IT201700010806A1

IT201700010806A1 - Dispositivo, impianto e metodo ad alto livello di efficienza energetica per l_impiego di energia termica di origine solare

Info

Publication number: IT201700010806A1
Application number: IT102017000010806A
Authority: IT
Inventors: Mario Magaldi
Original assignee: Magaldi Power Spa
Priority date: 2017-02-01
Filing date: 2017-02-01
Publication date: 2018-08-01

Description

DISPOSITIVO, IMPIANTO E METODO AD ALTO LIVELLO DI EFFICIENZA ENERGETICA PER L’IMPIEGO DI ENERGIA TERMICA DI ORIGINE SOLARE

DESCRIZIONE

Campo tecnico dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di accumulo e trasferimento di energia termica di origine solare basato su un letto di particelle fluidizzabile direttamente irraggiato dalla radiazione solare concentrata.

L’invenzione attiene altresì ad un impianto di produzione di energia che include tale dispositivo e ad un relativo metodo.

Background

È noto raccogliere l’energia solare mediante eliostati che concentrano la radiazione su specchi riflettori. Questi ultimi, a loro volta, convogliano la radiazione su dispositivi di accumulo e scambio termico basati su letti particellari fluidizzati.

Su tali dispositivi di accumulo e scambio di energia termica di origine solare possono basarsi impianti per la produzione di energia termica/elettrica, i quali includono una o più unità a seconda della potenza termica che si vuole ottenere.

I dispositivi a letto fluidizzato di tecnica nota sono realizzati secondo due costruzioni principali.

In base ad una prima costruzione, descritta in WO2013/150347A1, la radiazione solare viene ricevuta sulle pareti di una cavità metallica del dispositivo. Tale cavità definisce parte dell’involucro del letto di particelle e si estende all’interno di quest’ultimo. Il letto di particelle fluidizzato sottrae alle pareti della cavità l’energia termica derivante dalla radiazione solare concentrata su di esse.

In presenza di elevati flussi radiativi incidenti, la costruzione appena descritta presenta l’inconveniente di esporre la superficie della cavità a temperature e gradienti termici elevati, con conseguenti criticità in termini di resistenza termomeccanica e durabilità derivanti dalla qualità della lega metallica impiegata. Per distribuire in modo uniforme i flussi termici a cui vengono esposte le pareti della cavità, il campo eliostati può essere organizzato in più sotto-sezioni disposte intorno al dispositivo. Tuttavia, tale configurazione richiede una maggiore occupazione di suolo per ciascuna unità di generazione solare rispetto ad un unico campo eliostati posizionato nella direzione di maggiore irraggiamento.

In una seconda costruzione nota, non è prevista la suddetta cavità e il letto di particelle del dispositivo di accumulo e scambio riceve la radiazione solare concentrata attraverso una finestra di materiale trasparente, tipicamente quarzo, ricavata sull’involucro del dispositivo medesimo.

Tuttavia, una criticità di tale seconda costruzione consiste nel fatto che deve essere evitato il contatto diretto della finestra trasparente con il solido fluidizzato, e ciò per limitare l’insorgenza, nel tempo, di fenomeni di sporcamento, deposizione di polveri e/o opacizzazione della superficie trasparente che ne riducono l’efficienza di ricezione, determinando, tra l’altro, un incremento di temperatura e l’instaurarsi di gradienti termici sulla finestra medesima.

Un ulteriore svantaggio relativo all’utilizzo di mezzi ricevitori del tipo appena descritto è relativo alla difficoltà di produrre finestre in quarzo di dimensioni adeguate alle esigenze di un impianto di dimensioni industriali.

Va inoltre evidenziato che i dispositivi noti possono presentare criticità in termini di manutenzione e di efficacia ed efficienza del processo di assorbimento e trasferimento termico.

In conseguenza di quanto sopra esposto, i dispositivi di accumulo e cessione di energia termica di origine solare noti nell’arte producono, in alcuni casi, una somma di inefficienze tali da non consentirne un uso industriale competitivo.

