Il sistema a collettori lineari di Fresnel è costituto da un campo di eliostati lineari che riflettono e concentrano la radiazione solare su un tubo ricevitore posto in posizione orizzontale fissa al di sopra dei collettori. Gli eliostati sono in grado di ruotare lungo l'asse longitudinale in modo da inseguire il moto del Sole e mantenere costantemente la radiazione solare riflessa sul tubo ricevitore.

Il tubo ricevitore è in genere costituito da un tubo in acciaio protetto da vetro; al momento, il tubo ricevitore in genere non è mantenuto sottovuoto, tuttavia sono in corso esperienze anche con tubi ricevitori del tipo usato per le parabole lineari.

Gli impianti finora realizzati prevedono la produzione di vapore in campo fino a 270 °C 40 bar , anche se sono state realizzate esperienze con produzione di vapore fino 400°C, e sono stati annunciati nuovi impianti con queste caratteristiche.

Gli impianti a collettori lineari di Fresnel presentano alcune caratteristiche che li rendono competitivi con gli concept finora più applicati: permettono un uso ottimale del suolo, 70% contro il 33% delle parabole lineari, e hanno costi di installazione decisamente inferiori a causa del minore impegno di materiali.

Per contro il rendimento medio è inferiore a quello degli impianti a collettori lineari a causa della minore efficienza sia dei collettori (temperatura, ombreggiamenti, tubo ricevitore non isolato in vuoto) che del ciclo termodinamico. La riduzione di efficienza sarebbe comunque compensata dai costi inferiori

La limitazione principale alla diffusione di questo concept è costituita dal fatto che per ora non è disponibile una tipologia di storage termico multiorario per impianti che producono direttamente vapore in campo, ne si prevedono a breve sviluppi significativi in tal senso. Viceversa dove la legislazione permette l’integrazione con energia fossile potrebbe avere buone possibilità di sviluppo in concorrenza con gli altri sistemi più conosciuti.

Il tubo ricevitore, che può essere costituito sia da un'unica tubazione che da una serie di tubi affiancati, è contenuto in un concentratore lineare secondario CPC che fa si che la totalità dei raggi riflessi incida sulle tubazioni, o direttamente o dopo una riflessione interna. (fonte AUSRA)

Gli impianti a collettori lineari di Fresnel

Liddell Australia

E’ l’impianto sperimentale che ha “riscoperto” il concept dei collettori lineari di Fresnel dopo le esperienze di Giovanni Francia ed altri negli anni ’60 e quelle del Sandia Lab negli anni ‘70.

Ad un blocco originale di 7000 m² realizzato nel 2004, equivalenti a 1 MWe, si è aggiunto, a partire dal 2005, un nuovo blocco che ha portato la potenza nominale a 9 MWt pari a 3 MWe di potenza equivalente. I suoi collettori hanno una lunghezza di 300 m e producono vapore a 265 °C e 65 bar.

Il vapore prodotto dai collettori viene utilizzato per riscaldare l'acqua alimento della caldaia di uno dei gruppi della centrale; ciò permette di evitare di spillare vapore dalla sezione ad alta pressione della turbina, con un miglioramento dell'efficienza del ciclo termico principale ed un piccolo aumento della produzione elettrica. L'impianto di Liddell è stato realizzato da AUSRA, in seguito confluita nella AREVA Solar a febbraio 2010.

Impianto sperimentale presso la centrale di Liddell - (foto AUSRA)

Kimberlina Bakersfield (CA)

E’ il primo impianto dimostrativo al mondo di questo tipo, collegato ad un turboalternatore preesistente, ad essere entrato in funzione. Realizzato anche sulla base delle esperienze dell’impianto di Liddell, costituisce un banco di prova per i progetti dell’AUSRA, ora AREVA Solar, in California che, in vista della costruzione di grandi impianti, ha realizzato una fabbrica per i collettori nei pressi di Las Vegas.

Dati principali:

Potenza: 5 MWe /25 MWth

Area riflettente: 2,6 ha

Campo solare: 3 coll da 10 lines x 385m

Vapore 270°C, 40 bar

Promotore: AUSRA

Status: operativo da nov 2008

Impegno terreno: 1,25 ha/MWinst

Costi stimati: 15 M$

Costo specifico: 3000 $/kWinst

Inaugurazione dell’impianto di Kimberlina il 28 ottobre 2008 alla presenza del CEO della Ausra Robert Fishman e del ex Governatore della California Schwarzenegger. (foto Ausra )

Puerto Errado 1 Calasparra - Spagna

L’impianto di Calasparra della Novatec Biosol presenta aspetti fortemente innovativi per quanto riguarda la costruzione dei componenti e della installazione. Costituisce la prima dimostrazione di impianto funzionante completo in Europa.

Dati principali:

Potenza: 1,4 MWe

Superficie dell’impianto: 7 ha

Campo solare: 2 coll da 16 lines x 800m

Vapore 270°C, 35 bar

Condensatore : ad aria

Storage: serbatoio tattico acqua – vapore Promotore: Novatec Biosol

Status: operativo da nov 2008

L’impianto di Calasparra quasi completato a nov 2008 presenta caratteristiche fortemente innovative, tra le quali quella di avere collettori lunghi 800m (foto VB)

Pagina aggiornata il 13 novembre 2011, visitata

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