La tecnología empleada por el grupo se conoce como STEM (Solar Thermoelectric Magaldi) y se basa en un receptor solar de lecho fluidizado de arena/aire que está optimizado para el almacenamiento, la transferencia y la captación de energía solar. En su desarrollo han participado el grupo Magaldi, que lidera el proyecto, junto con la Universidad de Nápoles y dos institutos del Consejo de Investigación Nacional Italiano: el IRC-CNR en Nápoles y el INO-CNR en Florencia.
El director científico del proyecto, Gennaro de Michele, explicaba recientemente a CSP Today que "el objetivo del proyecto STEM es desarrollar una tecnología CSP de bajo coste, sencilla y flexible y que no emplee ningún fluido contaminante”. Y añadía: “un lecho fluidizado funciona como un líquido pero posee muchas características de sólidos; como fluido cuenta con una elevada difusividad térmica y elevados coeficientes de transferencia térmica, y como sólido ofrece una elevada capacidad térmica".
Cuatro años de investigación
La investigación, que comenzó hace cuatro años, ha permitido desarrollar un modelo dinámico del sistema planificado, que sentó las bases para un diseño básico de una planta CSP de demostración de 100 kWth, que se ha instalado en las istalaciones de Magaldi en ciudad de Buccino, al sur de Italia.
"El lecho fluidizado es la tecnología clave de STEM. Es una tecnología conocida que se emplea en industrias energéticas químicas. La difusividad térmica en el lecho, así como la transferencia térmica entre el lecho y el intercambiador térmico en el lecho permite la captura de energía solar, su rápida transferencia a los intercambiadores y la producción eficiente de vapor. Y se garantiza el almacenamiento energético mediante la capacidad de almacenamiento de la arena”, explicaba de Michele a CSP Today.
De Michele también destacaba que el lecho fluidizado puede quemar tanto combustible líquido como gas. Esto hace que la tecnología STEM sea "un sistema de generación natural híbrido en el que el sol y el combustible se pueden utilizar de manera conjunta o, como alternativa, en el mismo dispositivo".
Ventajas
De acuerdo con el investigador, una de las ventajas clave que presenta el uso de arena en el sistema STEM es el hecho de que la arena de silicio es más económica que el aceite diatérmico y las sales fundidas. Además, es químicamente inerte, "completamente ecocompatible" y adecuada para el uso en sistemas que operan en un amplio margen de temperaturas. La tecnología STEM es, además, modular y permite la producción de vapor de proceso, electricidad, agua desalinizada y todas sus posibles combinaciones", añadía.
El objetivo del grupo Magaldi es diseñar módulos de plantas industriales de 500 kW en serie, lo que permitiría al consorcio lograr una importante reducción de costes. Michele cree que las perspectivas para la aplicación esta tecnología son "muy prometedoras" y podrían ampliarse a grandes plantas energéticas independientes de 50-100 MW, con una capacidad de almacenamiento de hasta 5-6 horas y capaces de integrarse en plantas energéticas existentes de combustible fósil.
El potencial de la arena para el almacenamiento de calor también está siendo analizado por otros centros en el mundo, como el Instituto Masdar (proyecrto Sandstock) y US Solar Holdings (proyecto SandShifter).
