Gianfranco ha scritto:
Autore: Gianfranco
Data: 17/07/04 01:30
Ciao Sandra!
Passo la parola all’Enea che, in suo rapporto interno che puoi scaricare dal sito
http://www.enea.it, dice:
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Proprietà del fluido termovettore
Negli impianti solari termoelettrici finora sperimentati sono stati utilizzati fluidi termovettori diversi in funzione delle temperature di esercizio, come oli (minerale, diatermico, siliconico), miscele di nitrati, sodio, vapor d’acqua, aria.
Le due tecnologie solari a concentrazione che ad oggi hanno superato la fase di ricerca e sviluppo, e con le quali sono stati realizzati impianti di potenza con un numero significativo di ore di funzionamento, riguardano i sistemi a collettori parabolici lineari (parabolic trough) e a torri centrali (central tower).
Il primo tipo di tecnologia è stata ampiamente provata negli impianti californiani di Kramer Junction e di Harper Lake, per un totale di 354 MWatte regolarmente funzionanti dal 1989. I fluidi termovettori utilizzati sono stati oli minerali (Caloria), nelle prime sezioni di Kramer Junction ed olio sintetico (Therminol) nelle successive. Le temperature massime di esercizio degli oli sintetici non superano i 400°C.
Per quanto riguarda gli impianti a torre centrale è stato realizzato ed esercito a Barstow in California, per circa due anni (97-99) l’impianto denominato Solar Two, della potenza di 10 MWatte. In questo caso le temperature di esercizio sono state di circa 560°C ed il fluido termovettore utilizzato è stato una miscela di sali fusi (nitrati di sodio e potassio) che hanno funzionato anche come mezzo di accumulo termico.
La soluzione tecnologica scelta da ENEA e basata sulla captazione e concentrazione della radiazione solare per mezzo dei collettori parabolici, con una temperatura di funzionamento del fluido di trasporto superiore ai 400°C, impone il ricorso all’uso dei sali fusi come mezzo termovettore e di accumulo. Le temperature massime di lavoro (T~550°C) che si raggiungono nell’impianto necessitano dell’uso di miscele di nitrati di sodio e potassio. Nel caso di temperature di lavoro inferiori (Tmax<450°C) si può considerare l’uso di miscele a tre componenti, in particolare nitrati di sodio, potassio e calcio, ovvero miscele di nitrati e nitriti, queste ultime ampiamente utilizzate in processi industriali con temperature di lavoro superiori ai 400°C che superano il campo di applicazione degli oli diatermici. Di seguito si riportano le caratteristiche di composizione delle miscele di nitrati sodio-potassio, delle proprietà fisiche e di compatibilità con una serie di materiali.
Proprietà fisiche miscela solida KNO3-NaNO3 (60-40%):
densità apparente 1.100 ÷ 1.300 kg/m3
calore specifico 1,2 kJ/kgK
calore latente di fusione: 132 kJ/kg.
Temperatura finale fusione circa 238°C
Proprietà fisiche miscela liquida KNO3-NaNO3 (60-40%)a 300-550°C
densità apparente 1.900 – 1.740 kg/m3 a 300-550°C
calore specifico 1,55-1,5 kJ/kgK a 300-400 °C
Conduttività termica: 0,53-0,55 W/mK a 300-400 °C
Viscosità dinamica: 0,003-0,0015 Pa s (300-450 °C)
Corrosione Acciai 9Cr1Mo a 550°C = 6 µm/anno
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"
Il rapporto originale contiene grafici, tabelle utili alla progettazione termo-fluido-dinamica.
Aggiungo che tali sali hanno:
- un costo non elevato (credo che nei rapporti Enea si dia anche questo valore),
- ecologicamente ben contenibili (sono gli stessi sali utilizzati in agricoltura come fertilizzante),
- perdite di carico contenute (tanto per aver un'idea negli impianti da 40 MWe hanno perdite di carico massime di 72 bar),
- potenze di pompaggio alla massima portata < 1,5% della Potenza nominale impianto,
- aggressività con i materiali di contenimento non particolarmente elevata (gli impianti Enea utilizzano AISI 316),
- coefficienti di scambio termico non elevati ma accettabili (bisognerebbe avere conduttività termiche più elevate),
- sicurezza impianti elevata,
Da osservare che il fluido vettore non è interessato a cambiamenti in fase liquida (questo sarebbe un altro degli aspetti da introdurre per migliorare lo scambio termico).
Per chi fosse interessato ai dettagli rimando alle pubblicazioni Enea scaricabili dal sito.
Cordiali saluti a tutti.
Gianfranco