Questi impianti solari utilizzano migliaia di specchi (eliostati) che seguono la posizione del sole e ne concentrano la luce su un ricevitore posto in cima alla torre. Qui si generano temperature molto elevate, che vengono poi convertite in elettricità. Nonostante siano diventati la tecnologia dominante a livello mondiale, le loro prestazioni dipendono ancora da operazioni sul campo estremamente complesse, con migliaia di eliostati, ricevitori e sistemi di accumulo che devono funzionare in perfetta sincronia. Pertanto, la digitalizzazione di questi sistemi è fondamentale per massimizzarne l'efficienza, ridurre i costi e accelerarne la diffusione.
“Con il ritmo di crescita dei nuovi impianti a torre in tutto il mondo, l'Europa deve ora colmare questo divario di digitalizzazione per mantenere la sua leadership e ridurre i costi al di sotto degli obiettivi fissati nel Piano strategico per le tecnologie energetiche (SET Plan) dell'UE”, afferma Joerg Widmer, responsabile del progetto e direttore della ricerca presso IMDEA Networks. Aggiunge: “SUN-DT sta portando la tecnologia degli impianti solari a concentrazione (CSP) a torre in un'era completamente digitale. Combinando la calibrazione basata sull'intelligenza artificiale, la manutenzione predittiva e l'ottimizzazione in tempo reale, consentiamo agli impianti di operare in modo più efficiente e affidabile che mai. Questo progetto rafforza la leadership tecnologica dell'Europa nel settore delle energie rinnovabili”.
IMDEA Networks è all'avanguardia nello sviluppo del livello di comunicazione wireless 5G che consentirà la caratterizzazione e la calibrazione degli eliostati. Il suo contributo è fondamentale per la diffusione su larga scala di questo strumento: fornisce collegamenti affidabili e ad alta capacità su tutto il campo solare, garantisce una raccolta dati robusta e permette cicli di feedback in tempo reale.
“Apportiamo una profonda esperienza nel rilevamento wireless e nell'architettura di rete, nonché infrastrutture di livello di testbed come il laboratorio NEXTONIC, che ci consentono di prototipare e validare i componenti di comunicazione in condizioni realistiche”, spiega Widmer. Strumenti digitali Il progetto svilupperà quattro strumenti digitali interoperabili – HELIOSTATACC, SUN-DTWIN, D-OPT e PREDOM – che consentiranno miglioramenti misurabili nelle prestazioni degli impianti solari a concentrazione (CSP). Queste tecnologie automatizzano la calibrazione del campo solare, creano un gemello digitale per il processo decisionale in tempo reale, ottimizzano la distribuzione dell'energia (ovvero la fornitura di energia alla rete in un dato momento) e consentono la manutenzione predittiva.
L'obiettivo è dimostrare:
• Maggiore efficienza del campo solare e riduzione delle perdite ottiche.
• Riduzione dei costi e dei tempi di inattività grazie alla manutenzione predittiva.
• Ottimizzazione della distribuzione dell'energia, facilitando la partecipazione delle fonti di energia solare a concentrazione (CSP) ai servizi ausiliari alla rete.
• Costi di generazione da fonti rinnovabili più competitivi, in linea con gli obiettivi del Piano SET europeo.
Tutti questi strumenti saranno integrati in una piattaforma unificata SUN-DT, che verrà testata e validata presso due impianti sperimentali e due centrali solari a concentrazione (CSP) commerciali: Khi Solar One in Sudafrica e Cerro Dominador in Cile. Queste centrali sono gestite da due partner del consorzio e leader mondiali nel settore dell'energia solare, rispettivamente COX e ACCIONA, e rappresentano diverse configurazioni di torri CSP. "Ad esempio, un sistema di calibrazione e caratterizzazione degli eliostati rileverà automaticamente qualsiasi disallineamento in tempo reale e raccomanderà azioni correttive. Invece di programmare interi cicli di manutenzione, gli operatori regoleranno solo gli specchi che effettivamente necessitano di intervento. Ciò migliora direttamente l'efficienza ottica e consente di risparmiare numerose ore di lavoro sul campo", conclude Widmer.