Sommario dell’invenzione

Il problema tecnico posto e risolto dalla presente invenzione è pertanto quello di fornire un dispositivo di accumulo e cessione di energia termica di origine solare che consenta di ovviare agli inconvenienti sopra menzionati con riferimento alla tecnica nota.

Tale problema viene risolto da un dispositivo secondo la rivendicazione 1.

L’invenzione fornisce altresì un impianto secondo la rivendicazione 28 ed un metodo secondo la rivendicazione 31.

Caratteristiche preferite della presente invenzione sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

L’invenzione fornisce un dispositivo di ricezione, accumulo e trasferimento di energia termica di origine solare basato su un letto di particelle fluidizzato. Quest’ultimo è irradiato, ossia colpito, in modo diretto dalla radiazione solare concentrata, senza interposizione di mezzi di ricezione quali ad esempio cavità o finestre trasparenti. In altre parole, il letto fluidizzato è direttamente in comunicazione con l’ambiente esterno mediante una apertura di irraggiamento ricavata in un involucro del dispositivo, preferibilmente in corrispondenza di una parte superiore dell’involucro medesimo ed ancora più preferibilmente in posizione laterale.

Pertanto, il dispositivo dell’invenzione, in uso, non prevede alcuna finestra trasparente, od altra struttura, interposta fra l’ambiente esterno / la radiazione solare incidente ed il letto di particelle.

Rispetto ai dispositivi di tecnica nota ad irraggiamento indiretto, il dispositivo dell’invenzione permette un trasferimento diretto della potenza radiativa incidente al solido fluidizzato senza interposizione di pareti o altre barriere e una limitazione delle perdite termiche attraverso l’apertura di irraggiamento. Ne consegue che la massima temperatura raggiungibile, limitata esclusivamente dalle proprietà del solido fluidizzato, è più alta di quella tollerabile nei sistemi noti ad irraggiamento indiretto, con un aumento sensibile del rendimento termico del dispositivo.

L’assenza di finestre, pareti di cavità od altre barriere contribuisce a conferire al dispositivo dell’invenzione robustezza e durabilità superiori.

Vantaggiosamente, il dispositivo è associato ad un sistema ottico, quest’ultimo comprendente in particolare eliostati primari e mezzi riflettenti secondari, ad esempio specchi. Tale sistema ottico concentra la radiazione solare sul dispositivo, attraverso l’apertura di irraggiamento, su una regione operativa del letto di particelle.

In una configurazione preferita, l’irraggiamento del dispositivo avviene dall’alto in direzione obliqua rispetto al suolo (o alla verticale) ed è ottenuto mediante un sistema ottico composto da un campo di eliostati posizionato nella direzione di maggior irraggiamento, associato ad un riflettore secondario posto in quota, il cui fuoco è corrispondente alla suddetta apertura di irraggiamento.

Il dispositivo dell’invenzione tipicamente comprende, o è associato a, elementi di scambio termico immersi nel letto granulare. Tali elementi possono includere fasci tubieri o pareti membranate, che sono preferibilmente attraversati da un fluido di esercizio almeno in fasi selezionate del funzionamento del dispositivo.

In una realizzazione preferita, gli elementi di scambio termico interni al letto di particelle sono agevolmente sostituibili senza la necessità di rimuovere le particelle del letto. La sostituzione degli elementi di scambio termico può rendersi necessaria per manutenzione o adeguamento degli stessi ad accogliere fluidi operatori di diversa natura (ad esempio CO2in stato supercritico).

Secondo un aspetto dell’invenzione, una regione operativa del letto di particelle direttamente irradiata dalla radiazione solare incidente può essere fluidizzata secondo uno specifico regime fluidodinamico, preferibilmente ottenuto mediante un sistema di fluidizzazione, in particolare un sistema di adduzione e/o distribuzione di un gas di fluidizzazione, tipicamente aria. Tale sistema è preferibilmente disposto alla base del letto di particelle.

