Collettori solari

Collettori parabolici e concavi a confronto

Sia i collettori solari parabolici che quelli concavi utilizzano la luce solare per ricavare energia concentrata (CSP), utile all'elettricità e al riscaldamento.

Alcuni impianti solari termici utilizzano una serie di specchi parabolici per concentrare l'energia del sole in un unico punto, posto in cima a una centrale, chiamata torre di potenza. Altri utilizzano invece specchi concavi per focalizzare l'energia su un tubo contenente olio. Entrambi i sistemi, tramite la formazione e la trasformazione del vapore, si basano su un potente generatore che produce elettricità. I trogoli solari termici sono costituiti da specchi concavi a forma di U, che concentrano l'energia solare su un tubo situato nel punto focale del trogolo stesso. Un esempio eccellente di questo sistema è rappresentato dal Nevada Solar One, costruito in Spagna, e completato nel deserto del Nevada nel novembre 2008. I sui specchi coprono circa un miglio quadrato. Essi sono in grado di catturare i raggi del sole e ingrandirli di 70 volte. Successivamente, il calore viene fatto passare in tubature ricoperte di fibra di vetro, e quindi trasformato in energia tramite turbine ad altissima potenza.

Le Torri di potenza solari sono circondate da un'ampia serie di specchi parabolici, chiamati eliostati, che tracciano e riflettono i raggi del sole sul ricevitore posto nella torre centrale. Il ricevitore viene utilizzato per azionare un generatore elettrico alla base della torre stessa.

Trogoli solari e torri di potenza concentrano quindi la luce del sole usando specchi per produrre energia elettrica. I trogoli, tuttavia, sono più economici, in quanto la loro ampia diffusione non richiede particolari investimenti finanziari. Presentano però un rischio più elevato di accumulo termico.

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I collettori solari parabolici

I collettori solari parabolici sono composti da aree concave o piatte e sono progettati per raccogliere e concentrare la luce solare in maniera efficiente. A differenza dei dischi parabolici, i trogoli si configurano come collettori di energia solare a concentrazione lineare. Essi vengono infatti allineati da nord a sud. Per migliorare la loro efficacia, è utile impiegare appositi dispositivi di localizzazione, che permettono agli specchi di muoversi seguendo il percorso del sole. Gli specchi dirigono la luce verso un punto focale, in modo che moltiplichi la sua potenza. Questa alta concentrazione di calore è in grado di far bollire l'acqua e creare vapore, che andrà poi ad alimentare i generatori e fornire quindi energia elettrica.

Collettori solari termici
I collettori solari termici sono costituiti da un pannello che cattura l'energia solare e uno scambiatore dove scorre un fluido termovettore collegato a sua volta ad un serbatoio di accumulo; da qui l...

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Collettori solari: Come realizzare un collettore portatile

Se volete vedere da vicino come funziona un collettore solare, provate a realizzarne uno in miniatura.

La procedura è molto semplice. Procuratevi un tubo di cartone e tagliatelo a metà longitudinalmente. Posizionate le due metà una contro l'altra. Un lato diventerà la base parabolica e l'altra il collettore. Fissate le due metà con delle clips, puntando i rebbi verso l'alto del collettore. Fissate poi un foglio di alluminio (tenendolo dal lato lucido) al lato del collettore. Praticate una fessura nel foglio per consentire ai rebbi di passare attraverso esso. Regolate i rebbi in modo da formare un anello. La base del tubo non deve toccare il foglio di alluminio. Posizionate un piatto piano sul tavolo e poggiate un'estremità del tubo in esso. Eseguite un foro nel fianco di un bicchiere di polistirolo, in prossimità del fondo. Il diametro del foro deve essere equivalente a quello del tubo. Inserite quindi il tubo di cartone nel foro della coppa, utilizzando un po' stucco idraulico per garantire una perfetta tenuta. Direzionate sul foglio di alluminio una fonte di luce da 100-200 watt o permettete al sole di riscaldarlo.

A questo punto, versate l'acqua nel bicchiere di polistirolo. L'acqua scorrerà in discesa attraverso il tubo e finirà nel piatto. Noterete che l''acqua nella ciotola sarà più calda di quella presente nella tazza di polistirolo.Con lo stesso principio, un collettore solare parabolico riscalda l'acqua che scorre attraverso le tubature.