Questo rapporto e’ stato redatto nell’ambito delle ricerche svolte dal CESI per il Sistema Elettrico Italiano relativamente alle tematiche riguardanti lo sfruttamento energetico delle fonti rinnovabili e si riferisce alle attività di utilizzo sperimentale e di analisi di un prototipo di generatore solare termoelettrico dish – Stirling EuroDish da 10 kWe nominali, svolte nel periodo Gennaio 2003 – Settembre 2004 presso l’area sperimentale del CESI. I sistemi dish – Stirling sono generatori solari termoelettrici di piccola taglia che producono energia elettrica utilizzando il calore ad alta temperatura che si ottiene concentrando, mediante un paraboloide a disco, la radiazione solare sul ricevitore di un motore Stirling. Il motore trascinando un generatore asincrono permette la produzione elettrica sulla rete di bassa tensione. Le attività pregresse relative all’installazione ed esercizio del generatore EuroDish sono descritte nei precedenti Rapporti CESI: a) Rapporto RdS SFR – A1/038201 “ Generatore Solare Dish – Stirling EuroDish da 10kWe. Attività preliminari alla realizzazione” Gennaio 2002, b) Rapporto RdS SFR – A2/028843 “Generatore Solare Dish – Stirling EuroDish da 10kWe. Attività di installazione e messa in servizio” Giugno 2002, c) Rapporto RdS SFR- A3/015765 “Generatore Solare Dish – Stirling EuroDish da 10kWe. Primi risultati dell’esercizio sperimentale.” Dicembre 2002 L’attività è consistita nell’esercizio su base quotidiana del generatore con l’osservazione continua del suo funzionamento, la registrazione e l’analisi dei dati di macchina e dei problemi di operatività. Complessivamente nel periodo indicato il generatore ha funzionato per circa 1260 ore producendo circa 4630 kWhe. Nel corso della sperimentazione il generatore ha mostrato un’ ottima affidabilità nei due campi più critici ovvero quello della precisione del puntamento del disco solare e quello della regolazione della potenza del motore al variare della radiazione solare incidente. Alcune problematiche sono invece emerse nel funzionamento dei componenti convenzionali e nella compatibilità con i disturbi presenti sulla rete di bassa tensione. L’attività sperimentale è stata sviluppata in funzione delle problematiche emerse nel tempo o per migliorare specifici aspetti del funzionamento. Le osservazioni hanno portato ad effettuare alcune

modifiche migliorative su alcuni componenti quali, ad esempio, il circuito di raffreddamento e la cavità anteriore che raccoglie la radiazione solare concentrata. Se da un lato l’affidabilità complessiva del sistema, il quarto prototipo costruito, è stata soddisfacente, specialmente in relazione al regime solare di Milano caratterizzato da una variabilità molto maggiore rispetto ai siti mediterranei, l’esperienza ha evidenziato che sussistono ancora margini di miglioramento, specialmente per quanto riguarda il software, l’elettronica ed altri componenti convenzionali. Per un sistema di questa complessità, destinato ad operare per almeno 40000 ore in 20 anni di vita utile, un periodo di test complessivo di 27 mesi (1430 ore da Luglio 2002 a Settembre 2004) è insufficiente per formulare un giudizio definitivo sulla sua affidabilità. In ogni caso in tale periodo la maggior parte delle problematiche è risultata superabile con facili interventi sui componenti ordinari, interventi che hanno portato ad un miglioramento medio delle prestazioni e della affidabilità, specialmente dopo Aprile 2004. Non meno rilevante è l’osservazione che le più lunghe sperimentazioni statunitensi della tecnologia dish – Stirling hanno portato ad avere generatori con affidabilità in genere migliori di EuroDish, pur utilizzando lo stesso generatore Stirling SOLO 161. Oggi l’obbiettivo di arrivare a 1000 ore di funzionamento, senza alcuna sorveglianza o intervento, sembra raggiungibile. Questo dato suggerisce che il miglioramento del sistema EuroDish, e più in generale, dei sistemi dish – Stirling, necessiti di tempi di osservazione più lunghi, più rappresentativi della durata della loro vita operativa. Il presente rapporto inizia con una introduzione descrittiva del sistema ed un breve riepilogo delle attività svolte fino a Dicembre 2002. Segue la presentazione dei dati di funzionamento del generatore, dall’installazione a Settembre 2004, in relazione alla disponibilità di radiazione solare ed alle altre limitazioni ambientali . Segue la trattazione delle analisi svolte sul rendimento energetico e sui elementi che lo influenzano. Vengono quindi trattati gli aspetti legati alla logica di funzionamento del sistema ed presentata un’analisi delle cause che riducono l’affidabilità. Vengono presentati gli interventi di manutenzione straordinaria e di modifica di alcuni componenti che sono stati attuati per migliorare affidabilità ed efficienza del generatore. In particolare sono riportati alcuni elementi progettuali dei componenti modificati. Il rapporto si conclude con una analisi di sintesi che individua i passi necessari per portare il sistema ad una operatività pienamente compatibile con il potenziale mercato.