Tra possibili forme di utilizzo energetico della fonte solare, nell’ambito della Ricerca di Sistema ENERIN è stata esplorata quella del ripotenziamento di centrali termoelettriche tradizionali con l’apporto di potenza mediante calore prodotto appunto da radiazione solare. L’energia solare, sfruttata per via termodinamica ad alta temperatura, è già utilizzata da alcuni anni in vari impianti termoelettrici di taglia variabile dalle decine di kW alle decine di MW. Fra le varie tecnologie, quella che sfrutta la concentrazione dei raggi solari tramite specchi parabolici lineari, su una tubazione posta sul fuoco del collettore, registra il maggior numero di applicazioni. Oltre 400 MW sono già installati, ad esempio, principalmente in California dove si registrano con risultati interessanti. Molti siti dell’Italia meridionale ed insulare presentano valori di insolazione tali da fare ritenere che questa tecnologia possa essere vantaggiosamente applicata anche nella nostra realtà. In questo lavoro, per minimizzare i costi di investimento si è ipotizzato di realizzare un impianto solare (del tipo a collettori parabolici lineari) con integrazione ad un ciclo combinato già esistente, sfruttando quindi il macchinario e gli impianti ausiliari ivi presenti. Il sito prescelto come esempio di applicazione (Priolo Gargallo in provincia di Siracusa) gode di caratteristiche meteorologiche fra le migliori in Italia, presenta fino ad oltre 60 ha di terreno utile, libero e pianeggiante, e vi è localizzato attualmente un ciclo combinato tradizionale da 380 MW che sfrutta solo parzialmente il sottostante ciclo termico. L’impianto rappresenta infatti il riadattamento di una preesistente centrale con ciclo a vapore la cui capacità originaria è maggiore della quota attualmente utilizzata tramite il generatore di vapore a recupero di energia dai fumi del turbogas. Questa circostanza consente di dimensionare il campo solare fino a raggiungere, con l’apporto di nuova potenza, il valore di picco originario di potenza della centrale. La tecnologia solare adottata è quella già collaudata in simili impianti californiani. In questo settore sono allo studio, in fase avanzata di ricerca, soluzioni innovative in merito al campo solare, con materiali e macchinari che potrebbero in breve portare ad un aumento dell’efficienza totale di oltre il 30%. Il presente studio è stato invece condotto partendo da tecnologie già disponibili, per una analisi della redditività attuale dell’iniziativa. Il ciclo combinato esistente è stato simulato con il codice di calcolo, e, coerentemente con la scelta di non intervenire su di esso con modifiche strutturali, si è simulata l’integrazione del vapore prodotto per via solare in varie parti del ciclo, trovando la massima convenienza in una integrazione del vapore così prodotto in uno stadio della turbina AP del ciclo combinato.

La potenza nominale aggiuntiva ottenuta è di 25 MWe (con rendimento globale di conversione, fra radiazione diretta utile – DNI cos i – ed energia elettrica, alla punta, di circa il 22% e, su base annua del 16,5%). Il fattore di carico annuo, come in tutti gli impianti solari senza accumulo, risulta di circa il 24%. L’analisi economica condotta ha evidenziato il preponderante ruolo dei costi di investimento. Tuttavia anche in assenza di contributi all’investimento, il VAN del progetto è positivo se valutato in un periodo di circa 25 anni. Dalle analisi svolte nel presente lavoro emerge la prospettiva, a medio termine, di un abbassamento dei costi e di un miglioramento nell’efficienza di cattura e trasformazione dell’energia solare, tale da migliorare le prospettive di sfruttamento per tale via di questa fonte energetica.