Come detto sopra, la fluidizzazione può interessare una regione operativa del letto direttamente esposta alla radiazione incidente, oppure l’intero letto di particelle o ancora porzioni selezionate di esso.

La fluidizzazione dell’intero letto di particelle consente di omogeneizzare efficacemente la temperatura del letto medesimo, e ciò avviene rinnovando di continuo le particelle colpite dalla radiazione solare concentrata in corrispondenza della zona di irraggiamento con altre particelle delle zone a questa limitrofe, con una ricircolazione continua delle particelle del letto fra zone più interne e zone direttamente irradiate.

Quindi, grazie al regime fluidodinamico instaurato dal sistema di fluidizzazione viene permesso il ricambio delle particelle del letto in corrispondenza dell’apertura di irraggiamento, direttamente esposte alla radiazione solare, ed una cessione e distribuzione dell’energia termica alla restante parte del letto medesimo.

Vantaggiosamente, la fluidizzazione è associata a moti convettivi all’interno del letto che consentono lo spostamento delle particelle interessate dalla radiazione solare concentrata verso zone del letto adiacenti e ne richiamano di nuove in corrispondenza della zona irradiata.

Vantaggiosamente, i mezzi di adduzione e/o distribuzione del gas di fluidizzazione che compongono detto sistema di fluidizzazione possono essere ispezionabili dall’esterno del dispositivo, senza la necessità di rimuovere le particelle del letto, e, all’occorrenza, sottoposti ad attività di manutenzione/pulizia, operando appunto dall’esterno. In tal modo, per ispezionare o manutenere il dispositivo non è sempre necessario fermare l’esercizio dello stesso, attendere il raffreddamento delle particelle del letto (tipicamente nell’ordine di diverse tonnellate di materiale) e provvedere allo svuotamento del dispositivo, particolarmente quando i suddetti mezzi di adduzione/distribuzione sono posizionati alla base del letto.

L’aria di fluidizzazione emerge dal letto di particelle in una zona superiore interna ad un involucro del dispositivo e detta freeboard.

In una forma di realizzazione preferita, è previsto un sistema di ventilazione, od aspirazione, dedicato connesso all’ambiente interno del dispositivo preferibilmente in corrispondenza del suddetto freeboard. Tale sistema di ventilazione provvede ad aspirare in continuo l’aria di fluidizzazione emergente, preferibilmente determinando una (leggera) depressione rispetto all’ambiente esterno.

A valle di un eventuale stadio di depolverazione, tale aria può attraversare uno scambiatore di calore, tipicamente esterno al dispositivo, cedendo il proprio contenuto termico, ad esempio ad un altro fluido operatore. Tale contenuto termico diviene così utilizzabile per diversi scopi, come ad esempio per il processo di dissalazione dell’acqua in un impianto dedicato. Più preferibilmente, l’aria di fluidizzazione in uscita dal dispositivo può provvedere, mediante un apposito scambiatore, al preriscaldamento di aria ambiente poi immessa nel letto di particelle dal sopra citato sistema di fluidizzazione. In base ad una ulteriore variante, il sistema di ventilazione può determinare una reimmissione dell’aria aspirata dal freeboard direttamente nel letto di particelle, in particolare alla base di esso, ai fini della fluidizzazione del letto medesimo.

Per le caratteristiche termofluidodinamiche del letto, maggiore è la velocità delle particelle, in particolare come indotta dal flusso di aria di fluidizzazione, e maggiore è il coefficiente di scambio termico che si determina all’interno del letto medesimo. Per tale ragione e per evitare che polvere ed aria calda possano fuoriuscire dal dispositivo attraverso l’apertura di irraggiamento, una configurazione particolarmente preferita del dispositivo prevede una sinergia fra la posizione di tale apertura, la configurazione dell’involucro nella zona delimitante il freeboard e/o la pressione nel freeboard medesimo.

