Guida al prodotto SolarBeam

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Il SolarBeam
SolarBeam è una Parabola a Concentrazione Solare che utilizza il più efficiente sistema solare disponibile sul mercato. La forza della concentrazione solare (CSP) è la
tecnologia che utilizza un grande piano di riflessione in alluminio anodizzato per riflettere e concentrare la luce solare direttamente nel punto focale completamente immune al fenomeno della stagnazione che affligge i normali pannelli solari termici.
La Parabola è dotata di un sistema di inseguimento del sole biassiale, in attesa di
brevetto, che utilizza una tecnologia che consente di inseguire accuratamente il sole.
Il sistema di inseguimento utilizza un unico algoritmo ithm e GPS che consente alla
Parabola di inseguire il sole indipendentemente dalla stagione e massimizzare l’efficienza di captazione della radiazione.
Basandosi sul principio degli specchi ustori, il design è stato attentamente studiato
per riflettere l’85% della luce all’interno del punto focale.
Plus installativi rispetto al solare termico
•
Ridotta superficie occupata in rapporto alla produzione
•
Assenza del fenomeno della stagnazione
•
Alta efficienza del 73%
•
Ridotte opere murarie
•
Ridotta manodopera per l’installazione
•
Facilità di manutenzione
•
Immagine «green» per aziende o enti che lo installano
•
Potente sistema di supervisione web unico nel suo genere
•
Alta temperatura 90°
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Caratteristiche tecniche
Il SolarBeam è un efficientissimo sistema solare termico che utilizza la tecnologia a
concentrazione (CSP - concentrated solar power).
Grazie all’utilizzo di alluminio anodizzato ad alta efficienza di riflessione ed alla concentrazione della radiazione solare in un punto focale, è in grado di generare in media
10,5 kW all’ora di potenza termica.
Il SolarBeam da un lato è dotato di un sistema di inseguimento solare a due assi in
grado di seguire accuratamente il percorso del sole e di massimizzare l’efficienza di
captazione della radiazione, dall’altro di un sistema di protezione (APS) in grado di :
•
Prevenire la stagnazione solare
•
Portare il SolarBeam in posizione di sicurezza (velocità vento > 65 km/hr, cali di
pressione del fluido, interruzioni elettriche)
Sistema di inseguimento
Il SolarBeam Controller è un sistema
d’inseguimento solare biassiale utilizzato in abbinamento alla parabola a
concentrazione solare.
Il sistema si basa su di un avanzato
sistema elettronico di tipo Open Loop
in grado di inseguire la posizione del
sole senza far uso di sensori di radiazione ed inclinometri.
Il sistema movimenta indipendentemente i due assi polari (Azimuth ed
Elevazione).
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Concentratore a parabola
Principali componenti
Sistema di trasmissione
Collegamenti idraulici
Palo di sostegno
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Installazione
1.
Realizzazione delle fondazioni e installazione della tubazione di trasporto del fluido riscaldante.
2.
Assemblaggio dei componenti.
3.
Collegamenti dello scambiatore e della stazione di pompaggio con il sistema di
riscaldamento esistente.
4.
Calibrazione del SolarBeam per l’inseguimento solare.
Dettaglio componenti da assemblare
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Dimensioni
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Specifiche tecniche
PRODUZIONE DI ACQUA CALDA (Radianza pari a 1000 W/m2)
Potenza di picco
11.5 kW
Potenza media
10.5 kW
Efficienza
73%
DIMENSIONI
Diametro colle,ore
4.5 m
Area colle,ore
15.9 m2
Dimensioni assorbitore
25.4cm X 25.4cm
Altezza palo
2.4 m
PARAMETRI SOLARBEAM
Grado di rendimento o5co
86%
Inseguitore
Due assi
Volume di fluido nell’assorbitore
550 ml
Massima pressione di esercizio
1.72 Bar
Temperatura di stagnazione
(Radianza pari a 1000W/m2 e
temp. Amb.30° C)
Portata fluido
93°C
Peso colle,ore
240 kg
Peso totale
463 kg
Massima temperatura assorbitore
145°C
Massima temperatura fluido
93°C
Fluido riscaldante
Soluzione acqua /propilen glicole
(60%/40% fino a -18°C)
SICUREZZE
Posizionamento automaBco nella posizione
di sicurezza (90° - Asse verBcale)
15 -18.9 l/min
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Schema idraulico semplificato
Esempio applicazione: serbatoi
di preriscaldamento
In questo impianto un SolarBeam pre-riscalda l’acqua che viene stoccata in tre serbatoi ausiliari e successivamente inviata al serbatoio principale.
Al raggiungimento della temperatura fissata, il Solar Beam interrompe l’inseguimento
solare fino a quando non riprende la richiesta di acqua calda.
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Curva di prestazione del Concentratore
SolarBeam
La curva di prestazione del SolarBeam fa vedere come il concentratore complessivamente conservi elevate efficienze all’interno dell’intero range di temperature. Molti
pannelli a lastra piana & pannelli a tubi sottovuoto danno basse efficienze quando
sono richieste alte temperature.
