L'energia solare termica può soddisfare una notevole quantità di richiesta di calore nei processi alimentari industriali e agricoli all'interno di un dato paese e indipendentemente dalla posizione geografica.
Nelle economie sviluppate, il solare termico può fornire tecnicamente circa la metà di questo consumo energetico, provvedendo ad acqua calda e vapore in un intervallo di temperatura fino a 400°C. Nei paesi in via di sviluppo, soprattutto in quelli in cui l'agricoltura, l'industria tessile, dei laterizi e della trasformazione alimentare sono importanti sotto-settori, l'energia solare termica può fornire aria calda e acqua calda necessarie per la cura, l'essiccazione, la tintura, il lavaggio, la bollitura, la pastorizzazione e la sterilizzazione.
Nel percorso avviato da Modofluido alla scoperta delle energie rinnovabili che contribuiscono alla transizione energetica, il solare termico si configura come una soluzione di grande interesse: in questo articolo esploriamo le potenzialità dell'energia termica solare con alcuni esempi di utilizzo nei settori industriali.
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Il principio di base comune a tutti i sistemi solari termici è semplice: la radiazione solare viene raccolta e il calore risultante viene convogliato a un mezzo di trasferimento del calore, solitamente un fluido ma anche aria nel caso di collettori ad aria. Il mezzo riscaldato viene utilizzato direttamente (ad esempio per riscaldare l'acqua del rubinetto) o indirettamente tramite uno scambiatore di calore che trasferisce il calore alla sua destinazione finale (ad esempio nel riscaldamento degli ambienti o del calore di processo industriale).
L'energia solare termica deve essere distinta da altre due tecnologie di energia rinnovabile che utilizzano direttamente il sole: l'energia solare fotovoltaica e quella a concentrazione, entrambe forniscono elettricità, mentre il calore solare fornisce riscaldamento e raffreddamento. La principale differenza tra energia solare termica e energia solare fotovoltaica è nel funzionamento del pannello: infatti, il pannello solare termico è progettato per estrarre il calore proveniente dall’energia del sole, mentre nel caso dell’energia solare fotovoltaica i pannelli avranno la funzione di estrarre la carica elettrica dei fotoni e convertirla in energia.
Un sistema solare termico per il riscaldamento diretto al processo attrezzatura (Fonte: IRENA)
Le tecnologie del calore solare sono molto flessibili e possono adattarsi a una vasta gamma di situazioni da utilizzare su piccola e grande scala. Esistono tre differenti tipologie di impianti termici che si differenziano tra loro a seconda delle temperature di lavorazione:
Gli ultimi due casi sono quelli principalmente utilizzati per la produzione d’energia dinamica, corrente elettrica, idrogeno, cogenerazione e trigenerazione.
La maggior parte dei processi industriali richiede sia il riscaldamento di un flusso di fluido, come ad esempio flussi di aria calda, acqua calda, sia il riscaldamento di alcuni serbatoi come ad esempio nei forni industriali o nelle vasche di calore. I sistemi di riscaldamento esistenti per il calore di processo industriale sono basati su vapore o acqua calda da una caldaia, che utilizza principalmente combustibili fossili come petrolio, gas e carbone o elettricità generata da diverse fonti. I sistemi di riscaldamento di processo solare possono fornire fino al 20% del fabbisogno termico di un impianto. A seguire vediamo i benefici di applicazione in diversi settori industriali:
Dal punto di vista dei costi di gestione degli impianti termici solari, per le aziende che vogliono intraprendere il percorso verso il miglioramento, l’efficienza e il risparmio energetico degli edifici attraverso l'adozione di energia rinnovabile, il GSE mette a disposizione il Conto Termico 2.0: uno strumento di sostegno diretto che incentiva la produzione di energia termica da fonti rinnovabili in edifici esistenti dotati di impianto di riscaldamento.
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