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CENTRO STUDI GALILEO

 

COSA NE PENSA DELL'ENERGIA SOLARE NEL SETTORE DELLE APPLICAZIONI NELLA REFRIGERAZIONE?

L'energia solare e' presa in considerazione da diversi anni come fonte d'energia in grado di far funzionare degli impianti frigoriferi.

Occorre sapere quali siano la potenza e la temperatura della fonte calda di cui si potra' disporre in un impianto frigorifero ad assorbimento.

L'energia solare arriva sul nostro pianeta sia direttamente, quando non vi sono nuvole, sia in modo diffuso quando il cielo e' nuvoloso. Come raccogliere quest'energia?

Se in un paese vi sono poche giornate nuvolose durante l'anno, affinche' si abbia a disposizione per la maggior parte del tempo un irradiamento solare diretto, occorre avere uno specchio mobile in grado di seguire il movimento del sole.

Nei Pirenei, il Professor Trombe aveva ottenuto con un impianto molto complicato delle temperature dell'ordine di 3000C in grado di fondere i metalli senza la presenza di scorie. Si tratta di un "forno solare". E' anche possibile realizzare una centrale elettrica solare ma il costo della corrente non e' competitivo. Per questo motivo la produzione d'elettricita' e' stata sospesa.

Ho citato questi esempi per evidenziare che vi e' la possibilita' di ottenere delle temperature molto alte con questi impianti, che sono ancora, sfortunatamente, molto costosi.

Quando e' necessario assorbire energia solare diretta o diffusa si utilizzano degli impianti piu' semplici. Si tratta di dispositivi d'assorbimento piani o cilindrici fissi che permettono di ottenere temperature molto basse, 80C circa. Con questa temperatura alla fonte calda, il rendimento pratico di un impianto di produzione di energia meccanica come un motore sarebbe di qualche percentuale.

Un impianto a compressione solare avrebbe un'efficienza molto bassa. Al contrario, se si adotta un impianto ad assorbimento, il rendimento non sarebbe buono ma sarebbe possibile disporre di una certa produzione di freddo. Questo tipo di procedimento e' utilizzato in un certo numero di paesi tropicali per conservare le medicine e i vaccini.

In questo caso si tratta di refrigeratori di piccole dimensioni che hanno una potenza di qualche decina di Watt. Sarebbe difficile generalizzare questo genere di procedimento per gli impianti di grande potenza, per esempio l'immagazzinamento frigorifero che conosciamo nei nostri paesi, salvo che non si possano avere a disposizione delle superfici molto vaste di assorbimento, cosa che sarebbe molto onerosa.

Si potrebbero, per, fare degli sforzi per munire i paesi caldi, sprovvisti di energia petrolifera o che sono isolati, al fine di realizzare degli impianti frigoriferi destinati alla conservazione della produzione alimentare locale importante sul piano dietetico, come la frutta, il latte, la carne o la verdura, ecc.

Questo fatto suppone che si mettano a punto dei dispositivi di assorbimento solare i piu' efficaci possibili e degli impianti ad assorbimento da utilizzare in questo caso specifico.

Dato che il mercato e' consistente, perche' non si fanno queste cose?

A mio avviso, per diverse ragioni: la prima ragione e' che gli industriali vedono male l'importanza di questo mercato, vi sono inoltre problemi di tipo finanziario e politico molto seri.

Oltre agli impianti ad assorbimento con dispositivi termici di assorbimento solare, e' necessario segnalare la possibilita' di realizzare degli impianti a compressione associati a cellule al selenio in grado di fornire energia elettrica. Il rendimento in questo caso non e' molto elevato poiche' i dispositivi di assorbimento sono piani. Questi impianti sono costosi a causa della superficie dei dispositivi da installare. Per concludere, vi sono delle possibilita' ma esse sono assai limitate.

 

VANTAGGI ED APPLICAZIONI DELL'ASSORBIMENTO

L'assorbimento, che ha visto la luce a meta' del XIX secolo, si e' sviluppato parallelamente alla compressione, in competizione con quest'ultima.

Dobbiamo ricordarci che nel 1877 il primo trasporto di carne congelata a bordo del battello "Paraguay" e' stato realizzato da Ferdinand Carr, con un impianto ad assorbimento acqua/ammoniaca. E' a causa dello sviluppo della produzione di energia elettrica e dell'affidabilita' del motore elettrico che, dall'inizio del XX secolo, l'impianto a compressione ha dominato su quello ad assorbimento, che era utilizzato solo per applicazioni molto particolari, quali i refrigeratori silenziosi degli hotel o gli impianti frigoriferi che era possibile far funzionare con una quantita' ridotta di petrolio nei campeggi.

Dopo la crisi energetica, sono state sviluppate nuove applicazioni nel settore dell'assorbimento.

Dal punto di vista puramente teorico, il rendimento di un impianto ad assorbimento e' in sostanza equivalente a quello di un impianto a compressione a condizione che il rendimento della macchina motrice che fa funzionare il compressore funzioni con un combustibile e che la temperatura delle fonti calde e fredde e dell'ambiente sia la stessa. Dal punto di vista pratico, gli impianti ad assorbimento hanno un certo numero di vantaggi: sono silenziosi, possono funzionare con una temperatura della fonte calda poco elevata.

Inoltre, le applicazioni dell'impianto ad assorbimento sono state sviluppate per i casi in cui si verificava una dispersione di calore termicamente svalutato, molto caldo, come nel caso di alcune industrie.

Un altro esempio e' il condizionamento del mercato dei fiori a Rurgis che e' assicurato da un impianto ad assorbimento riscaldato da acqua sotto pressione a 130C fornita dalla combustione degli imballaggi a perdere.

Un'altra applicazione possibile e' il condizionamento degli autoveicoli ma si sono fatte esperienze che hanno dato pochi risultati.

I gas di scarico del motore di un autoveicolo vadano da 500 a 600C.

La potenza termica sarebbe sufficiente a far funzionare un impianto ad assorbimento senza dover prelevare potenza meccanica, in questo caso si parla d'impianto che funziona "gratuitamente".

In pratica, sarebbe necessario trasformare un certo numero di elementi costitutivi del veicolo affinche' si possa installare un insieme ad assorbimento. Bisognerebbe, in particolare, munire il tubo di scarico di uno scambiatore di calore che diventerebbe la fonte calda dell'impianto perche' nei veicoli di oggi i tubi di scappamento sono troppo vicini al suolo. Si dovrebbe pensare ad una soluzione nuova.

Bisogna prendere in considerazione altre limitazioni quali la sicurezza in caso d'incidente se il frigorigeno e' rappresentato dall'ammoniaca. In conclusione, vi sono delle applicazioni degli impianti ad assorbimento ma la loro realizzazione dipende dalla quantita' di calore e dalle temperature disponibili. Allora, perche' gli impianti ad assorbimento non conoscono un maggiore sviluppo?

Una delle spiegazioni potrebbe essere che i compressori frigoriferi sono fabbricati dall'industria meccanica mentre gli impianti ad assorbimento presuppongono la presenza di prodotti in rame. Inoltre, un costruttore di compressori che trasforma la sua fabbrica per produrre macchine ad assorbimento non e' ben visto.