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Il solare termodinamico a concentrazioneLa nuova frontiera dei sali fusi

Concentrated Solar Power (CSP)The new frontier of molten salts

2016 Edition

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Sommario

Introduzione .................................................................................Introduction .................................................................................

La tecnologia del solare a concentrazione a sali fusi con specchi parabolici lineari .......................................................................... CSP parabolic trough molten salt technology ............................

Impianti termodinamici a sali fusi ed olio a confronto .....................Comparison between CSP molten salts and oil plants ...................

La tecnologia dei tubi ricevitori di ASE ......................................ASE solar receiver tubes technology ..........................................

Caratteristiche del tubo ricevitore ASE ........................................Features of ASE receiver tube ...................................................

Portafoglio prodotti ASE ...............................................................ASE Product portfolio ..................................................................

HCEMS: Tubo ricevitore solare per SALI FUSI ............................. HCEMS: MOLTEN SALT Solar Receiver Tube ............................

HCEOI PLUS: Tubo ricevitore solare per OLIO ............................HCEOI PLUS: OIL Solar Receiver Tube ........................................

HCESHS: Tubo ricevitore solare per VAPORE SURRISCALDATOHCESHS: OVERHEATED STEAM Solar Receiver Tube ...............

Impianto solare sperimentale ASE ...............................................ASE Solar Demo plant ...................................................................

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Summary

Licenza ENEALicensed by ENEA

Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile.Italian National Agency for New Technologies, Energy and Sustainable Economic Development.

ASE è socio di:ASE is a member of:

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IntroduzioneIntroductionLe tematiche ambientali assumono un ruolo determinante per il nostro futuro. In-fatti, come emerso anche nel COP 21 di Parigi sul tema dei cambiamenti climati-ci, è necessario che gli Stati adottino con urgenza politiche energetiche differenti rispetto al passato, implementando modelli di sviluppo economico sostenibile in modo da garantire alle generazioni future almeno le attuali condizioni ambientali del Pianeta. Ogni evoluzione tecnologica nella produzione di energia da fon-ti rinnovabili e nell’efficienza energetica verso soluzioni che riducano l’impatto sull’ambiente, hanno perciò fondamentale importanza.Molto si sta facendo anche in Italia, dove operano imprese industriali e centri di ricerca, come ENEA, che hanno creato una vera filiera tutta italiana nel campo dell’energia solare termodinamica.Archimede Solar Energy (ASE), una società del Gruppo Angelantoni Industrie, è tra i leader mondiali nella produzione di tubi ricevitori per centrali solari termodi-namiche a collettori parabolici lineari o con riflettori Fresnel.I ricevitori solari sviluppati e prodotti da ASE, su licenza ENEA, sono progettati per operare fino a 550°C con diversi tipi di fluido termovettore, impiegati per il funzionamento delle grandi centrali solari termodinamiche: dalle centrali tradi-zionali ad olio diatermico, a quelle più innovative che utilizzano sali fusi o vapore surriscaldato (DSG - Direct Steam Generation).ASE ha acquisito una indiscussa e riconosciuta leadership internazionale nella produzione di tubi ricevitori ad alta temperatura (impiego di sali fusi).

Environmental issues continue to remain determinant for our future. In fact as underlined also during COP 21 in Paris on the climatic change , it is necessary that the Nations adopt urgently different energetic politics compared to the past, improving models of sustainable economic development in order to ensure that the future generations have at least a Planet with the same environmental con-ditions of today.Any technological evolution in the production of energy from the renewable sources and in the energetic efficiency towards solutions reducing the impact on the environment have therefore fundamental importance.Italy has taken a leading role in this field. Industrial firms and research centres, such as ENEA, have created a fully integrated Italian supply chain in the solar thermodynamic energy sector. Archimede Solar Energy (ASE), a subsidiary of Angelantoni Industrie Group, is a world leader in the production of solar recei-ver tubes for thermodynamic solar plants with parabolic troughs or with Fresnel reflectors.Solar receivers tubes developed and produced by ASE, under ENEA’s license, are designed to operate up to 550° C with different types of heat transfer fluid used for the big solar thermodynamic plants; both for the traditional diathermic oil plants and for the more innovative plants using molten salts or overheated steam ( DSG - Direct Steam Generation).ASE achieved an absolute and well known international leadership in the produc-tion of high temperature receiver tubes (molten salts).