In base ad una configurazione preferita, l’apertura di irraggiamento è posizionata lateralmente sull’involucro del dispositivo, tipicamente in corrispondenza o prossimità della sommità di esso. In particolare, la posizione dell’apertura è laterale rispetto ad una direzione di fluidizzazione principale del letto di particelle e/o ad una direzione longitudinale di estensione di esso. Preferibilmente, la parte dell’involucro che delimita il freeboard, che è tipicamente una parete superiore dell’involucro medesimo, è configurata a spiovente, o a cappa, con un margine o parte inferiore in corrispondenza dell’apertura di irraggiamento. Vantaggiosamente, in corrispondenza o prossimità di un margine o parte superiore di detta configurazione a spiovente, è disposta una connessione al sistema di ventilazione che aspira l’aria di fluidizzazione emergente nel freeboard. In tal modo, la parte di involucro interessata lavora a guisa di cappa, favorendo il moto convettivo dell’aria calda di fluidizzazione in uscita dal letto di particelle verso la connessione al sistema di ventilazione, detta aria essendo preferibilmente richiamata dalla depressione indotta dall’azione aspirante di tale sistema. L’aria calda viene quindi allontanata dall’apertura di irraggiamento.

In una disposizione preferita, la scelta della posizione dell’apertura di irraggiamento è tale da limitare al minimo il fattore di vista della porzione di letto direttamente irradiata dalla radiazione solare concentrata. In particolare, preferibilmente nessuna porzione del letto di particelle è in diretta corrispondenza all’apertura di irraggiamento secondo la direzione verticale o longitudinale, ossia presenta fattore di vista unitario rispetto all’apertura medesima. Tale configurazione consente di limitare al minimo le perdite di calore per re-irraggiamento generato dalla porzione superficiale del letto di particelle e riduce altresì il rischio di fuoriuscita di aria e polveri.

In base ad una forma di realizzazione preferita, il sistema di ventilazione è configurato per aumentare la velocità di aspirazione all’aumentare della temperatura del letto di particelle. Questa automazione consente di mantenere una depressione costante o comunque controllata nella zona del freeboard.

In ogni caso, come detto sopra il sistema di ventilazione può determinare una pressione interna al dispositivo uguale o inferiore a quella dell’ambiente circostante per ridurre o eliminare la fuoriuscita di aria calda ed eventuali polveri verso l’ambiente esterno al dispositivo.

In caso di depressione della zona del freeboard rispetto all’ambiente esterno, aria esterna può entrare nel dispositivo attraverso l’apertura di irraggiamento. Tale ingresso di aria esterna può contrastare la fuoriuscita di aria di fluidizzazione e di polveri attraverso l’apertura medesima.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, in corrispondenza dell’apertura di irraggiamento può essere posizionato uno scambiatore di calore ausiliario, completamente o parzialmente esterno rispetto all’involucro. Tale scambiatore ausiliario può ricevere in modo diretto la radiazione solare concentrata, in particolare in corrispondenza di un fluido operatore che lo attraversa. Lo scambiatore ausiliario può essere indipendente dagli scambiatori immersi nel letto di particelle e rendere immediatamente disponibile il contenuto entalpico acquisito dalla radiazione solare per svariati scopi, ad esempio alimentare in continuo un impianto di dissalazione associato al dispositivo. In altre applicazioni, lo scambiatore ausiliario può essere connesso agli scambiatori interni al letto di particelle e provvedere a realizzare un preriscaldamento del relativo fluido operatore.

Lo scambiatore ausiliario può trovare alloggiamento all’interno di un mezzo di invito - ad esempio di forma tronco-conica svasata verso l’ambiente l’esterno -posizionato in corrispondenza dell’apertura di irraggiamento. Tale variante contribuisce al preriscaldo dell’aria ambiente che può entrare nel dispositivo attraverso l’apertura di irraggiamento.

