* * * * * *

Le torri solari a concentrazione sono state progettate per fornire energia in cogenerazione all’Ospedale S. Giuseppe di Empoli
Esse rappresentano la prima realizzazione al mondo di tecnologie innovative, frutto di vent’anni di ricerca nel solare ad alta temperatura. I risultati di questa ricerca, portata avanti da Shap con la DLR ed il Weizmann Institut, sono una risposta rivoluzionaria alla comune strategia fondata sulla realizzazione di impianti giganteschi, che è nata e si è sviluppata soprattutto negli Usa, ma che, anche in Italia, è stata l’unica ad essere sperimentata nel campo delle energie rinnovabili.
Le torri di piccola dimensione rappresentano una reale prospettiva di produzione di energia elettrica, calore e raffrescamento dal sole, integrabile in modo diretto ai sistemi urbani e agli edifici.
Le torri solari di Empoli sarebbero la prima applicazione mondiale di un sistema a concentrazione solare con sistemi a turbine di derivazione aeronautica. Tale sistema sarebbe in grado di fornire all’Ospedale energia elettrica, calore per il riscaldamento degli ambienti e per l’acqua e il condizionamento dell’aria.

Dopo la chiusura della centrale di Adrano, le Torri solari di Empoli rappresentano di gran lunga il più importante e innovativo esperimento italiano di energia solare. Ma la sua valenza supera anche i confini italiani: non a caso nel corso della Conferenza internazionale di Bonn sulle energie rinnovabili del 2004 il governo tedesco (tramite la partecipazione della DLR, l’Agenzia aerospaziale teutonica) lo ha scelto come esperimento pilota per testare alcune tecnologie in prima applicazione mondiale
A questo proposito, abbiamo interpellato il Dr. Ing. Reiner Buck, della DLR:
“il nostro specifico contributo all’impianto di Empoli consiste nel layout del campo eliostatico e nello sviluppo della tecnologia del ricevitore che trasforma l’energia solare e la convoglia per scaldare il gas nelle turbine.
Essendo il primo esperimento di questo genere, se il progetto empolese dovesse fallire sarebbe un drammatico passo indietro per le energie rinnovabili. Sicuramente comporterebbe gravi ritardi per I future sviluppi di questo tipo di tecnologie”.

Al Professor Avi Kribus, della Tel Aviv University (una delle più avanzate nella ricerca sulle energie rinnovabili) abbiamo invece chiesto un parere sul futuro delle energie rinnovabili. Ecco cosa ci ha risposto:

“Il vento e le biomasse sono energie già ben sviluppate e ormai accettate In gran parte del mondo. Ma il più grande impatto per il futuro verrà dall’energia solare. Ci sono diverse direzioni di ricerca molto promettenti per dare buone soluzioni nel prossimo futuro. Nel settore del solare termico, le tecnologie basate sulle turbine a gas possono fornire soluzioni estremamente efficienti a un costo ragionevole”.

Gli elementi principali che costituiscono l’impianto rigenerativo sono: eliostati innovativi; ricevitore solare volumetrico; micro turbine a gas.

Gli eliostati inseguono il sole su due assi (grazie a due motori) per indirizzare la radiazione sulla torre, vale a dire su un “target” fisso. Questo sistema permette di raccogliere grandi quantità di energia e di raggiungere alte temperature (circa 1000° C).
Il sistema di accumulo dell’energia solare è integrato in un ciclo turbogas per la produzione di energia elettrica. Un ciclo termodinamico, però converte solo una parte dell’energia incidente in elettricità il resto viene disperso nell’ambiente sotto forma calore a bassa temperatura. Per aumentare il rendimento dell’impianto si punta sulla cogenerazione, e quindi sulla produzione di calore e raffrescamento.
La turbina è alimentata, nelle ore solari, da aria preriscaldata attraverso la radiazione solare. Questo consente un risparmio nell’uso del combustibile(gas metano) e, di conseguenza, una diminuzione delle emissioni inquinanti e una riduzione di costi. La resa del gas è quasi doppia rispetto agli impianti a combustibile tradizionalmente utilizzati.
La radiazione è indirizzata nel “Volumetric Solar Receiver”, che la raccoglie in un serbatoio in cui viene preriscaldata l’aria.
Il calore residuale uscente dalla turbina, può essere sfruttato attraverso l’uso di “chillers” ad assorbimento, sviluppando, attraverso un ciclo frigorifero, calore e raffrescamento. Questa produzione congiunta di elettricità e calore/raffrescamento, si colloca in modo pienamente soddisfacente nell’ambito urbano. Si ricorda infatti che il 40% dell’energia totale consumata nelle società industrialmente avanzate, è impiegata per il riscaldamento degli edifici; inoltre la massiccia introduzione del condizionamento elettrico negli edifici, causa un catastrofico incremento dei consumi estivi di picco di energia elettrica. Ciò potrebbe essere contrastato con una forte volontà e impegno a sviluppare e diffondere piccoli sistemi basati sulla generazione ibrida solare/gas di elettricità calore e raffrescamento.

Nell’impianto in costruzione vicino all’ospedale di Empoli sono state utilizzate due torri di 25 metri di altezza. Ogni torre ha un campo di 19 eliostati che occupano un’area di 25 metri quadrati l’uno. Grazie a questo sistema l’aria nella turbina viene riscaldata fino a 750° C. La produzione elettrica di ogni torre è di circa 80 kW, utile per circa 80 posti letto.

I lavori per la costruzione delle torri di Empoli sono iniziati, con il patrocinio della Regione Toscana, attraverso la costituzione di una società per azioni, la Escosolar Spa, partecipata da Shap Spa e dalla Ausl 11 di Empoli.
Oggi il cantiere delle torri è fermo.