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La tecnologia del solare a concentrazione a sali fusi con specchi parabolici linearei | CSP parabolic trough molten salt technology

La tecnologia del solare a concentrazione a sali fusi con specchi parabolici lineariLa tecnologia del solare termodinamico permette di convertire la radiazione solare in energia termica attraverso un concentratore parabolico lineare co-stituito da superfici riflettenti che seguono il moto apparente del sole, in grado di focalizzare i raggi solari su di un tubo ricevitore posto nella sua linea focale (analogamente avviene con riflettori lineari Fresnel).Una peculiare caratteristica di questa tecnologia, che la distingue e la rende vantaggiosa rispetto agli altri sistemi di produzione da fonti rinnovabili, è la possibilità di modulare l’erogazione di ener-gia elettrica (dispacciabilità) in base alle esigenze dell’utenza.Infatti, per consentire una distribuzione di energia continuativa o a richiesta, con questa tecnologia è possibile accumulare in serbatoi di stoccaggio l’e-nergia termica prodotta; la centrale è così in grado di funzionare anche in mancanza di luce diretta, con cielo nuvoloso e nelle ore notturne. L’energia termica raccolta è trasformata in energia elettrica mediante turbogeneratori a ciclo Rankine.Perciò a differenza del solare fotovoltaico, come pure dell’energia eolica, il solare termodinamico può produrre energia elettrica in modo continuo

e programmabile utilizzando l’accumulo termico.E’ possibile inoltre recuperare i cascami di calore per produrre, ad esempio, acqua dolce dal mare o energia frigorifera (solar cooling).In generale nel tubo ricevitore scorre un fluido termovettore di varia natura, in grado di raggiun-ge temperature di alcune centinaia di gradi. Nelle centrali attualmente in esercizio si impiegano oli minerali o sintetici con temperature di esercizio fino a 400°C o anche acqua pressurizzata; ma la più recente ed evoluta tecnologia utilizza una mi-scela costituita da nitrati di sodio e di potassio (sali fusi), non inquinante, economica e disponibile in grandi quantità in grado di raggiungere la tempe-ratura di 550 °C.La scelta di utilizzare sali fusi per trasportare ed immagazzinare il calore, invece dell’olio, consente di lavorare a temperature più alte, di migliorare il rendimento in turbina e semplificare la configura-zione dell’impianto.Inoltre i sali non sono inquinanti né infiammabili come l’olio ad alta temperatura.

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La tecnologia del solare a concentrazione a sali fusi con specchi parabolici linearei | CSP parabolic trough molten salt technology

CSP parabolic troughmolten salt technologyCSP technology makes it possible to convert solar radiation into thermal energy through linear para-bolic troughs made of reflecting surfaces following the apparent sun motion and designed to concen-trate the sun rays on a receiver tube located in its focal point (the same principle is used for the Fre-snel linear reflectors).A specific and distinguishing feature of this techno-logy, which makes it advantageous compared to other renewable energy systems, is the possibility to modulate the distribution of the electric energy (dispatchability), according to the users’ needs.In fact In order to permit a continuous and on de-mand energy distribution, with CSP technology it is possible to accumulate the thermal energy into storage tanks.The solar plant can therefore operate even when the direct light is missing, with cloudy sky and du-ring the night.The thermal energy thus collected will be transfor-med into electric energy thanks to Rankine cycle turbo-generators.Therefore differently from the solar photovoltaic technology and the wind energy, the thermodyna-mic solar plants can produce electric energy con-

stantly and plan the production using the thermal storage.It is also possible to recover the heat to produce, for example, desalinated water from the sea or co-oling energy (solar cooling).Generally speaking different heat transfer fluids flow inside the receiver tubes, capable to reach some hundreds degrees.The solar plants currently in operation use mineral or synthetic oils reaching up to 400° C temperatu-res or even pressurized water.The most recent and advanced technology uses a mixture of sodium and potassium nitrates (molten salts) non-polluting, economic, available in large quantities that can reach 550°C temperature.The choice to use molten salts for the heat tran-sport and storage, instead of the oil, makes it pos-sible to work at higher temperatures, to improve the performance in the turbine and to simplify the plant configuration.Unlike the salts are both non-polluting and not flammable like the oil at high temperature.

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Impianti termodinamici a sali fusi ed olio a confrontoComparison between CSP molten salts and oil plants

Impianti termodinamici a sali fusi ed olio a confronto | Comparison between CSP molten salts and oil plants

Le centrali a collettori parabolici lineari attualmen-te in esercizio impiegano come fluido termovettore oli minerali o sintetici che non possono raggiun-gere temperature superiori ai 400ºC. Oltre tale temperatura infatti gli oli si degradano, limitando l’efficienza del ciclo a vapore. I sali fusi (solitamen-te utilizzati nell’accumulo termico degli impianti ad olio) se impiegati anche come fluido termovettore del campo solare superano la soglia critica impo-sta dall’olio, consentendo di raggiungere 550ºC.Ne consegue non solo una ottimizzazione dell’im-pianto ma anche una riduzione dei costi.In particolare:1. Alta efficienza di conversione termodinamica

(42%-43%) grazie all’utilizzo di vapore ad alta temperatura (535°C).

