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SolarLab: un laboratorio scolastico per la produzione di energie rinnovabili

Il SolarLab è un laboratorio scolastico non curricolare nato nel 2008, presso l’istituto superiore ISIS Giulio Natta di Bergamo, per iniziativa di professori ed imprenditori convinti della necessità di investire nei giovani e nei loro sogni, dando loro la possibilità di essere protagonisti, nella pratica sul campo, della ricerca scientifica applicata ad impianti e strumentazioni all’avanguardia nell’ambito della produzione di energie rinnovabili. Il SolarLab è costituito da un complesso sul tetto dell’edificio scolastico formato da un impianto solare termodinamico a concentrazione (CSP) da 2.5 kWth ed un impianto fotovoltaico da ricerca da 10 kWp. Un’aula apposita è stata messa a disposizione per le attività di studio e controllo.

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Energia e Dintorni - Gennaio 2016

Pubblicato
da Dario Tortora
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Estratto del testo
News e attualità 6 Il SolarLab è un laboratorio scolastico non curricolare
nato nel 2008, presso l''istituto superiore ISIS Giulio
Natta di Bergamo, per iniziativa di professori ed
imprenditori convinti della necessità di investire nei
giovani e nei loro sogni, dando loro la possibilità di
essere protagonisti, nella pratica sul campo, della
ricerca scientifica applicata ad impianti e strumenta-
zioni all''avanguardia nell''ambito della produzione
di energie rinnovabili. Il SolarLab è costituito da un
complesso sul tetto dell''edificio scolastico formato da
un impianto solare termodinamico a concentrazione
(CSP) da 2.5 kWth ed un impianto fotovoltaico da
ricerca da 10 kWp. Un''aula apposita è stata messa a
disposizione per le attività di studio e controllo.
All''interno del SolarLab lo studente ha la possibilità
di mettere a punto percorsi di ricerca personalizzati,
collaborando all''allestimento ed al collaudo degli
impianti e delle strumentazioni e contribuendo alla
definizione delle attività scientifiche di laboratorio,
utilizzate anche nella pratica curricolare dagli studenti
dell''ISIS Natta.
Nel 2010 gli studenti hanno relazionato della loro
esperienza al Parlamento Europeo di Bruxelles. Dal
2012, con il Progetto Mentoring Junior, gli studenti
hanno lavorato con la ricercatrice delle nanotecnolo-
gie Silvia Giordani, an-
che facendo tirocini nei
laboratori del CRANN
di Dublino e del IIT di
Genova. Nel 2015 gli
studenti hanno ricevuto
una lettera di apprez-
zamento e sostegno
da parte del Presidente
della Repubblica Ser-
gio Mattarella.
L''impianto solare ter-
modinamico del So-
larLab è con collettori parabolici lineari CSP ed è costruito con acciaio,
alluminio e vetro, materiali riciclabili.
L''impianto CSP ha una potenza massima di 2.5kWth
e una produzione annuale di 4000kWhth, con un
rendimento medio annuo di raccolta del 40%. Esso è
utilizzato unicamente a scopi dimostrativi e di ricerca,
l''energia prodotta non è utilizzata.
La parabola è realizzata con un pannello strutturale
in alluminio rivestito con uno specchio spesso 0,8
millimetri. Essa ha precisione geometrica del 99%. Gli
specchi sono in alluminio con una superficie di 8,6
m2 e un grado di riflessione superiore all''88%. Il rap-
porto di concentrazione è pari a 30 soli. Parte della
superficie riflettente è stata trattata con rivestimenti, a
base di biossido di titanio, con proprietà self-cleaning
(auto-pulenti) per valutare l''efficacia di questi coating.
Il tubo ricevitore è costituito da due tubi coassiali di
diverso diametro. Quello interno, in acciaio inox, ha
un rivestimento in cermet (ossidi metallici ceramizza-
ti) che assorbe il 96% della luce incidente e ha un
emissivitá minore al 10%. Il tubo esterno, in vetro, ha
una trasmittanza superiore al 96%. Tra i due tubi è
fatto il vuoto così da aumentare l''isolamento termico
ed impedire dispersioni di energia per convezione. A
180°C le dispersioni termiche del tubo ricevitore sono inferiori a 50W/m.
Il fluido vettore è un
olio diatermico e può
raggiungere una tem-
peratura massima ope-
rativa di 180°C. L''olio
non è corrosivo ed è
atossico. Esso è stocca-
to in un serbatoio coi-
bentato che garantisce
un buffer di energia
termica, svincolando,
a differenza degli im-
pianti fotovoltaici, l''u- SolarLab: un laboratorio scolastico per
la produzione di energie rinnovabili
News e attualità IL CTI INFORMA 7 tilizzo dell''energia dalle condizioni metereologiche e
dal ciclo giorno-notte.
La movimentazione degli specchi avviene lungo l''asse
Nord-Est/Sud-Ovest; l''inseguimento solare può av-
venire con sensori fotosensibili o tramite tracker, un
software di calcolo astronomico che permette di pre-
vedere, la posizione del sole con un errore massimo
di 0,45 gradi.
Essendo un impianto di ricerca, è stato aggiornato
più volte. Gli specchi, inizialmente in vetro, sono stati
sostituiti con quelli meno fragili in alluminio, il tubo
ricevitore è stato sostituito con versioni sempre più ef-
ficienti, il sistema d''inseguimento tracker è stato instal-
lato successivamente, e anche la parte impiantistica è
stata modificata.
Il SolarLab dispone anche di un impianto fotovoltaico
di ricerca da 10 kWp. L''impianto è collegato alla rete
elettrica e l''energia prodotta è utilizzata dall''Istituto. I
profitti del Conto Energia generati dall''impianto sono
utilizzati dal SolarLab come fondo per le borse di
ricerca per gli studenti del SolarLab.
Nella primavera del 2015 è stato avviato il ''Progetto
CSP Svizzera Marocco' che prevede due viaggi stu- dio, uno all''impianto CSP di Italgen ad Ait Baha, in
Marocco, e uno all''Azienda Airlight Energy a Biasca,
in Svizzera.
Attualmente è in via di definizione la collaborazione
tra SolarLab e Politecnico di Milano, dove non è pre-
sente un impianto CSP, attraverso il gruppo di ricerca
del Prof. Flavio Manenti. L''obiettivo è lo studio di co-
me e con quali efficienze sia possibile integrare siste-
mi termici di conversione chimica negli impianti CSP.
Si tratta di un''occasione importante per gli studenti
del SolarLab che avranno l''opportunità di iniziare a
confrontarsi, fin da subito, con la realtà del mondo
universitario.
Nel SolarLab gli studenti imparano che farsi domande
è più importante che conoscere le risposte. La giusta
domanda è ciò che dà il via ad un percorso di ricerca
che coinvolge la mente, i sogni e le passioni delle per-
sone liberando la loro energia creativa.
Il futuro è scritto nelle idee e nei sogni dei giovani, e i
loro limiti vanno ben oltre l''immaginazione. Gianni Marcarini Istituto Superiore ISIS G. Natta, Bergamo


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