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rapporti - Deliverable

5.1.2.2-Progettazione dell’inserimento dell’array nel sistema Dish-Stirling

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5.1.2.2-Progettazione dell’inserimento dell’array nel sistema Dish-Stirling

Nel presente rapporto è contenuto il progetto di un sistema di produzione di energia elettrica da fonte fotovoltaica, di tipo prototipale, che sfrutta la radiazione solare diretta, ottenuta facendo ricorso ad un sistema dish-Stirling, e concentrata su uno o più array di celle solari multigiunzione ad alta efficienza. La difficoltà principale riscontrata nell’ideazione e nel progetto di un sistema siffatto è da ricercarsi nell’accoppiamento di due componenti di taglia estremamente differente; ossia il concentratore dish- Stirling, in grado di produrre una potenza utile ai morsetti di 10 kW e un array di celle fotovoltaiche ad alto rendimento, la cui potenza nominale è però di almeno due ordini di grandezza inferiore. D’altronde, solo utilizzando un concentratore di sufficiente potenza, è possibile verificare l’intero sistema in condizioni prossime a quelle che è ragionevolmente lecito attendersi qualora la tecnologia del fotovoltaico a concentrazione si dimostrasse praticabile. Al fine di utilizzare il fascio di radiazione concentrata dal paraboloide per scopi differenti da quelli inizialmente previsti (utilizzo del motore Stirling), è necessario prevedere un sistema di schermatura dell’unità di generazione. La schermatura deve essere facilmente ancorabile alle strutture esistenti ed inoltre rimovibile, per consentire il ripristino della situazione preesistente qualora di dovesse tornare all’utilizzo normale del generatore Stirling. Le esperienze riguardanti le tecnologie applicate al solare termoelettrico indicano che con forti intensità di radiazione si possono raggiungere facilmente le temperature di fusione degli acciai o di altri metalli di comune impiego, anche nel caso che le superfici esposte siano state polite a specchio per limitare al massimo l’assorbimento. Risulta quindi indispensabile che la schermatura dell’unità sia adeguatamente refrigerata attraverso un idoneo circuito di raffreddamento ad acqua. Per questo scopo, il progetto prevede l’utilizzo di una piastra in lega di alluminio di 750 × 850 mm, nella quale è ricavata una serpentina idonea a permettere il passaggio del fluido refrigerante. La piastra è poi ancorata alla struttura mediante un opportuno sistema di bracci e snodi. La conversione della potenza presenta specifici vincoli che comportano alcune prevedibili difficoltà, delle quali si dovrà tenere conto nella sperimentazione. Infatti, esaminando l’immagine dell’impronta solare ottenuta su una lamiera d’acciaio con caratteristiche geometriche analoghe a quelle che si otterrebbero disponendo l’array di celle fotovoltaiche sul medesimo piano, è possibile osservare come l’intensità del fascio luminoso nei diversi punti sia tutt’altro che uniforme. A tale scopo si intende sviluppare un sistema in grado di provvedere alla conversione della potenza prodotta da un limitato numero di celle fotovoltaiche collegate tra loro in serie.

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