In questo modo, il progetto mira a promuovere una nuova generazione di impianti solari a concentrazione (CSP) più compatti ed efficienti, che consentiranno una maggiore flessibilità nel settore energetico grazie all'utilizzo di fonti di energia rinnovabile. Per affrontare questa sfida, la soluzione proposta combina concentratori solari con ottiche avanzate, materiali a cambiamento di fase per l'accumulo termico e convertitori fotovoltaici per la generazione di elettricità in un unico sistema.
Il progetto, finanziato dall'Agenzia europea per il clima e l'ambiente (ECEA), si avvale di un consorzio multidisciplinare guidato dal Politecnico di Madrid (UPM), composto da sei organizzazioni europee tra cui PMI (IONVAC Process e HOLOSS), centri tecnologici (IDENER), centri di ricerca pubblici (CIEMAT) e università (l'istituto norvegese NTNU, insieme all'UPM). Le aree di competenza coprono un'ampia gamma di discipline incentrate sul settore dell'energia solare e della sostenibilità.
“Il progetto SUNSON si propone di risolvere una delle maggiori sfide energetiche di questo secolo: la fornitura ininterrotta di energia rinnovabile”, spiega Alejandro Datas, coordinatore del progetto, professore e ricercatore presso l' Istituto di Energia Solare (IES) dell'UPM. “In caso di successo, la tecnologia sviluppata in SUNSON mira a promuovere una nuova generazione di sistemi solari termici più compatti ed efficienti, in grado di produrre energia ogni volta che sia necessario, indipendentemente dalle condizioni meteorologiche”.
Il sole in una scatola
SUNSON propone un significativo progresso nel campo delle energie rinnovabili, in particolare quella solare, dove il principale limite è la mancanza di soluzioni efficienti ed economicamente vantaggiose per la domanda intermittente. Nello specifico, SUNSON mira a dimostrare la fattibilità e il potenziale di una soluzione che integra la conversione e l'accumulo di energia in un unico dispositivo altamente modulare e compatto (SUNSON-BOX).
Il sistema si basa su una tecnologia di conversione che sfrutta l'energia solare per produrre calore, immagazzinarlo e generare elettricità su richiesta. Questo disaccoppiamento elimina la dipendenza dalla variabilità delle fonti di energia rinnovabile, aumentando significativamente la flessibilità di integrazione energetica. Ciò consentirà la generazione di elettricità in base alla domanda, mentre il calore in eccesso potrà essere utilizzato nei processi di riscaldamento industriale, per la produzione di acqua calda sanitaria o per il riscaldamento degli ambienti. Pertanto, la sua applicazione è molto promettente nei settori energetico, industriale ed edile, e persino per la futura produzione di idrogeno. Per facilitarne la progettazione, la fattibilità e la replicabilità, il progetto svilupperà anche un potente strumento software (SUNSON-TOOL) che integra algoritmi di intelligenza artificiale.
Nei prossimi quattro anni, il team SUNSON si propone di sviluppare un prototipo dieci volte più compatto rispetto ai sistemi convenzionali di energia solare a concentrazione (CSP). Questo obiettivo sarà raggiunto grazie all'integrazione di materiali a cambiamento di fase che immagazzinano energia sotto forma di calore a temperature superiori a 1.200 °C. A queste temperature, il calore diventa incandescente. Pertanto, il sistema incorpora convertitori fotovoltaici (PV) che trasformano direttamente l'incandescenza in elettricità. La tecnologia sarà validata presso la Plataforma Solar de Almería (PSA-CIEMAT), un centro di ricerca all'avanguardia per la tecnologia CSP, che faciliterà la futura fase di sviluppo e commercializzazione.
sistemi di accumulo energetico pluripremiati
Grazie ai finanziamenti ottenuti dall'Unione Europea, iniziati circa sei anni fa nell'ambito del progetto europeo Amadeus, il gruppo di ricercatori guidato da Alejandro Datas è riuscito a sviluppare un primo prototipo di sistema di accumulo di energia su scala di laboratorio.
“Recentemente abbiamo ricevuto finanziamenti per altri due progetti, Thermobat e SunSon, che ci permetteranno di utilizzare la tecnologia in due applicazioni specifiche: l'accumulo di energia elettrica e l'accumulo diretto di energia solare concentrata. Questo finanziamento ci consentirà di sviluppare due prototipi preindustriali con una maggiore capacità di accumulo, un passaggio intermedio fondamentale per raggiungere la fase industriale e immettere la tecnologia sul mercato”, spiega Datas.
Nello specifico, la tecnologia alla base dei progetti Thermobat e SUNSON è stata riconosciuta come la migliore invenzione europea agli Innovation Radar Awards, assegnati nel novembre 2022 dalla Commissione europea, nella categoria Kickstarter. Questi premi riconoscono le innovazioni più promettenti in Europa, nate da progetti di ricerca e innovazione finanziati dall'Unione europea.