2. La riduzione di 2/3 del volume dei serbatoi di accumulo mediante lo sfruttamento dell’intero intervallo di utilizzo dei sali fusi (fino a 550°C) consentendo una risparmio di circa il 30% del costo del sistema di accumulo.

3. Eliminazione dello scambiatore di calore tra il campo solare e il sistema di accumulo termico poiché il fluido in circolazione nel campo solare è lo stesso del sistema di accumulo.

Currently operating parabolic trough plants use mineral or synthetic oils as heat transfer fluid that cannot reach temperatures over 400°C.At such temperature in fact oils degrade reducing the steam cycle efficiency.Molten salts (currently used in the thermal storage of the oil plants) if used as heat transfer fluid in the solar field exceed the critical limit set by the oil, allowing to reach 550°C.As a consequence we obtain not only to optimize the plant but also a cost reduction.Particularly:1. Higher efficiency in the thermodynamic conver-

sion (42% - 43%) thanks to higher temperature steam (535°C).

2. The 2/3 reduction of the storage tanks volume by exploiting the entire operating range of the molten salts (up to 550°C) allowing to save at least 30% of the cost of the storage system.

3. Elimination of the heat exchanger between the solar field and the thermal storage system be-cause the fluid circulating in the solar field is the same used for the thermal storage.

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La tecnologia dei tubi ricevitori di ASE | ASE solar receiver tube technology

La tecnologia dei tubi ricevitori ASEASE solar receiver tube technologyI ricevitori solari sviluppati e prodotti da Archimede Solar Energy, hanno un coating (prodotto su licen-za ENEA) stabile fino a 580°C e possono utilizzare diversi tipi di fluido: sali fusi, olio diatermico, acqua pressurizzata, vapore saturo o surriscaldato (direct steam generation).Gli elevati standard qualitativi utilizzati per la realiz-zazione dei ricevitori garantiscono le più alte per-formance ottiche, termiche e di stabilità nel tempo per un esercizio efficiente ed affidabile dell’impian-to solare nei suoi anni di vita.Con una capacità attuale di 75.000 tubi per una potenza equivalente di 150MWe/anno, realizza-ti in uno stabilimento produttivo all’avanguardia e dotato dei più moderni ed avanzati standard di automazione, ASE conferma la sua leadership tecnologica mondiale con un prodotto interamente Made in Italy.Forte dell’esperienza acquisita nella realizzazio-ne e gestione del proprio demo plant, ASE offre anche consulenza e servizi di ingegneria ai propri clienti per la realizzazione di centrali solari termo-dinamiche a collettori parabolici lineari che utiliz-zano sali fusi come fluido termovettore.

Nuovo stabilimento produttivodi Massa Martana:• Inaugurazione: 14 Settembre 2011• Capacità produttiva: 75.000 ricevitori/anno, equivalente a 150 MWe/anno (con possibilità di raddoppio)• Più di 30.000 m2 di cui 12.000 coperti• Processo produttivo innovativo e totalmente automatizzato

Massa Martana new manufacturing plant:• Opening Ceremony: September 14th 2011• Full capacity: 75.000 receivers per year, equivalent to 150 MWe/year (with possibility to double)• Plant area: More than 30.000 sqm, 12.000 sqm covered• Innovative and fully automated manufacturing process

ASE new headquarter was selected at 2012 Venice International Architecture Biennial Exhibition as one of the 20 best sustainable buildings in Italy.Design by Paolo Verducci + Studio Maryfil Perugia - www.maryfil.it

Solar receivers tubes developed and produced by Archimede Solar Energy, under ENEA’s license, have a coating stable up to 580° C and can use different types of heat transfer fluid: molten salts, diathermic oil, pressurized water, saturated or overheated steam (direct steam generation).High quality standards used to manufacture so-lar receivers ensure the highest optical and ther-mal performances, as well as stability over time, allowing the maximum efficiency of the operating plant. With the current tubes production capacity of 75.000 tubes, equivalent to 150 MWe per year, manufactured in the most modern production fa-cility and equipped with the most updated stan-dards, ASE confirms its technological worldwide leadership offering an entirely Made in Italy pro-duct.Thanks to the experience achieved during the con-struction and management of their demo plant, ASE offer also consultancy and engineering ser-vices to their customers for the construction of solar thermodynamic plants with parabolic troughs using molten salts as heat transfer fluid.

