L'utilizzazione dell'energia solare termica per processi industriali che necessitano di calore presenta un grande potenziale. Il 57% del calore necessario per tutti i processi industriali è a temperature inferiori i 400°C, mentre il 30% è a temperature inferiori i 100”C.

Nel settore dell'industria agroalimentare il 60% del calore utilizzato è a temperature inferiori i 250°C. L'utilizzo del calore solare per tali processi può permettere una considerevole riduzione dei consumi di combustibili fossili (Vannoni et al., 2008).

L'energia solare termica nell'industria alimentare può essere utilizzata per molti processi di trasformazione dei prodotti agricoli tra questi: la pastorizzazione e la sterilizzazione di latte, succhi di frutta e conserve, la produzione di formaggi, la produzione di marmellate, l'essiccazione di frutta e ortaggi ed il lavaggio dei macchinari.

Gli impianti solari termici funzionano normalmente utilizzando acqua o vapore come fluidi per trasferire il calore assorbito dai pannelli o collettori verso i depositi e/o gli impianti che lo necessitano, in casi particolari anche oli o aria vengono utilizzati come mezzi per il trasporto del calore.

I pannelli solari termici possono essere di diverse tipologie: piani, sottovuoto e a concentrazione. Quelli piani rappresentano l'investimento più modesto e possono essere utilizzati efficientemente fino a temperature di esercizio di 90°C. Per processi che richiedono temperature di esercizio più alte è conveniente l'utilizzo dei collettori sottovuoto o di collettori a concentrazione che permettono di ottenere le migliori prestazioni alle temperature più elevate (Kalogirou, 2003).

Uno dei livelli di applicazione più semplici, ed al momento economicamente più vantaggiosi, è quello di utilizzare il sistema solare per preriscaldare il fluido e di utilizzare una caldaia a combustibile per portare la temperatura al livello di esercizio, che è determinato dal tipo di processo e impianto di trasformazione. La caldaia compenserà le naturali fluttuazioni di intensità della radiazione solare, garantendo sempre l'operatività dell'impianto di trasformazione. In tal modo l'energia solare contribuisce solo in parte ai fabbisogni energetici del processo ma permette, con un investimento relativamente basso, di risparmiare considerevolmente in combustibili fossili.

Qualora si volesse garantire all'impianto l'indipendenza dalle fluttuazioni della radiazione solare senza il ricorso a fonti energetiche convenzionali, bisogna predisporre un sistema di accumulo del calore. In tal caso aumentano i costi dell'investimento e si riduce la competitività economica del solare rispetto alle fonti energetiche convenzionali.

Salvatore Grigoli

Bibliografia

• Vannoni, C., Battisti, R., and Drigo, S. (2008). Potential for solar heat in industrial processes. IEA-SHC Task 33/IV, CIEMAT, Madrid.
• Kalogirou, S. (2003). The potential of solar industrial process heat applications. Applied Energy, 76(4):337 – 361.