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impaginato corretto fullone_Layout 1 13/10/15 12.09 Pagina 42 Dipartimento di Ingegneria, ICT e Tecnologie per l’Energia e i Trasporti Brevetti Titolo Titolo Convertitore solare termoionico. Convertitore solare termoionico. Rif. CNR 10268 Rif. CNR 10268 Titolare(i): CNR Istituto: INSEAN Inventore di riferimento: Massimo Adriani Territori di vigenza: IT, EP, US Data di priorità: 25/02/2011 Abstract Abstract L’invenzione si riferisce ad un dispositivo per la generazione di energia elettrica da fonte solare a L’invenzione si riferisce ad un dispositivo per la generazione di energia elettrica da fonte solare a concentrazione e cogenerazione di acqua calda a bassa temperatura, in impianti per utenze singole o concentrazione e cogenerazione di acqua calda a bassa temperatura, in impianti per utenze singole o impianti di produzione in schiere lineari. Il dispositivo – essenzialmente un tubo a vuoto – è progettato impianti di produzione in schiere lineari. Il dispositivo – essenzialmente un tubo a vuoto – è progettato per lavorare alla più alta temperatura sopportata dai materiali refrattari conduttivi e consente di per lavorare alla più alta temperatura sopportata dai materiali refrattari conduttivi e consente di sfruttare l'intero salto termico di un ciclo termodinamico apicale fino alla temperatura più bassa sfruttare l'intero salto termico di un ciclo termodinamico apicale fino alla temperatura più bassa disponibile al sistema di raffreddamento. Ciò permette di ottenere rendimenti di conversione elettrica disponibile al sistema di raffreddamento. Ciò permette di ottenere rendimenti di conversione elettrica particolarmente elevati (stimati dell'ordine del 45%) ed un recupero di cogenerazione nell'ordine del particolarmente elevati (stimati dell'ordine del 45%) ed un recupero di cogenerazione nell'ordine del 15%; si ottiene così un rendimento dell'impianto stimato del 60%, occupando, a parità di potenza 15%; si ottiene così un rendimento dell'impianto stimato del 60%, occupando, a parità di potenza prodotta, una superficie pari alla metà di quella occupata dagli impianti attuali. prodotta, una superficie pari alla metà di quella occupata dagli impianti attuali. Background Background Gli attuali convertitori termoionici mostrano bassi rendimenti soprattutto a causa delle perdite di calore Gli attualiconvertitoritermoionici mostrano bassirendimentisoprattutto acausa delle perditedi calore dovute alle altissime temperature di funzionamento. Il dispositivo oggetto del brevetto risolve questo dovute alle altissime temperature di funzionamento. Il dispositivo oggetto del brevetto risolve questo problema utilizzando opportuni accorgimenti per contenere le fughe termiche, sia interne che esterne. Ciò problema utilizzando opportuni accorgimenti per contenere le fughe termiche, sia interne che esterne. Ciò permette di innalzare le temperature di funzionamento e il ΔT ai massimi livelli sopportati dai materiali permette di innalzare le temperature di funzionamento e il T ai massimi livelli sopportati dai materiali refrattari e di aumentare, quindi, il rendimento. refrattari e di aumentare, quindi, il rendimento. Tecnologia Tecnologia Il sistema è composto da moduli lineari che comprendono uno specchio piano-parabolico che concentra Il sistema è composto da moduli lineari che comprendono uno specchio piano parabolico che concentra la radiazione solare su un catodo. Il catodo è posto al centro di un tubo a vuoto sospeso alle estremità, la radiazione solare su un catodo. Il catodo è posto al centro di un tubo a vuoto sospeso alle estremità, con schermi interni disposti sulle pareti, e gli anodi sono raffreddati da tubazioni interne. con schermi interni disposti sulle pareti, e gli anodi sono raffreddati da tubazioni interne. Si ipotizza un modulo di conversione della potenza di 1 kW della lunghezza di 1 m, con apertura degli Si ipotizza un modulo di conversione della potenza di 1 kW della lunghezza di 1 m, con apertura degli specchi di circa 2,5 m con coefficiente di concentrazione dell'ordine di 100-200. specchi di circa 2,5 m con coefficiente di concentrazione dell'ordine di 100 200. Vantaggi e Applicazioni Vantaggi e Applicazioni Installando 6 moduli da 1 kW si può realizzare un impianto di produzione per utenze singole domestiche con Installando 6 moduli da 1 kW si può realizzare un impianto di produzione per utenze singole domestiche con un ingombro di 15 mq (contro i 42 mq necessari con l'attuale fotovoltaico commerciale) ed una potenza un ingombro di 15 mq (contro i 42 mq necessari con l'attuale fotovoltaico commerciale) ed una potenza termica di cogenerazione di 1,5 kW ad 80°; è ovviamente possibile realizzare impianti di produzione termica di cogenerazione di 1,5 kW ad 80°; è ovviamente possibile realizzare impianti di produzione installando più file di moduli collegati. installando più file di moduli collegati. Stadio di Sviluppo Stadio di sviluppo Per il dispositivo oggetto del brevetto, non è ancora disponibile un prototipo. Per il dispositivo oggetto del brevetto, non è ancora disponibile un prototipo. 42