Cos'è il fluido termovettore?
Il fluido termovettore si riferisce a una miscela progettata di sostanze chimiche che raccolgono e trasportano il calore. Questi fluidi sono una delle tecnologie chiave che rendono possibile la generazione elettrica da un sistema di energia solare a concentrazione (CSP). Criteri di funzionamento multipli devono essere determinati nella scelta di un fluido per il trasferimento di calore adatto.
Nel concentrare i sistemi di energia solare (CSP), una tecnologia avanzata di energia solare, l'energia della luce viene convertita in calore. Questa è una distinzione dagli schemi di energia solare fotovoltaica, in cui l'energia della luce, catturata dalle celle fotoelettriche, produce direttamente elettricità. In un processo CSP, la luce viene concentrata da specchi che focalizzano la luce solare riflessa sui ricevitori, tubi attraverso i quali viaggia il fluido termovettore. I fluidi caldi vengono quindi convogliati alla stazione di generazione di energia.
Una configurazione CSP utilizza specchi parabolici disposti in file eccezionalmente lunghe che assomigliano alle lame di grandi spazzaneve stradali. Il fluido termovettore viaggia lungo i centri orizzontali degli specchi, guadagnando calore mentre si sposta da uno specchio all'altro. Altre configurazioni utilizzano specchi piatti circolari che focalizzano la luce su ricevitori posizionati sopra gli specchi. Spesso, i sistemi hanno una funzione di localizzazione solare, in cui gli specchi possono seguire il movimento del sole attraverso il cielo.
Il fluido caldo viene pompato in una stazione di generazione di energia a turbina a vapore. Lì, il fluido riscalda l'acqua, sostituendo il combustibile nella tradizionale stazione elettrica a combustibile fossile. Il circuito dell'acqua bollente è identico, fatta eccezione per la variazione nella progettazione dello scambiatore di calore tra il fluido termovettore e l'acqua. Non è necessario un collettore di gas e meccanismi di scarico.
L'uso del fluido termovettore è notevole per due motivi. In questo schema, non è stato consumato carburante; l'energia proveniva dalla luce del sole. Pertanto, non vi sono sottoprodotti della combustione da gestire. Il CSP ha i vantaggi del combustibile solare degli impianti fotovoltaici, ma può potenzialmente raggiungere maggiori efficienze e maggiori uscite elettriche.
In secondo luogo, il calore veniva letteralmente convogliato da un luogo a un altro. Gli ingegneri in genere pensano che il calore sia un prodotto di scarto o un sottoprodotto, ma non il vettore di energia. Il calore conduce così facilmente attraverso le pareti dei tubi e il lavoro dei condotti, non può essere facilmente trasportato ed è meglio utilizzato nel sito di generazione. L'uso di fluidi avanzati per il trasferimento di calore rende possibile il trasporto del calore.
I fluidi per il trasferimento di calore devono essere attentamente progettati per avere un'elevata capacità termica, un'elevata stabilità termica e un'ampia gamma di temperature di esercizio. Devono rimanere liquidi o mantenere proprietà compatibili con il sistema come gas. Un tipico fluido termovettore ha specifiche operative da 12 ° C a 400 ° C (da 54 ° F a 752 ° F).