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La tecnologia dei tubi ricevitori di ASE | ASE solar receiver tube technology

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Caratteristiche del tubo ricevitore ASE | Features of ASE receiver tube

Giunzionevetro-metalloGlass tometal seal

Getter BarioBarium getter

Tubo di acciaio inoxcon coating spettralmente selettivoStainless steelabsorber tubewith spectrallyselective coating

Tubo di vetrocon coatinganti-riflesso (AR)Glass jacket withAnti-Reflective (AR)coating

Not EvaporableGetter (NEG)

Caratteristiche del tubo ricevitore ASE

I ricevitori solari ASE sono caratterizzati da un’ele-vata tecnologia realizzativa che assembla materiali eterogenei, quali vetro, acciaio e CERMET (rivesti-mento nano composito spettralmente selettivo).Il CERMET e la tecnologia dell’alto vuoto, massi-mizzano l’assorbimento della radiazione solare e minimizzano l’emissività, garantendo un elevato fattore di conversione dell’energia solare in ener-gia termica.Il ricevitore è composto da un tubo interno, nel quale scorre il fluido termovettore, realizzato in acciaio inox austenitico e resistente alla possibi-le corrosione data dai diversi tipi di fluido utilizzati nell’impianto termodinamico.La superficie esterna del tubo di acciaio è rivestita da un sottile film multistrato (CERMET) avente uno spessore complessivo di poche centinaia di nano-metri, fabbricato su licenza ENEA.Il CERMET è composto da uno strato superiore con alto potere anti-riflettente nei confronti della radiazione visibile, da uno strato intermedio ad ele-vato coefficiente di assorbimento della radiazione solare e da uno strato inferiore di materiale metal-lico in grado di riflettere la radiazione infrarossa. Per realizzare una cavità in alto vuoto che eviti le

dispersioni termiche convettive, il tubo di acciaio è incapsulato in un tubo esterno in vetro borosilica-to dotato di uno speciale rivestimento antiriflesso (licenza CIEMAT). Completa la tecnologia dell’in-volucro protettivo in vetro un trattamento idrofo-bizzante della superficie esterna in grado di incre-mentare la resistenza del rivestimento antiriflesso agli agenti atmosferici. All’estremità del ricevitore vengono installati due soffietti metallici che hanno la funzione di compensare le differenti dilatazio-ni termiche del vetro e dell’acciaio, permettendo il funzionamento ottimale del ricevitore una volta installato sul collettore solare. Ogni soffietto è sal-dato su un lato al tubo di acciaio e sull’altro lato alla camicia di vetro tramite un’innovativa e robusta giunzione vetro-metallo (brevetto ASE).Una serie di getters, infine, posti nell’intercapedine esistente tra tubo interno di acciaio e tubo ester-no di vetro, consente un funzionamento sicuro ed efficiente del ricevitore per tutta la sua vita attesa.I getters assorbono eventuali gas generati da pro-cessi di desorbimento dalle superfici metallica e vetrata e/o di emissione da parte del particolare fluido termovettore scelto (come ad esempio l’i-drogeno in caso di olio diatermico).

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Intercapedinein vuotoVacuum annulus

Codettada vuotoPump nipple

Identificativodel tubo ricevitore(numero seriale)Serial numberidentification

SoffiettocompensatoreThermal expansion bellowNot Evaporable

Getter (NEG)

Caratteristiche del tubo ricevitore ASE | Features of ASE receiver tube

Features of ASE receiver tube

completed by the hydrophobic treatment of the external glass surface, increasing the resistance of the anti-reflective coating to atmospheric agents. At the edges of the receivers, two metal bellows are suitably installed to compensate the different thermal expansions between the glass and the ste-el, ensuring the best operation of the receiver once located on the solar collector. Every bellow is wel-ded on one side to the steel tube and on the other side to the glass jacket through an innovative and strong glass- metal joint (ASE patent). Finally some getters, placed in the space located between the internal steel tube and the external glass tube, allow a safe and efficient operation for the who-le expected receiver life. The getters absorbe the residual gases generated by desorbed processes from the metal and glass surfaces and/or emitted by the some heat transfer fluids (as for instance the hydrogen when using diathermic oil).

ASE solar receivers are characterized by a very high technology combining various materials, such as glass, steel and CERMET (spectrally selective nano-composite coating). CERMET and high va-cuum technology maximize the absorption of solar radiation while minimizing the emissivity, ensuring a very high conversion factor of the solar energy into thermal energy. The solar receiver consists of an inner tube, in which the heat transfer fluid flows, made of austenitic stainless steel and resistant to the possible corrosion, caused by the different types of the used fluid. The external surface of the steel tube is coated with a multilayers thin film, (CERMET) manufactured on ENEA licence, having a total thickness of a few nanometers. CERMET consists of a superior layer with a high absorption coefficient of the visible solar radiation, by an in-termediate layer with elevated absorption coef-ficient of the solar radiation and by a lower layer of metallic material capable of reflecting infrared radiation. In order to make a high vacuum cavity avoiding convective heat losses, the steel tube is enclosed in an external tube, made of borosi-licate glass equipped with anti- reflective coating (CIEMAT licence). The protective glass jacket is

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Portafoglio prodotti ASE | ASE product portfolio

Portafoglio prodotti ASEASE product portfolio

I tubi ricevitori ASE massimizzano l’assorbimento della radiazione solare e minimizzano le perdite termiche, raggiungendo temperature fino a 550°C attraverso un processo di rivestimento spettralmente selettivo. Fin dal 2008 i ricevitori sono qualificati da laboratori ester-ni (ENEA, DLR, CENER, CIEMAT) e sul campo per mezzo di cicli di prova su differenti concentratori parabolici.

