Nel grande mosaico della transizione ecologica, ogni tessera ha un ruolo cruciale. Spesso l’attenzione si concentra sulle tecnologie più note, come i pannelli fotovoltaici o le pale eoliche. Esiste, però, un’altra soluzione, tanto affascinante quanto strategica, che merita un posto di primo piano nel nostro immaginario energetico ovverosia l’eliostato, un vero e proprio girasole tecnologico capace di catturare la luce del sole e trasformarla in una risorsa continua, stabile e programmabile.
Cos’è esattamente un eliostato? Quali sono le sue reali potenzialità nell’ottica di un’economia circolare e decarbonizzata? Quanto è diffusa oggi questa tecnologia nel mondo? Scopriamolo insieme, analizzando come questi “cacciatori di sole” stiano già contribuendo a disegnare un futuro energetico più resiliente e sostenibile.
Che cos’è un eliostato? Molto più di un semplice specchio
Immaginiamo un grande specchio, montato su una struttura meccanica in grado di muoversi su due assi e controllato da un computer che conosce, istante per istante, la posizione del sole nel cielo. Lo scopo non è semplicemente riflettere la luce, ma farlo con una precisione chirurgica: inseguire il sole durante il suo arco diurno e dirigere i suoi raggi verso un unico, piccolo punto fisso che può trovarsi anche a centinaia di metri di distanza. Questo è, in sostanza, un eliostato.
Il suo nome deriva dal greco helios (sole) e statos (stazionario), perché fa apparire il sole “stazionario” dal punto di vista del bersaglio. A differenza di un pannello fotovoltaico che converte direttamente la luce in elettricità, l’eliostato è un concentratore: il suo compito è raccogliere e focalizzare l’energia solare sotto forma di calore.
Generalmente, centinaia o migliaia di eliostati vengono disposti in un vasto campo (chiamato campo solare) e lavorano in sincrono per concentrare un’immensa quantità di energia solare su un unico ricevitore posto solitamente in cima a una torre. È qui che nasce la magia della tecnologia CSP (Concentrated Solar Power) o solare a concentrazione.
Il cuore pulsante del solare a concentrazione: energia solare anche di notte
Il vero potenziale degli eliostati si manifesta quando vengono integrati in un impianto solare termodinamico a torre. Il ricevitore, bombardato dalla luce riflessa da migliaia di specchi, raggiunge temperature elevatissime. Questo calore viene utilizzato per riscaldare un fluido termovettore, molto spesso una miscela di sali fusi.
È qui che si trova il vantaggio competitivo più straordinario di questa tecnologia, un elemento chiave per l’economia circolare e la stabilità della rete elettrica: l’accumulo termico. I sali fusi, infatti, non solo trasferiscono il calore per generare vapore e muovere una turbina (producendo elettricità come in una centrale tradizionale), ma possono essere immagazzinati in grandi serbatoi coibentati, conservando l’energia termica per ore.
Questo significa che un impianto CSP può continuare a produrre elettricità anche dopo il tramonto, durante i picchi di domanda serale o persino in una giornata nuvolosa, garantendo una fornitura di energia rinnovabile stabile, programmabile e dispacciabile. Risolve, di fatto, il tallone d’Achille delle rinnovabili intermittenti come il fotovoltaico e l’eolico, rendendo la rete più robusta e meno dipendente da fonti fossili per la stabilizzazione.
Diffusione e prospettive: a che punto siamo?
Sebbene il fotovoltaico abbia fatto registrare una riduzione più rapida dei costi, la tecnologia CSP basata su eliostati sta vivendo una fase di rinnovato interesse proprio per la sua capacità di accumulo. I maggiori impianti si trovano in regioni con alta insolazione diretta:
- Cile: un esempio lampante di questa potenzialità è l’impianto di Cerro Dominador, nel deserto di Atacama. Inaugurato nel 2021, combina una centrale fotovoltaica con un imponente impianto a torre da 110 MW, dotato di oltre 10.000 eliostati e capace di fornire 17,5 ore di accumulo energetico. Tutto ciò vuol dire consentire all’apparato di operare 24 ore su 24, 7 giorni su 7, fornendo energia pulita e continua a migliaia di famiglie e industrie;
- Spagna: paese pioniere della tecnologia, ospita numerosi impianti come Gemasolar, famoso per essere stato il primo al mondo a garantire produzione per 24 ore consecutive;
- Stati Uniti: l’impianto di Ivanpah, nel deserto del Mojave, è uno dei più grandi della Terra e ha oltre 10 anni;
- Marocco: il complesso di Noor Ouarzazate è un progetto faraonico che integra diverse tecnologie CSP, inclusa una torre con eliostati, ed è un pilastro della strategia energetica del paese;
- Emirati Arabi Uniti: questo paese sta investendo massicciamente su questa tecnologia con progetti come il Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park, a Dubai, che include la torre solare più alta del mondo;
- Cina: anche in Cina gli investimenti sono imponenti. Come raccontato da Presa Diretta qualche mese fa, lungo l’antica Via della Seta, in un suggestivo connubio tra storia e futuro, sorge l’esempio emblematico dell’impianto solare di Dunhuang. Questa cattedrale tecnologica nel deserto è composta da un campo di 12.000 eliostati che, muovendosi in sincronia con il sole, concentrano l’energia solare su una torre centrale termoassorbente per produrre energia pulita. L’impatto ambientale positivo è notevole: l’impianto consente un risparmio annuo di 210.000 tonnellate di CO2, offrendo una dimostrazione tangibile di come l’innovazione possa riscrivere il futuro energetico anche nei luoghi più remoti.
