Progetto Archimede: il calore del Sole anche di notte

Immaginate una distesa di specchi estesa come 25 campi da calcio, con al centro due grandi serbatoi e una piccola costruzione da cui partono linee elettriche ad alta tensione. In linea di massima si presenterà così la centrale solare Archimede alla fine del suo completamento.
Il principio di funzionamento è familiare a chiunque abbia giocato da bambino con una lente di ingrandimento: concentrando i raggi solari su una superficie molto piccola (chiamata fuoco) è possibile ottenere temperature molto alte (e combinare guai per casa). Al posto delle lenti, le centrali utilizzano specchi di grande precisione che riescono a raggiungere temperature di parecchie centinaia di gradi. Il risultato finale è quello di produrre vapore, che viene mandato a un turbina per generare elettricità. Una tecnologia tutto sommato semplice, che deve però vedersela con un grosso limite: la luce solare è disponibile solo di giorno (senza contare il cattivo tempo); poiché l'energia elettrica va prodotta nel momento in cui è richiesta, una centrale solare, senza l'aiuto di altre fonti energetiche, rischierebbe di lasciare al buio i propri utenti al calare del sole o alla prima giornata nuvolosa. Per ovviare a questo inconveniente, a Priolo sarà sperimentato un serbatoio di accumulo in cui conservare il calore concentrato dagli specchi per utilizzarlo in seguito in funzione della richiesta di energia.

A immagazzinare il calore sarà una miscela liquida di sali di potassio e sodio, un composto poco costoso e a basso impatto ambientale, attualmente usato come concime di origine naturale. In precedenza si utilizzava un olio minerale infiammabile e tossico, e per motivi di sicurezza non era possibile realizzare un serbatoio di accumulo. Inoltre, i sali sono in grado di lavorare a temperature più alte, aumentando l'efficienza dell'impianto: a Priolo si raggiungeranno i 550° C, contro i 390° C delle centrali attualmente in funzione, come la centrale di Kramer Junction nel deserto del Mojave (California). I sali fusi verranno scaldati passando all'interno di tubi che si trovano proprio nel fuoco degli specchi. La miscela che verrà utilizzata a Priolo è già stata collaudata negli impianti di Solar Two, realizzati sempre in California. Qui, a differenza di ciò che accadrà a Priolo, gli specchi concentrano i raggi solari su un ricevitore posto alla cima di una torre, alta 85 metri. Per aumentare il numero degli specchi e la potenza di impianti di questo tipo è però necessario costruire torri sempre più alte, perché queste siano raggiungibili anche dagli specchi più lontani. Esistono progetti per torri da 200 metri di altezza, ma le difficoltà di realizzazione sono enormi, anche perché per concentrare i raggi esattamente sulla sommità della torre occorrerebbero specchi estremamente precisi e costosi.

La riduzione dei costi è invece un'altra linea guida del progetto Archimede: l'intero sistema di specchi è stato ideato per ridurre le spese di costruzione, installazione e manutenzione. Il tutto senza pregiudicare eccessivamente le prestazioni, perché gli specchi sono il cuore del sistema: devono concentrare i raggi solari in un area molto piccola e con la massima precisione possibile, resistendo alle sollecitazioni del vento e alle intemperie per 30 anni, la durata prevista di funzionamento della centrale. Il vento è il nemico più temibile, perché gli specchi deformandosi disperdono i raggi solari; dalle simulazioni eseguite al computer i collettori dovrebbero rimanere efficienti fino a velocità di 50 km/h. Al di sopra di questa velocità gli specchi vengono ripiegati per evitare danni alle strutture di sostegno. Anche il tubo al cui interno scorrerà la miscela di sali fusi è stato interamente riprogettato per resistere a una temperatura di quasi 600° C senza deformarsi. In queste condizioni anche il semplice contatto con l'acqua piovana fredda provoca un vero e proprio shock termico, che il tubo dovrà essere in grado di sopportare senza danni.