HCEMS: Tubo ricevitore solare per SALI FUSI Primo ricevitore al mondo che opera fino a 550 °C usando sali fusi come fluido termovettore.

HCEOI PLUS: Tubo ricevitore solare per OLIOUna ineguagliabile efficienza termica per impianti solari a concentra-zione a media temperatura (fino a 400°C) che utilizzano olio diater-mico (ma anche acqua pressurizzata o vapore saturo).

HCESHS: Tubo ricevitore solare per VAPORE SURRISCALDATOUnico ricevitore al mondo che opera fino a 550°C ad una pressione di 100 bar per vapore super saturo.

ASE è certificata ISO 9001 fin dal 2011.I tubi ricevitori risultato conformi a tutti i requisiti della direttiva 97/23/EC PED (Pressure Equipment Directive).ASE adotta un rigoroso controllo qualità del processo produttivo:• Analisi spettrofotometrica per la misura dell’assorbanza e dell’emissività• Test qualità di ossidazione del collare metallico• Prove di durata del soffietto• Prove di durata della giunzione vetro-metallo• Controllo qualità delle saldature• Test di tenuta della sigillatura vetro-metallo (leak detector a Elio)• Controllo della fase di deposizione dell’anti riflesso e misura della

trasmittanza della camicia di vetro attraverso spettrofotometria.• Test di tenuta del ricevitore assemblato (leak detector a Elio sul

100% della produzione)• Controllo di qualità nella fase di degassaggio (livello di vuoto e

verifica di attivazione dei getters).

ASE receiver tubes optimize the solar radiation absorption and redu-ce the thermal losses, reaching temperatures up to 550°C through a spectrally selective coating process. Since 2008 the receivers are qualified by external laboratories (ENEA, DLR, CENER, CIEMAT) and on field by means of test cycles on different parabolic troughs.

HCEMS: MOLTEN SALTS solar receiver tubeFIRST worldwide receiver operating up to 550°C using Molten Salts as thermo fluid.

HCEOI PLUS: OIL solar receiver tubeAn incomparable thermal efficiency specifically for medium tempe-rature (up to 400°C) solar plants using diathermic Oil (as well as pres-surized water or saturated steam).

HCESHS: OVERHEATED STEAM solar receiver tubeUnique worldwide receiver operating up to 550°C at 100 bar pressu-re for superheated steam.

ASE is qualified according to ISO 9001 standard since 2011.The receiver tubes result in conformity with any requirement establi-shed by the PED (Pressure Equipment Directive) 97/23/EC.ASE production process quality control is very rigorous• Spectrophotometric Analysis for measuring emissivity and absorbance• Metal collar Oxidation quality test• Bellows durability tests• Glass-metal sealing durability tests• Metal welding quality test• Leak test for glass-metal sealing (Helium leak detector)• Control of the deposition phase of the antiflective, Checking of the

glass jacket transmittance through spectrophotometric measuring• Leak test of the assembled receiver (Helium leak detector on 100%

of the production)• Degassing quality control (vacuum level and getters activation con-

trol).

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Dimensions Material

Dimensions

Material Trasmittanceof solar radiationwith anti-reflectivecoating (%)1,2

Solar absorbance1

Thermal emissivity1

Heat Transfer Fluid

Max operatingconditionThermal losses 1,3

Vacuum enclosurepressure

Expected lifetime Aperture length(Labs/LHCE,nom)

Dimensioni Materiale

Dimensioni

Materiale Trasmittanzadella radiazionesolare con coating anti-riflesso (%)1,2

Assorbanza solare1

Emissività termica1

Fluido termo-vettore

Max. condizioneoperativaPerdita termica 1,3

Pressione nell’annulusVita attesa Lunghezza attiva di assorbimento(Labs/LHSE,nom)

HCEMS: Tubo ricevitore solare per SALI FUSI | HCEMS: MOLTEN SALT solar receiver tube

HCEMS: Tubo ricevitore solare per SALI FUSIHCEMS: MOLTEN SALT solar receiver tube

Lunghezza 4060 mm (a temperatura ambiente), diametro esterno 70 mm, spessore 3 mmAISI 321

