Il solare termico a concentrazione è una tecnologia che unisce antichità e innovazione. In tempi recenti questa tecnologia è stata migliorata per renderla ancora più efficiente. Il suo funzionamento è semplice: uno specchio a parabola concentra la luce del Sole su un singolo punto, noto come "fuoco", generando una temperatura di circa 550°C. Nel fuoco scorre un tubo, noto come tubo ricevitore, che contiene un fluido che immagazzina il calore. Questo calore viene poi utilizzato per generare vapore industriale o per alimentare una turbina e produrre energia elettrica. La composizione ottimizzata del fluido termovettore consente di mantenere l'impianto in funzione anche di notte, riutilizzando il calore assorbito durante il giorno. Questa tecnologia è utilizzata dal 1970 e il principio dello specchio parabolico è noto fin dall'antichità, si dice che Archimede l'abbia utilizzato per incendiare le navi nemiche.
Esistono due tecnologie per produrre elettricità tramite il solare a concentrazione: la tecnologia a vapore e la tecnologia ORC (Organic Rankine Cycle). La tecnologia a vapore utilizza uno scambiatore di calore per trasformare l'energia del fluido termovettore in vapore ad alta pressione che alimenta la turbina. Questo sistema è costoso e viene utilizzato in centrali di dimensioni importanti. La tecnologia ORC utilizza un fluido organico, che diventa vapore attraverso lo scambiatore di calore, per azionare la turbina. Questo sistema è meno costoso e viene utilizzato in centrali di dimensioni inferiori, ma ha un rendimento inferiore rispetto alla tecnologia a vapore.
Tipologie di collettori
I solari termodinamici a concentrazione sono impianti solari di grande dimensione che differiscono tra loro per il tipo di collettore utilizzato e per la posizione del fuoco (dove convergono i raggi solari riflessi). Ci sono quattro tipi principali di collettori: parabolico lineare a concentrazione, lineare a riflettori Fresnel, parabolici circolari a riflettori, e torre di energia solare. Il collettore parabolico lineare a concentrazione utilizza pannelli parabolici montati in linea con un tubo che scorre lungo il loro centro focale contenente il liquido termovettore. Il sistema è automatizzato per cambiare l'orientamento dei pannelli in base all'inclinazione dei raggi solari. Il collettore lineare a riflettori Fresnel utilizza pannelli piani posizionati linearmente che ruotano per seguire il sole, con un punto focale spostato verso l'alto. Il collettore a riflettori parabolici circolari ha pannelli indipendenti con un ricevitore proprio nel centro focale. La torre di energia solare ha specchi indipendenti che si orientano verso un unico punto focale su una torre, dove si trova un serbatoio contenente il liquido termovettore.