Il dispositivo dell’invenzione può far parte di un impianto modulare per la produzione di energia termica da fonte solare.

Altri vantaggi, caratteristiche e le modalità di impiego della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo.

Descrizione breve delle figure

Verrà fatto riferimento ai disegni delle figure allegate, in cui:

� la Figura 1 mostra una schematica vista in sezione longitudinale di un dispositivo di accumulo e scambio di energia termica di origine solare secondo una prima forma di realizzazione preferita dell’invenzione, associato ad un sistema ottico di tipo cosiddetto “beam down”;

� la Figura 2 mostra una schematica rappresentazione ingrandita del dispositivo di Figura 1, in associazione con alcuni componenti di un impianto di scambio termico;

� la Figura 3 mostra un’altra schematica rappresentazione ingrandita del dispositivo di Figura 1, in associazione anche con alcuni componenti di un impianto di produzione di energia; e

� la Figura 4 mostra una schematica vista in sezione longitudinale di un dispositivo di accumulo e scambio di energia termica di origine solare secondo un’altra forma di realizzazione maggiormente preferita dell’invenzione, combinabile con i componenti di impianto e gli elementi delle figure precedenti.

Le dimensioni lineari e angolari mostrate nelle figure sopra introdotte vanno intese come puramente esemplificative e non sono necessariamente rappresentate in proporzione.

Descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite

A seguire verranno descritte varie forme di realizzazione e varianti dell’invenzione, e ciò con riferimento alle figure sopra introdotte.

Componenti analoghi sono denotati nelle diverse figure con il medesimo riferimento numerico.

Nella descrizione dettagliata che segue, forme di realizzazione e varianti ulteriori rispetto a forme di realizzazione e varianti già trattate nella descrizione medesima verranno illustrate limitatamente alle differenze con quanto già esposto.

Inoltre, le caratteristiche delle diverse forme di realizzazione e varianti descritte a seguire sono da intendersi come combinabili, ove compatibili.

Con riferimento alla Figura 1, un dispositivo di accumulo e scambio di energia termica di origine solare, o ricevitore, secondo una prima forma di realizzazione preferita dell’invenzione è complessivamente denotato con 1.

Il dispositivo 1 della presente forma di realizzazione è inteso essere inserito in un impianto di produzione di energia 500, eventualmente includente una pluralità di dispositivi come quello qui considerato.

L’impianto 500 può includere un sistema ottico configurato per concentrare una radiazione solare incidente sul o sui dispositivi 1. Ciascun dispositivo 1 può essere associato ad un proprio sistema ottico. Vantaggiosamente, tale sistema ottico presenta una configurazione “beam down”. In particolare, il sistema ottico può comprendere una pluralità di eliostati primari 501, o equivalenti elementi ottici primari, disposti al suolo ed idonei a raccogliere la radiazione solare per deviarla/concentrarla su uno o più specchi di riflessione secondari 502, o equivalenti elementi ottici secondari. Questi ultimi sono disposti in quota, superiormente al dispositivo o ai dispositivi 1 disposti al suolo, e convogliano appunto la radiazione solare sul o sui dispositivi medesimi. Nella Figura 1, un fuoco comune degli elementi ottici primari è denotato con F1 ed il fuoco dell’elemento ottico secondario rappresentato è denotato con F2.

Gli eliostati primari 501 possono essere organizzati in sottocampi, ad esempio disposti secondo i punti cardinali.

Come mostrato in maggiore dettaglio in Figura 2, il dispositivo 1 comprende innanzitutto un involucro di contenimento 2, che definisce un vano interno 20, quest’ultimo idoneo ad ospitare un letto di particelle fluidizzabile 3 di cui si dirà a breve. L’involucro 2 può presentare geometria poligonale, ad esempio cubica o parallelepipeda, o cilindrica. Nel presente esempio, l’involucro 2 presenta una parete superiore 21, un mantello laterale 23 ed una parete inferiore o base 24.