Lunghezza 3900 mm, diametroesterno 125 mm, spessore 3 mm

Vetro Borosilicato≥ 96.9% secondostandard ASTM [0.3…2.5 µm]

≥ 95.0% secondo standard ASTM [0.3…2.5 µm]

≤ 7.4% @ 400°C; ≤ 10.3% @ 550°C

Miscela binaria di sali fusiNaNo3 e KNO3< 27 bar alla massimatemperatura operativa di 550°C≤ 260W/m at 400°C; ≤750 W/m at 550°C (in assenza di schermi di copertura dei soffietti)1.0 x 10-4 mbar> 25 anni96.1% per ogni temperatura del fluido termovettore

4060 mm length(at ambient temperature),70 mm OD, 3 mm thicknessAISI 321

3900 mm length, 125 mm OD, 3 mm thickness

Borosilicate glass≥ 96.9% accordingto ASTM standard [0.3…2.5 µm]

≥ 95.0% according to ASTMstandard [0.3…2.5 µm]

≤ 7.4% @ 400°C; ≤ 10.3% @ 550°C

NaNO3 and KNO3 binary mixture molten salt< 27 bar at 550°C maximum operating temperature ≤ 260 W/m at 400°C; ≤ 750 W/m at 550°C (without any shield on the bellows)

1.0 x 10-4 mbar

> 25 years96.1% at any HTF temperature

Caratteristiche del tubo in acciaio Steel tube features

Caratteristiche del tubo di vetro Glass tube features

Caratteristiche funzionali Functional features

Caratteristiche foto-termiche del coatingspettralmente selettivo

Photo-thermal features of spectrallyselective coating

1 Valore medio relative al lotto di riferimento l 2 Misurato nella zona dotata di rivestimento AR3 Valori misurati in accordo alla procedura sviluppata dal DLR (attrezzatura ThermoRec)

1 Average value for a reference lot l 2 Measured on the AR coated area3 Measured according to DLR procedure (ThermoRec equipment)

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Dimensions

Material

Dimensions

MaterialTrasmittance of solar radiation with anti-reflecti-ve coating (%)1,2

Solar absorbance1

Thermal emissivity1

HeatTransfer FluidMax operatingconditionThermal losses 1,3

Vacuum enclo-surepressure

Expected lifetimeAperture length(Labs/LHCE,nom)

Dimensioni

Materiale

Dimensioni

Materiale

Trasmittanzadella radiazionesolare con coating anti-riflesso (%)1,2

Assorbanza solare1

Emissività termica1

Fluidotermo-vettoreMax. condizioneoperativaPerdita termica 1,3

Pressione nell’annulusVita attesaLunghezza attiva di assor-bimento (Labs/LHSE,nom)

Lunghezza 4060 mm (a tem-peratura ambiente), diametro esterno 70 mm, spessore 2 mm

AISI 321

Lunghezza 3916 mm, diametro esterno 125 mm, spessore 3 mmVetro Borosilicato

≥ 96.9% secondostandard ASTM [0.3…2.5 µm]

≥ 96.1% secondo standard ASTM [0.3…2.5 µm]≤ 6% @ 400°C

Olio diatermico minerale o sintetico< 42 bar alla massima tem-peratura operativa di 400°C≤ 90 W/m at 300°C; 196 W/m at 400°C (in assenza di schermi di copertura dei soffietti)1.0 x 10-4 mbar

> 25 anni96.4% per ogni temperatura del fluido termovettore

4060 mm length(at ambient temperature),70 mm OD, 2 mm thickness

AISI 321

3916 mm length, 125 mm OD, 3 mm thicknessBorosilicate glass≥ 96.9% accordingto ASTM standard[0.3…2.5 µm]

≥ 96.1% according to ASTMstandard [0.3…2.5 µm]

≤ 6% @ 400°C

Mineral or synthetic diathermic oil< 42 bar at maximum opera-ting temperature of 400°C ≤ 90 W/m at 300°C; ≤ 196 W/m at 400°C (without any shield on the bellows)1.0 x 10-4 mbar

> 25 years96.4% at any HTF temperature

Caratteristiche del tubo in acciaio Steel tube features

Caratteristiche del tubo di vetro Glass tube features

Caratteristiche funzionali Functional features

Caratteristiche foto-termiche del coatingspettralmente selettivo

Photo-thermal features of spectrallyselective coating

1 Valore medio relative al lotto di riferimento l 2 Misurato nella zona dotata di rivestimento AR | 3 Valori misurati in accordo alla procedura sviluppata dal DLR (attrezzatura ThermoRec)

1 Average value for a reference lot l 2 Measured on the AR coated area | 3 Measured according to DLR procedure (ThermoRec equipment)

