Quest’oggi per la nostra consueta rubrica del lunedì Energia e Futuro mattina parleremo delle Torri Solari.
Dal titolo si potrebbe obiettare che le torri solari non abbiano attinenza con l’energia eolica, essendo state anche trattate in un precedente post sull’Energia Solare in quanto esse rappresentano una delle due implementazioni del solare termodinamico, ma tale obiezione sarebbe sbagliata in quanto le torri solari oggetto di questo post rappresentano una soluzione molto poco conosciuta di impianti eolici.
UN PO’ DI PRINCIPI TECNICI
E’ noto a tutti che l’aria, in presenza di una sorgente termica, scaldandosi tenda a spostarsi verso l’alto e raffreddarsi durante questo movimento, per poi riscendere ed innescare così un continuo movimento nell’ambiente fintantoché persiste una differenza di temperatura tra ambiente e sorgente termica.
Questo fenomeno rappresenta un grosso problema per l’isolamento delle pareti, richiedendo l’introduzione nelle intercapedini dei muri di materiali che la trattengano in quanto l’aria, da ottimo isolante quando immobile, si trasforma in valido vettore termico quando è in movimento.
Lo stesso fenomeno avviene anche in atmosfera, e ne abbiamo parlato in post precedenti a proposito delle celle di circolazione, pertanto si è pensato di sfruttarlo per produrre energia mediante l’impiego di turbine eoliche.
LA TORRE SOLARE
E’ evidente come risulti pressoché insensato sfruttare un flusso libero, in quanto la scarsa velocità ascendente dell’aria limiterebbe fortemente la produzione, pertanto si è pensato di costruire degli opportuni condotti verticali in modo da “intubare” il flusso e migliorare la resa.
Anche questa soluzione, presa singolarmente, presenta pochi miglioramenti rispetto al flusso libero in quanto la velocità dell’aria, risultando proporzionale alla differenza (gradiente) di densità (e quindi alla temperatura) tra le varie quote, risulta ancora ridotta.
Il metodo per aumentare tale velocità consiste nel creare alla base della torre una grande “serra” che si estende per un raggio piuttosto ampio, ed incanalare l’aria dalla base facendola attraversare la serra e quindi ottenendo un gradiente di temperatura piuttosto elevato e di conseguenza un flusso d’aria notevolmente più veloce rispetto alle condizioni naturali:
Come si può vedere dal disegno sopra riportato, l’aria a temperatura ambiente (indicata in blu) passa attraverso un collettore vetrato (da immaginare circolare se visto dall’alto) e per effetto dei raggi solari incidenti su tale superficie si riscalda (indicata in rosso) ed in virtù di tale riscaldamento acquisisce energia ed aumenta la sua velocità fuoriuscendo successivamente dalla cima della torre, non prima di avere ceduto parte della sua energia ad una o più turbine collocate all’interno della torre che poi trasformano l’energia ricevuta in energia elettrica.
La serra alla base della torre può venire utilizzata per coltivazioni, permettendo di produrre contemporaneamente energia elettrica e risorse alimentari in zone dove le condizioni risultano particolarmente inadatte alla coltivazione, come le zone desertiche rocciose presenti in varie parti del mondo.
Di tali impianti se ne è parlato in questi ultimi anni, anche se forse in maniera ridotta rispetto ad altre soluzioni che sfruttano energie rinnovabili, ma allo stato attuale non sembra vi siano molti impianti esistenti, ad eccezione di un impianto pilota in Spagna operativo i primi degli anni 80 e dovrebbe essercene uno in costruzione in Australia.
La torre dell’impianto Spagnolo è alta 200m ed il collettore alla base occupa una superficie di 44000 metri quadri.
Per quanto riguarda l’impianto Australiano si parla di un’altezza di 1000m e di un diametro del collettore pari a 130m, per una potenza pari a 5MW, mentre un impianto alto 500m e con diametro di 180m dovrebbe venire realizzato (od essere in fase di realizzazione) in Namibia.
Con questo post si conclude (salvo indicazioni di voi lettori su altre soluzioni per l’energia eolica non ancora trattate) il capitolo relativo all’energia eolica, pertanto da lunedì prossimo passeremo ad un nuovo argomento… continuate a seguirci!
