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Come sfruttare al massimo l’energia solare con il fotovoltaico

Come sfruttare al massimo l’energia solare con il fotovoltaico

Il progetto del Mohammed Bin Rashid a Dubai, il parco solare più grande del mondo, dotato delle più innovative tecnologie: inseguitori solari, torri solari, collettori parabolici lineari, FV bifacciale, sistemi di tracciamento solare

Arrivare al 2050 con zero emissioni di carbonio è una sfida globale. Generalmente si tende a guardare quello che accade nei territori a noi vicini, quelli in cui abitiamo. In Europa, ad esempio, la strategia che si sta portando avanti è quella della Renovation Wave.
 
Ma cosa accade nel resto del mondo? Qual è l'approccio di nazioni lontane dai nostri confini?

In questo approfondimento trattiamo un caso che può essere considerato un vero e proprio world record. E quando si parla di primati globali, automaticamente non si può fare a meno di pensare al Medio Oriente ed in particolare alla nazione degli Emirati Arabi.
 
Gli Emirati nel 2015 hanno aderito all’Agenda 2030 delle Nazioni Unite, impegnandosi a perseguire e raggiungere i 17 obiettivi di sostenibilità in essa inclusi, tra cui quello di ridurre i consumi energetici della nazione del 40% (rispetto alle proiezioni attuali) e di produrre il 44% di energia da fonti rinnovabili entro il 2050.
 
Per rispettare tale impegno gli Emirati Arabi Uniti (UAE) hanno lanciato la loro strategia per l'azzeramento delle emissioni nette entro il 2050. Tra tutte le iniziative avviate è meritevole di nota quella della città di Dubai.
 
L’ambizioso obiettivo di Dubai è quello di arrivare al 2050 con la produzione del 100% del fabbisogno di energia elettrica della città da fonti rinnovabili.
 
Così la Dubai Electricity and Water Authority (DEWA) si è cimentata in uno dei più ampi progetti di energia pulita e rinnovabile al mondo: il parco solare Mohammed bin Rashid Al Maktoum, il più grande parco solare estensivo del mondo.
 
Il parco si estende su una superficie di circa 44 kmq, nel deserto di Saih Al-Dahal. È proprio la disponibilità di ampie aree desertiche che permette lo sfruttamento dell’energia solare in modo estensivo: esposizione alla luce solare che arriva quasi a dieci ore al giorno e quasi totale assenza di nuvolosità.
 
Un progetto come il Mohammed bin Rashid Al Maktoum solar park non può che invogliare il settore privato, come investitori e sviluppatori, a farne parte. Questo è stato possibile grazie ai quadri normativi di Dubai. Il progetto è infatti finanziato secondo il modello PPA (Power Purchase Agreement), dove soggetti privati investono nella realizzazione e gestione (per 25 o 35 anni) degli impianti di produzione di energia che viene poi venduta all’ente pubblico locale.
 
Attraverso la promozione del partenariato pubblico - privato la DEWA ha attratto investimenti per circa 40 miliardi di Dirham (ca. undici miliardi di euro), cosa che ha reso ad oggi Dubai un riferimento globale per i prezzi dell’energia.

Le fasi del progetto

Il progetto è suddiviso in cinque fasi.
 
La prima fase è entrata in funzione nel 2013 e sono stati installati pannelli solari fotovoltaici da 13 MW che utilizzano moduli a film sottile CdTe (tellururo di cadmio). La prima fase contribuisce a una riduzione annuale di circa 15.000 tonnellate di emissioni di carbonio.
 
La seconda fase è stata avviata nel 2017, sono stati installati 2,3 milioni di pannelli solari fotovoltaici da 200 MW su un'area di 4,5 Kmq. La seconda fase del parco solare fornisce energia pulita a circa 50.000 residenze nell'Emirato, riducendo di 214.000 tonnellate le emissioni di carbonio all'anno.
 
La terza fase è stata inaugurata nel 2020, con pannelli da 800 MW, che hanno una struttura unica nel suo genere in tutta la regione del Medio Oriente e del Nord Africa.
 
Sono pannelli dotati di inseguitori solari monoassiali che aumentano la generazione di energia del sistema fotovoltaico inclinando i pannelli perpendicolarmente ai raggi solari. Inoltre, in una zona desertica, la sabbia può essere un problema serio per l’efficienza del sistema, per questo sono state introdotte delle tecnologie innovative. Si tratta di robot destinati alla pulizia dei pannelli fotovoltaici, per preservarne, ma anche aumentarne, l’efficienza.
 
La quarta fase, tuttora in corso, prevede la produzione di 950 MW e combina diverse tecnologie. 700 MW saranno generati da sistemi di solare termico (i cosiddetti CSP - Concentrating Solar-Thermal) e 250 MW da pannelli solari fotovoltaici.

L’investimento previsto per questa fase è di 15,78 miliardi di AED, e può essere definito il più grande progetto di investimento in un unico sito che combina CSP e tecnologia fotovoltaica.
 
Al suo completamento, il progetto avrà la più grande capacità di accumulo termico al mondo di 15 ore, consentendo la disponibilità di energia 24 ore su 24. La quarta fase fornirà energia pulita a circa 320.000 residenze e ridurrà di 1,6 milioni di tonnellate le emissioni di carbonio ogni anno.
 
Nel dettaglio i 700MW di CSP sono così ripartiti: 100 MW sono prodotti da una torre solare alta 262 metri (la più alta del mondo) e basata sulla tecnologia del molten salt storage system, ovvero capacità di immagazzinamento grazie all’ utilizzo di sale fuso.
 
l sale fuso, liquid salt is heated, viene riscaldato nella torre ad una temperatura di 500-1.000 °C. Esso si comporta come un vero e proprio fluido termovettore con capacità di accumulare energia. Il fluido una volta che ha raggiunto queste temperature viene trasferito in grossi serbatoi di immagazzinamento, dove grazie ad uno scambiatore di calore è possibile produrre energia quando è richiesta, anche di notte.
 
Gli altri 600 MW saranno generati da un complesso di collettori parabolici lineari (tre unità da 200 MW ciascuna). Si tratta di impianti formati da lunghe file di collettori riflettenti di forma parabolica. I collettori riflettono la luce del sole, concentrandola su un tubo ricevitore in vetro e acciaio, all'interno del quale scorre un fluido termovettore (olio minerale o sali fusi).
 
Per aumentare ancora la produzione di energia, nella quinta fase, avviata nel 2019, saranno utilizzate le più recenti tecnologie solari fotovoltaiche bifacciali dotati di single-axis trackers.
 
Il modulo fotovoltaico bifacciale è un particolare tipo di pannello che riesce a generare energia da entrambi i lati della cella fotovoltaica. L’utilizzo della robotica per la pulizia dei pannelli sarà completamente automatizzato.
 
Grazie al single-axis tracker, sistema di tracciamento solare motorizzato, a seconda del movimento del sole e della sua posizione durante il susseguirsi delle stagioni, i pannelli solari saranno regolati in pochi minuti in modo da poter ricevere la massima quantità di luce solare durante tutto il giorno.
 
La quinta fase fornirà energia pulita a oltre 270.000 residenze a Dubai e ridurrà di 1,18 milioni di tonnellate le emissioni di carbonio annue. Sarà commissionata in più sottofasi fino al 2023.

Fonte: www.edilportale.com