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ENERGIA
tecnica
Aprile 2016
Automazione e Strumentazione
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L’inevitabile dipendenza delle tecnologie rinnovabili dai fattori
meteo, stagionale, oltre che dalla latitudine (
υ
figura 4
) obbliga a
tener in debito conto
sistemi di stoccaggio di energia
e/o la possi-
bilità di integrazione con tecnologie esistenti e già consolidate per
poter garantire la massima flessibilità e disponibilità di impianto:
in tal modo è possibile massimizzare la produzione di vapore da
fonte rinnovabile nei mesi caldi e sfruttare tecnologie convenzio-
nali, opportunamente ridotte in taglia, nel periodo invernale.
Strumentazione e sistemi di controllo
Diventa decisivo, per gli impianti rinnovabili, l’impiego delle
tecnologie sviluppate recentemente dai costruttori di strumen-
tazione e sistemi di controllo per la determinazione dalle reali
condizioni ambientali in cui essi si trovano a operare. Misurare
con precisione le variabili meteorologiche che influenzano le
prestazioni dell’impianto, è l’unica maniera per gli operatori di
valutare, pianificare e avere sotto controllo il loro investimento.
I sistemi di energia solare a concentrazione CSP utilizzano specchi
o lenti per concentrare la radiazione solare su una piccola area. Per
raggiungere la loro massima efficienza, tali sistemi devono essere
quindi situati in aree che ricevono la massima luce diretta del sole.
Per questo motivo l’irraggiamento diretto normale è il dato più
indicativo, necessario sia per l’analisi predittiva del sito, sia per il
successivo funzionamento dell’impianto, sia per il performance test.
La radiazione DNI è misurata con un particolare radiometro
chiamato pireliometro del tipo a termopila e con un campo
visivo di pochi gradi. Ne consegue che, al fine della misura,
il sensore deve essere costante-
mente centrato sul disco solare e
per questo motivo esso deve essere
montato su un
inseguitore solare
automatico
.
L’inseguitore solare, una piatta-
forma di posizionamento utilizzata
per puntare strumenti di misura
rispetto al movimento del sole, tra-
mite GPS integrato e strumentazione
quali i pireliometri può essere confi-
gurato come una stazione automa-
tica di monitoraggio solare avente
un’eccellente accuratezza totale.
Questi componenti vengono integrati in stazioni meteorologi-
che complete per la previsione solare ed ambientale, nelle quali
viene utilizzato un
data logger
dove le misurazioni vengono
elaborate e memorizzate.
I data logger vengono poi collegati ai
sistemi di controllo
dell’im-
pianto tramite idonei protocolli di comunicazione dove le misure
effettuate, con strumentazione locale, sono confrontabili con gli
‘atlanti solari’ e altri dati riportati sui siti internet di riferimento.
Oppure, possono essere definiti degli algoritmi che si riferi-
scono alla posizione stagionale e giornaliera del sole rispetto
alle coordinate del sito, caricando nel sistema di controllo la
curva del collettore.
I sistemi di controllo di impianto tramite idonei algoritmi e
simulazioni, possono realizzare
modelli predittivi
delle condi-
zioni meteo ed eseguire accuratamente ed in tempo reale il con-
trollo del campo solare consentendo un più efficace controllo e
previsione della produzione (
υ
figura 5
).
Conclusioni
In generale, la produzione di vapore con l’energia solare permette
di ridurre i costi di gestione, la produzione della CO
2
e anche la
dipendenza da importazioni di carburante, soggetto a sua volta
alle fluttuazioni di mercato.
L’investimento iniziale del campo solare può variare da 2.500 a
5.000 dollari per kW termico nel caso di tecnologie CSP. Valori
inferiori vanno invece considerati nel caso dei pannelli statici.
Tuttavia il costo generale si riduce sensibilmente qualora la
tecnologia Solar EOR sia in grado
di eliminare le infrastrutture asso-
ciate alle fonti convenzionali ed i
relativi sistemi associati (caldaie,
gasdotti ecc.).
Saipem
, come contractor pre-
sente nel mondo dell’O&G, studia,
approfondisce e propone tecnologie
convenzionali e innovative di EOR,
promuovendo studi di integrazione
con tecnologie rinnovabili.
Ogni tecnologia ha evidentemente
le sue peculiarità e limiti legati
alle condizioni ambientali: la
sfida delle applicazioni solari nel
mondo dell’O&G è aperta.
Figura 5 - Sistemi di controllo predittivi delle condizioni meteo e gestione del campo solare
Figura 4 - Radiazione diretta nel Mondo in kWh/m
2
/anno nel periodo 1981-2000
(meteonorm.com)
2’500 kWh / m2
2’000
1’500
1’000
500