HCEOI PLUS: Tubo ricevitore solare per OLIO | HCEOI PLUS: OIL solar receiver tube

L’ultimo sviluppo della continua attività di ricerca e sviluppo di ASE ed ENEA ha dato vita ad un nuovo benchmark per i ricevitori a media temperatura:l’HCEOI PLUS, il tubo ricevitore più per-formante dell’attuale mercato, basato su un rivestimento ad alta efficienza specificamente progettato per l’utilizzo di olio. Le eccellenti caratteristiche del HCEOI PLUS si fondano sui seguenti pilastri:• Incremento dell’assorbimento solare

e dell’emissività termica• un nuovo soffietto per una più ampia

apertura effettiva• affidabilità del coating fino a 450°C• efficienza termica ineguagliabile• ulteriore aumento della trasmittanza

solare del vetro.

The latest development of the con-tinuous ASE and ENEA R&D activity created the new benchmark for me-dium temperature receivers: the HCE-OI PLUS, the most performing receiver tube based on high efficient coating specifically designed for OIL applica-tion. The excellent characteristics of the HCEOI PLUS are based on the fol-lowing pillars:• Enhanced solar absorptance and

thermal emittance• A new bellow design allowing a lar-

ger effective aperture• A demonstrated coating reliability up

to 450°C• An incomparable thermal efficiency• Further increase in glass solar tra-

smittance.

HCEOI PLUS: Tubo ricevitore solare per OLIOHCEOI PLUS: OIL solar receiver tube

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Dimensions

Material

Dimensions

Material

Trasmittanceof solar radiationwith anti-reflectivecoating (%)1,2

Solar absorbance1

Thermal emissivity1

Heat Transfer Fluid

Max operatingcondition

Thermal losses 1,3

Vacuum enclosurepressure

Expected lifetime Aperture length(Labs/LHCE,nom)

Dimensioni

Materiale

Dimensioni

Materiale

Trasmittanzadella radiazionesolare con coating anti-riflesso (%)1,2

Assorbanza solare1

Emissività termica1

Fluido termo-vettore

Max. condizioneoperativa

Perdita termica 1,3

Pressione nell’annulusVita attesa

Lunghezza attiva di assorbimento(Labs/LHSE,nom)

HCESHS: Tubo ricevitore solare per VAPORE SURRISCALDATOHCESHS: OVERHEATED STEAM Solar Receiver Tube

Lunghezza 4060 mm (a temperatura ambiente), diametro esterno 70 mm, spessore 5 mm

AISI 321

Lunghezza 3900 mm,diametro esterno 125 mm, spessore 3 mm

Vetro Borosilicato

≥ 96.9% secondostandard ASTM [0.3…2.5 µm]

≥ 95.0% secondo standard ASTM [0.3…2.5 µm]

≤ 7.4% @ 400°C; ≤ 10.3% @ 550°C

Vapore surriscaldato

< 103 bar alla massima temperatura opera-tiva di 550°C

≤ 260W/m at 400°C; ≤750 W/m at 550°C (in assenza di schermi di copertura dei soffietti)

< 1.0 x 10-4 mbar

> 25 anni

96.1% per ogni temperatura del fluido termovettore

4060 mm length(at ambient temperature),70 mm OD, 5 mm thickness

AISI 321

3900 mm length, 125 mm OD, 3 mm thickness

Borosilicate glass

≥ 96.9% accordingto ASTM standard [0.3…2.5 µm]

≥ 95.0% according to ASTMstandard [0.3…2.5 µm]

≤ 7.4% @ 400°C; ≤ 10.3% @ 550°C

Overheated steam

< 103 bar at maximum operating tempe-rature of 550°C

≤ 260 W/m at 400°C; ≤ 750 W/m at 550°C (without any shield on the bellows)

<1.0 x 10-4 mbar

> 25 years96.1% at any HTF temperature

Caratteristiche del tubo in acciaio Steel tube features

Caratteristiche del tubo di vetro Glass tube features

Caratteristiche funzionali Functional features

Caratteristiche foto-termiche del coatingspettralmente selettivo

Photo-thermal features of spectrallyselective coating

1 In accordo alla massima condizione operativa di pressione e temperatura l 2 l2Valore medio relative al lotto di riferimento | 3 Misurato nella zona dotata di rivestimento AR | 3 Valori misurati in accordo alla procedura sviluppata dal DLR (attrezzatura ThermoRec)

1 According to maximum pressure and temperature operating condition l 2 Average value for a reference lot l 3Measured on the AR coated area | 4 Measured according to DLR procedure (ThermoRec equipment)

HCESHS: Tubo ricevitore solare per VAPORE SURRISCALDATO | HCESHS: OVERHEATED STEAM Solar Receiver Tube

