Prima mondiale grazie al pionierismo svizzero

La centrale solare termica di Calasparra si estende su circa 300'000 metri quadrati swissinfo.ch

Elettricità per 15'000 nuclei familiari e una superficie di 40 campi di calcio: la prima centrale solare al mondo basata sulla tecnologia Fresnel si trova nel sud della Spagna e, dopo una periodo test, sta ormai entrando nella fase commerciale. I committenti sono cinque aziende svizzere.

Quattro fiumi, due zone umide, riso, mandorli, aziende agricole, piccole imprese e grandi aree inutilizzate: la cittadina di Calasparra, circa 100 chilometri ad ovest di Alicante, è lontana dai grandi flussi turistici del sud della Spagna. Il sole di luglio scotta. Il termometro segna 32 gradi. Nello stesso momento nel nord della Svizzera piove.

Condizioni ideali per l’energia solare, pensa il profano incontrando lo specialista. Leo Voser è direttore tecnico del progetto «Puerto Errrado 2». L’ingegnere svizzero mostra una piccola nube che vela il sole. «Quando il cielo si rannuvola per un lungo periodo, dobbiamo fermare l’impianto».

Il profano è un po’ sorpreso. Lo specialista spiega come funziona l’impianto solare, composto da migliaia e migliaia di specchi convenzionali che ricoprono una superficie di 300’000 metri quadrati. Gli specchi sono montati orizzontalmente su dei supporti e disposti in 28 file lunghe ognuna 940 metri. Quattordici file compongono un campo solare. In buone condizioni di insolazione, l’impianto permette di produrre energia a sufficienza per far girare due turbine da 15 Megawatt l’una.

Niente vapore, niente energia

I supporti per gli specchi possono essere orientati individualmente per seguire esattamente la posizione del sole. Gli specchi riflettono e concentrano la luce solare, trasmettendo il fascio verso un tubo posizionato sette metri più in alto che assorbe l’energia. Nella condotta, collegata a un circuito ad alta pressione, scorre acqua.

Il raggio di luce riscalda l’acciaio della tubatura. La temperatura sale fino a 270 gradi e l’acqua sotto pressione comincia così a trasformarsi in vapore. Come in una centrale termica convenzionale, il vapore fa muovere le turbine che producono elettricità. In seguito il vapore viene raffreddato, ritornando allo stato liquido. L’acqua è quindi reintrodotta in circolo, ciò che permette di limitarne il consumo.

«Quando è nuvoloso, vi è meno luce solare e perciò la radiazione termica sul tubo che assorbe il calore è minore. I 270 gradi non possono così più essere raggiunti. Vi è quindi meno vapore, la pressione scende e dobbiamo fermare le turbine», spiega Moser.

L’energia primaria è gratuita

Anche la posizione bassa del sole in inverno ha ripercussioni negative: a causa dell’inclinazione, gli specchi trasmettano meno calore alle condutture. «In inverno, quindi, i due campi solari fanno girare soltanto una delle due turbine. Naturalmente le turbine si fermano non solo in caso di maltempo, ma anche di notte». Anche se tutto ciò è «ovvio» dal punto di vista della fisica, Voser è rimasto sorpreso «da come il sistema sia particolarmente sensibile alle nuvole o alla foschia, che in questa regione è spesso presente in piena estate».

«Puerto Errado 2» produce energia solo per circa 2’000 ore all’anno. Le centrali termiche convenzionali (a gas, petrolio o carbone) funzionano invece durante 8’000 ore all’anno. La durata d’esercizio relativamente modesta è però compensata dal costo dell’energia primaria, pari a zero, e dalla rimunerazione per l’immissione in rete di energia solare (i contributi per promuovere le energie alternative).

La più «grande sfida» è la regolazione estremamente precisa dell’impianto, spiega Voser. Regolare le turbine con un generatore di vapore che dipende da una fonte energetica variabile, non è la stessa cosa che provocare una scintilla per accendere il gas o il petrolio.

Questo continuo su è giù ha causato non pochi problemi durante la fase test. In particolare per la tensione a cui sono sottoposte le tubature, che si ripercuote sul buon funzionamento delle turbine. Problemi si sono verificati anche nelle «parti convenzionali dell’impianto, là dove si poteva supporre che tutto funzionasse senza intoppi grazie alla lunga esperienza accumulata», afferma Voser, che da numerosi anni si occupa di centrali termoelettriche.

Per quanto riguarda la componente più innovativa dell’impianto, ovvero il generatore solare di vapore, i problemi sono invece stati «minori del previsto». «L’affidabilità del campo solare è sorprendentemente elevata. È una costruzione robusta, anche se sembra fragile».

Prezzo dell’elettricità vantaggioso

Dal febbraio 2012 la centrale fornisce elettricità alla rete della compagnia spagnola «Iberdrola». Per ogni kilowattora la società iberica «Tubosol PE2», fondata appositamente per questo progetto e di cui sono proprietarie di maggioranza aziende svizzere attive nella distribuzione elettrica, fattura 36 centesimi di euro. Per promuovere l’energia solare, il governo spagnolo versa una rimunerazione per l’immissione in rete.

Il prezzo redditizio dell’energia elettrica, il forte irradiamento solare e la disponibilità di terreni a buon mercato sono stati i principali fattori che tre anni fa hanno spinto il consorzio Elektra Baselland (EBL) ed altre aziende svizzere a costruire una centrale solare termica nel sud della Spagna. L’impianto aveva anche per obiettivo di accumulare esperienza con le nuove tecnologie in materia di produzione d’elettricità a partire da fonti energetiche rinnovabili.

Dopo la messa in servizio commerciale, prevista per fine luglio 2012, una società spagnola assumerà la responsabilità delle attività e della manutenzione dell’impianto per conto della «Tubosol PE2».

«In Svizzera sarebbe stato impossibile costruire un’infrastruttura così grande. Si può produrre energia fotovoltaica solo su piccola scala. Anche qui però la costruzione rappresentava un’incognita. Le nuove tecnologie sono sempre rischiose», afferma Voser.

«Sarebbe stato presuntuoso pensare che un simile progetto sarebbe filato via liscio. Nei prossimi tre mesi credo che avremo tutto sotto controllo. È da un pezzo comunque che siamo riusciti a scalare la montagna».

“Puerto Errado2

La centrale solare termica di una potenza di 30 Megawatt è stata costruita nello spazio di due anni.

In precedenza in quest’area sorgeva «Puerto Errado 1», una piccola centrale a scopo di ricerca che è ancora in servizio.

La tecnologia solare Fresnel, dal nome dell’ingegnere francese Augustin-Jean Fresnel (1788-1827), tra i fondatori dell’ottica moderna, consiste in una serie di specchi piani che focalizzano la luce solare su un tubo assorbitore.

Contrariamente ad altre tecnologie per il solare termico, quella di Fresnel non ha bisogno di specchi concavi e per questo è meno cara.

Le aziende svizzere che partecipano al progetto sono la Elektra Baselland, che detiene il 51% del capitale azionario della Tubosol PE2, le Aziende industriali di Basilea Città (12%), delle città di Zurigo (10%) e di Berna (6%) e del canton Zurigo (6%).

Il restante 15% è detenuto dalla tedesca Novatec Solar, fornitrice dei campi solari.

(traduzione di Daniele Mariani)