Ciclo di Rankine organico su piccola scala guidato da un concentratore solare (CSP) = Small-scale organic Rankine cycle driven by a solar concentrator (CSP)

Dagli anni 90’ la domanda di energia elettrica è in forte aumento in tutto il mondo e le politiche energetiche europee, che promuovono la transizione energetica, hanno generato un ingente aumento degli investimenti nelle fonti rinnovabili. Fra di esse, una delle più abbondanti è l’energia solare, che grazie alla sua adattabilità e basso impatto ambientale ha acquistato sempre più importanza sia nei grandi impianti di potenza, che nelle micro produzioni domestiche. In questo lavoro si sviluppa un modello di Ciclo Rankine Organico (ORC) alimentato da un concentratore solare parabolico situato a Torino sul tetto dell’Energy Center per la produzione di energia elettrica e termica. Il ciclo è stato interamente modellato e regolato tramite i software Aspen Plus e COMSOL Multiphysics, basando le simulazioni sui dati sperimentali ottenuti dal concentratore e dalla stazione meteo presente nella struttura dell’Energy Center. Per la realizzazione del ciclo Rankine sono stati usati tre fluidi organici di diversa natura chimica: Acetone, MD2M ed n-Butano. Per ciascun fluido considerato sono stati ottenuti impianti di diverse configurazioni con diversi periodi di utilizzo ricercando, nelle diverse casistiche analizzate, la miglior condizione operativa al fine di aumentare la quota di produzione energetica rinnovabile in edifici energivori. Nel caso preso in esame è stato dimostrato di poter ridurre notevolmente i consumi dell’Energy Center mediante l’utilizzo di uno o più concentratori solari, la quota energetica risparmiata varia sensibilmente durante l’arco delle stagioni. I modelli hano mostrato potenzialmente di poter produrre 20 kWel medi durante le ore di funzionamento per il caso dell’impianto con acetone, 14 kWel per il butano e 10 kWel per l’MD2M.