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Impianto solare sperimentale ASE | ASE solar demo plant

Impianto solare sperimentale ASE

Tecnologia: collettori parabolici lineari con sali fusi come unico fluido termovettore (campo solaree serbatoi) DNI: 1550 kWh/m2/aPotenza termica nominale: 2 MWtTipologia impianto: sperimentaleEntrata in esercizio: luglio 2013

Numero di collettori solari:6 (da 100 m cadauno) - Superficie specchiante 3600 m2 - lunghezza 600 mFluido termovettore: Miscela binaria di sali fusiTubi ricevitori: 144 Archimede HCEMSTemperatura nominale di uscita: 550° CCapacità accumulo: 50 tonnellate di Sali - 19.500 MWht (5 ore)

Sviluppo: Archimede Solar EnergyEPC: Chiyoda Corporation con supervisione ENEAProprietà: Archimede Solar Energy

Area complessiva: 3 EttariTipologia terreno: Area industrialeLocalità: Massa Martana (Perugia) - Italia

Il demo plant di Archimede Solar Energy, inaugu-rato nel 2013, è il più innovativo impianto solare a concentrazione esistente al mondo dotato di ac-cumulo termico e generatore di vapore. Situato a fianco dello stabilimento produttivo ASE di Massa Martana (Perugia), rappresenta il primo impianto acollettori parabolici lineari a sali fusi non integrato con altri impianti a combustibili fossili (stand alo-ne).Il Demo plant ASE non è solamente uno strumento fondamentale per la sperimentazione e la dimo-strazione dei miglioramenti e innovazioni che ASE implementa sui propri prodotti; esso è anche un elemento essenziale per la ricerca mirata allo svi-luppo delle nuove tecnologie degli impianti CSP.Realizzato con tecnologia italiana e componenti prodotti esclusivamente in Italia, è la vetrina nazio-nale ed internazionale del solare termodinamico a sali fusi.

Caratteristiche

Attori

Sito

Configurazioneimpianto

ASE sta anche realizzando impianti sperimentali similari per clienti di altri Paesi interessati a testare e sviluppare la tecnologia a sali fusi con specchi parabolici.

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Impianto solare sperimentale ASE | ASE solar demo plant

ASE solar demo plant

Technology: parabolic troughs using molten salts as heat transfer fluid (solar field and storage)DNI: 1550 kWh/m2/yNominal thermal power: 2 MWtProject type: Demo PlantOpening: since July 2013

Nr. solar collector: 6 - (100 m/each) - 3600 m2 mirror surface - 600 m lenghtHeat transfer fluid: molten salts, binary mixtureReceiver tubes: 144 Archimede HCEMSSolar field outlet temperature: 550° CStorage: 50 molten salt tons - 19.500 MWht (5hours)

Developer: Archimede Solar EnergyEPC: Chiyoda Corporation with ENEA conceptOwner: Archimede Solar Energy

Area: 3 HectaresSite ecology: Industrial areaLocation: Massa Martana (Perugia) - Italia

The Archimede Solar Energy’s demo plant, inaugu-rated in 2013, is the most innovative existing solar plant in the world with thermal storage and steam generator.Located near the ASE’s factory in Massa Martana (Perugia), it is the first CSP molten salt parabolic troughs plant not integrated with other fossil fuel plants (stand alone).The ASE demo plant is not only a fundamental tool to test and demonstrate the improvements and in-novations that ASE implements on their products; it is also an essential element of research to deve-lop new technologies about CSP plants.Made with Italian technology and components, produced exclusively in Italy, it is the national and international showcase of CSP molten salt plant.

Background

ASE solar demo plant with steam generator ASE solar demo plant without steam generator

Plant configuration

Participants

LandASE is also realizing similar experimental plants for foreign customers interested in testing and deve-loping molten salts parabolic troughs technology.

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La storia ci insegna che la tecnologia del solare a con-centrazione nacque in Sicilia oltre 2000 anni fa.Archimede difese la città di Siracusa dall’attacco del Console romano Marcello (212 A.C.) con gli specchi ustori.

Archimede Solar Energy srlLocalità Flaminia Vetus 8806056 Massa Martana (Pg) ItalyPh. + 39 075 895491 Fax + 39 075 895480

www.archimedesolarenergy.it

Materiale fotografi co per concessione:“Centrale Archimede Priolo Gargallo Siracusa

(Guido Fuà Agenzia Eikona per Enel ©)”“Ecosesto spa (gruppo Falk Renewables)”

“Demo plant e stabilimento ASE”

History teaches us that Concentrated Solar Power (CSP) started in Sicily more than 2000 years ago.Archimede defended the town of Siracusa from the ag-gression of Marcello roman Consul (212 B.C.) with the burning mirrors.

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