non ci sono molte applicazioni al mondo che utilizzino l’accumulo di energia nel modo in cui lo fa questo impianto”, aggiunge Ysabel Murguia, Sales and Application Engineer e collega di Louis.

Scalabilità

RayGen si è rivolta ad Atlas Copco vista la lunga esperienza di quest’ultima nella tecnologia dei turboespansori ORC, che risale agli anni ’80. L’impianto pilota ha iniziato a operare nel 2022 e il successo iniziale, insieme al crescente interesse da parte delle società di servizi pubblici in varie parti del mondo, ha favorito un ampliamento delle prospettive progettuali.

“Per l’impianto pilota abbiamo realizzato un generatore con espansore di taglia frame four, integrato direttamente con il riduttore,” spiega Ysabel. “Un frame four è una macchina di media dimensione, mentre il sistema commerciale avrà bisogno di una nuova taglia, la più grande mai sviluppata. Stiamo ora sviluppando una soluzione su scala completa insieme a RayGen”.

Una soluzione lungimirante

La vera dimostrazione avverrà su scala commerciale: per mostrare al mondo che questo tipo di accumulo energetico non è solo tecnicamente possibile, ma anche commercialmente sostenibile.

“Nell’ambito della transizione energetica si osserva una chiara tendenza verso macchine sempre più grandi, così da sfruttare le economie di scala e rendere queste tecnologie realmente efficienti,” afferma Louis.

Questa partnership sta quindi contribuendo a introdurre una tecnologia trasformativa, in grado di offrire al settore energetico una fonte rinnovabile più affidabile e costante, con sprechi minimi.

“Un sistema di accumulo energetico come questo non è comune, ma ha il potenziale per cambiare il modo in cui il mondo percepisce la fornitura di energia rinnovabile,” afferma Ysabel.

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