E in Italia? Nel nostro Paese sono presenti tecnologie solari a concentrazione come, a Priolo Gargallo (SR), la centrale Archimede, un progetto innovativo di ENEA e Enel che, pur di dimensioni più contenute (5 MW), è stato il primo al mondo ad utilizzare sali fusi come fluido termovettore direttamente nel ricevitore e ad integrare un impianto a ciclo combinato a gas con un campo solare.
Nessuna tecnologia è a impatto zero: le sfide ambientali degli eliostati
In un’analisi onesta e trasparente, fondamentale per un approccio realmente circolare, è doveroso riconoscere che anche una tecnologia promettente come quella degli eliostati presenta delle sfide ambientali. Il primo e più evidente punto da affrontare è l’elevato consumo di suolo. Un campo solare a torre richiede vaste estensioni di terreno pianeggiante e con alta insolazione diretta e quindi potrebbe entrare in contrasto con l’agricoltura o, più spesso, con ecosistemi desertici delicati. L’installazione di migliaia di specchi e infrastrutture associate può frammentare gli habitat e alterare il paesaggio in modo significativo.
Un’altra criticità, particolarmente sentita dato che spesso gli impianti sorgono in aree aride, è il consumo di acqua necessaria non solo per il ciclo termodinamico di generazione elettrica (sebbene i sistemi a raffreddamento ad aria possano mitigare questo aspetto), ma soprattutto per la pulizia periodica degli specchi. La polvere e la sabbia riducono drasticamente la riflettività e mantenere efficienti migliaia di eliostati richiede un lavaggio costante. Sebbene si stiano sviluppando robot di pulizia a secco e, in generale, da anni vengano studiate soluzioni innovative, alcuni impianti attuali si affidano ancora a metodi ad alta intensità idrica.
Infine, gli impianti a concentrazione solare (CSP), in particolare quelli a torre, possono avere un impatto diretto e documentato sulla fauna selvatica, specialmente sugli uccelli. Il fenomeno si verifica perché queste strutture possono attrarre un gran numero di insetti volanti che, a loro volta, attirano uccelli insettivori. Il pericolo mortale sorge quando gli uccelli attraversano le zone di “flusso solare” ad alta intensità, create dalla luce solare concentrata da migliaia di specchi (eliostati) verso il ricevitore centrale della torre. In queste aree, la radiazione può superare i limiti di sicurezza per gli uccelli (stimati tra 4 e 50 kW/m²), causando ustioni fatali o l’incenerimento, quasi istantaneo, degli animali in volo. Tale effetto è stato ampiamente studiato e documentato nell’impianto di Ivanpah, nel deserto del Mojave (California). Una meta-analisi ha evidenziato che gli impianti CSP hanno un tasso di mortalità aviaria per megawatt all’anno 5,6 volte superiore rispetto agli impianti fotovoltaici (PV). Nel primo anno di attività di Ivanpah, ad esempio, quasi la metà (47,4%) dei decessi di uccelli è stata attribuita a bruciature da flusso solare.
Questo fenomeno ha spinto la ricerca a sviluppare strategie di mitigazione, come l’utilizzo di suoni o luci deterrenti per allontanare gli animali dalle zone più pericolose. Affrontare queste sfide è un passo imprescindibile per garantire che il solare a concentrazione sia una soluzione sostenibile a 360 gradi.
Gli eliostati e gli impianti fotovoltaici non sono in competizione
Un aspetto va chiarito: l’eliostato non è in competizione diretta con il fotovoltaico, ma, al contrario, è un suo alleato strategico. Se il fotovoltaico è la fanteria leggera della transizione energetica, diffusa e capillare, il solare a concentrazione con eliostati è la cavalleria “pesante” poiché potente, strategica e capace di intervenire quando serve stabilità e continuità.
Con la loro danza silenziosa e precisa sotto il sole, gli eliostati ci ricordano che le soluzioni per un futuro sostenibile e circolare sono già pronte per essere dispiegate su larga scala. Basta solo guardare nella giusta direzione.
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