E’ importante notare che i dati sopra riportati si riferiscono all’efficienza istantanea e
non considerano l’efficienza dell’inseguimento del sole. In aggiunta all’alta efficienza,
il SolarBeam produce un 30% in più di energia rispetto ai collettori solari piani
grazie all’inseguimento biassiale del sole. In regioni geografiche dove si hanno
basse temperature, i pannelli piani e i collettori a tubi sottovuoto hanno maggiori perdite di calore viste le maggiori dimensioni della superficie assorbente. Si consideri
che il SolarBeam ha una superficie dell’assorbitore di solo 0,0625 m2. Da notare
che, rispetto ai collettori piani fissi, grazie al suo speciale sistema ad inseguimento
biassiale, il concentratore SolarBeam opererà sempre a efficienze ottime.
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Confronto con Solare Termico
Pannello Solare piano
Fonte dati: RETSCREEN INTERNATIONAL, strumento di simulazione rilasciato dal Governo Canadese in collaborazione con la NASA.
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Sistema di monitoraggio
L’intero sistema è monitorato da remoto attraverso un’interfaccia grafica stile web che
consente di avere diagnosi ed informazioni sul risparmio energetico.
Ogni SolarBeam al mondo è collegato tramite linea Ethernet o GSM\GPRS e può essere configurato da remoto consentendo modifiche immediate di set point. Un server
centrale comunica con il SolarBeam e ne registra le prestazioni.
Il sistema di monitoraggio fornisce tutte le informazioni sensibili:
•
la produzione istantanea (potenza),
•
la produzione di energia totale nelle ultime 24 ore,
•
il valore della portata e delle temperature di mandata e ritorno del fluido solare
•
il valore della radiazione istantanea e della temperatura che si ha sull’assorbitore.
E’ possibile inoltre creare ed esportare su file excel un report di dati storici.
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Principio di funzionamento del
sistema di inseguimento
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Il PLC effettua in real-time il calcolo delle coordinate solari (azimuth, elevazione) in funzione di ora, data, latitudine e longitudine, con la massima precisione teorica inferiore a
<0,01°.
I motori passo-passo (step motor) sono gestiti in PWM con duty cycle variabile.
Gli encoder ottici consentono di effettuare il controllo di posizione e velocità sul movimento degli assi polari .
Le condizioni minimali per l’attivazione del sistema sono:
•
Irraggiamento > 150 W/m^2;
•
Pressione fluido termovettore > 0,5 bar.
Qualora non siano soddisfatte le condizioni suddette il SolarBeam rimane in posizione
di riposo.
A regime il SolarBeam Controller garantisce in ogni istante il massimo valore di irraggiamento sulla superfice dell’assorbitore.
APS: Advanced Protection System
Qualora la temperatura del fluido termovettore superi i 93°C, per evitare il fenomeno
della stagnazione con conseguente deterioramento delle proprietà intrinseche della
miscela Glicole Propilenico – Acqua (40%/60%), il SolarBeam viene disallineato dalla
condizione di massimo rendimento fintanto che non vi sia una nuova richiesta di energia termica.
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Quadro elettrico principale
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Componenti Principali:
Alimentatore 120/240Vac – 24Vdc
PLC OMRON CP1H;
Scheda d’interfaccia;
Ingressi:
•
Sensore pressione;
•
Sensore T mandata;
•
Sensore T ritorno;
•
Sensore T assorbitore;
•
Sensore Irraggiamento;
Sensore Eolico;
•
•
Encoder Verticale;
Encoder Orizzontale;
Uscite:
•
Motore Vericale;
•
Motore Orizzontale;
•
Pompa circolazione;
Dettaglio componenti
Antenna GPS
Sensore Irraggiamento
Sensore Pressione
Encoder
Sistema di Trasmissione
Sensore Eolico
Sensori Temperatura
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Programmazione
La programmazione del sistema si effettua interamente attraverso il display in dotazione al PLC e prevede:
Impostazione della posizione di riposo della parabola.
Inizializzazione interfaccia GPS;
Al termine della programmazione il display può essere intercambiato con l’interfaccia
ethernet in dotazione al PLC.
Interfaccia Software per il monitoraggio
A bordo del PLC risiede un
Web Server al fine di consentire
il controllo e monitoraggio del
concentratore solare nonché la
visualizzazione di dati in realtime quali:
•
Parametri termici termodinamici (Temperatura Mandata, Temperatura Ritorno,
Pressione, Portata, Potenza Termica, etc);
•
Parametri temporali;
•
Coordinate solari;
•
Misura di irraggiamento;
•
Report produzione;
Report cronologico malfunzionamenti.
In caso di allarme il sistema invia una mail alle persone designate; per ogni tipo di allarme è possibile stabilire le persone da avvisare.
•
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Prossime realizzazioni: integrazione fotovoltaico
3,5 KWh di Energia Fotovoltaica - 7KWh di Energia Termica
Attualmente è in fase di sperimentazione un assorbitore sulla cui superfice è depositata una cella fotovoltaica del tipo a tripla giunzione.
La cella, operando con efficienza intorno al 31%, è in grado di garantire una produzione di Energia Fotovoltaica di picco pari a 3,5 kW riducendo del 30% la produzione
di Energia Termica.
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