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Modello matematico di un impianto solare a concentrazione ibrido: integrazione con caldaia a recupero e campo specchi

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Modello matematico di un impianto solare a concentrazione ibrido: integrazione con caldaia a recupero e campo specchi

Si illustra la progettazione e modellazione di un Impianto Ibrido Solare a Concentrazione e Ciclo Combinato da 67 MW, del suo campo specchi, della strategia di controllo dell’impianto e della costruzione del modello matematico in ambiente LegoPC/Matlab/Simulink. Con il simulatore dell’impianto sono stati eseguiti vari transitori che hanno consentito di esplorare caratteristiche e limiti operativi della strategia di controllo adottata.

Gli impianti ibridi solari, in cui la fonte solare integra un impianto convenzionale come il ciclo combinato, sono una soluzione impiantistica che consente di produrre energia elettrica e calore utilizzando energia rinnovabile e nel contempo assicurare prevedibilità di generazione alla rete elettrica. In questo impianto l’energia solare viene impiegata per preriscaldare l’aria in uscita dal compressore e diretta alla camera di combustione dove, prima di essere immessa in turbina, riceve ulteriore energia in modo convenzionale con il combustibile gassoso. I fumi esausti in uscita dal turbogas non vengono dispersi, ma proseguono il loro cammino investendo i banchi scambianti del generatore di vapore a recupero. Tale recupero termico permette di produrre vapore surriscaldato che, attraverso l’espansione in turbina a vapore, genera ulteriore energia elettrica. Questa configurazione impiantistica consente da un lato di esercire l’impianto anche durante periodi di assenza di radiazione solare e dall’altro consente di compensare con il gas naturale i disturbi non previsti sulla radiazione solare dovuti al passaggio di nuvole, garantendo in questo modo alla rete elettrica unafornitura di potenza del tutto prevedibile e programmabile. In questa attività viene progettato, studiata la strategia di controllo e costruito il modello matematico di un impianto ibrido-solare a concentrazione CSP, basato su un vasto campo specchi, un ricevitore solare a torre, una turbina a gas da circa 50 MW e una turbina a vapore a due livelli di pressione da 18 MW Con il simulatore dell’impianto sono stati eseguiti vari transitori che hanno consentito di esplorarecaratteristiche e limiti operativi di questa soluzione impiantistica.

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