Rispetto alla geometria del dispositivo 1, possiamo definire una direzione longitudinale L, nel presente esempio verticale, ed una direzione trasversale T, ortogonale alla direzione longitudinale L e in questo esempio, quindi, orizzontale.

L’involucro 2 presenta una apertura di irraggiamento 10. I riflettori secondari 502 sopra citati concentrano la radiazione solare incidente proprio in ingresso a tale apertura 10, o in corrispondenza o prossimità di essa (fuoco F2), ed entro il vano 20.

L’apertura 10 pone in comunicazione diretta il vano interno 20, e quindi il letto di particelle 3 in esso alloggiato, con l’ambiente esterno. In particolare, l’apertura 10 è, in uso, priva di mezzi di chiusura o schermo quali ad esempio finestre trasparenti od altro. In altre parole, il dispositivo 1 è configurato per operare senza mezzi di chiusura o schermo. Durante periodi non operativi, l’apertura può essere richiusa mediante mezzi rimovibili a protezione del sistema e per eliminare o ridurre la dispersione di energia termica verso l’ambiente esterno.

Nel presente esempio, l’apertura 10 è mostrata come disposta in corrispondenza della parete superiore 21 dell’involucro 2 e generalmente centrata longitudinalmente rispetto ad essa. Tale rappresentazione va comunque intesa come puramente esemplificativa e una disposizione particolarmente preferita di detta apertura 10 verrà discussa più avanti con riferimento alla Figura 4.

Il letto di particelle fluidizzabili 3 è di tipo granulare, ossia formato da particelle solide.

La tipologia di materiale granulare preferita per il letto di particelle del dispositivo 1 è del tipo con caratteristiche termiche di elevata conducibilità e diffusività. Un esempio di materiale granulare preferito è la sabbia di fiume, la quale, oltre a possedere idonee caratteristiche termiche, presenta una naturale forma arrotondata delle particelle che minimizza il fenomeno della mutua abrasione fra le stesse.

Il letto 3 occupa il vano interno 20 in modo da lasciare, anche in uso, uno spazio vacante 22, o freeboard, al di sopra di un proprio pelo libero 35. In particolare, lo spazio 22 è delimitato inferiormente dal pelo libero 35, superiormente dalla parete 21 dell’involucro 2 e lateralmente dal mantello 23 dell’involucro medesimo.

Il letto 3 definisce una prima regione di letto 30 il cui pelo libero è disposto in modo da essere direttamente irradiato, ossia colpito, dalla radiazione solare che entra attraverso l’apertura di irraggiamento 10. Tale prima regione 30 verrà detta operativa o irradiata. La rimanente parte del letto, circostante ed adiacente la regione operativa 30, definisce una regione di accumulo di calore 31.

In termini generali, nell’esempio qui considerato la regione operativa 30 è disposta longitudinalmente centrata nel letto 3 e la regione di accumulo 31 è circoscritta ad essa e ad essa trasversalmente adiacente.

Varianti di realizzazione possono prevedere che la regione operativa, ossia quella direttamente irraggiata, ne occupi l’intera estensione del letto 3.

Il letto di particelle 3 è posto in moto mediante mezzi di fluidizzazione 4 configurati per addurre e distribuire un gas di fluidizzazione, in particolare aria, entro il vano 20. Nella presente forma di realizzazione, i mezzi 4 comprendono una pluralità di elementi di adduzione o ingresso di aria di fluidizzazione, disposti in corrispondenza della base inferiore 24 dell’involucro 2 ovvero del letto di particelle 3. Il percorso dell’aria di fluidizzazione entro il letto di particelle 3 è quindi dal basso verso l’alto, in particolare verticale o sostanzialmente verticale. In termini più generali, l’immissione del gas di fluidizzazione avviene secondo la direzione longitudinale L.

Nel presente esempio, tali elementi di adduzione sono disposti – e quindi adducono aria – sia in corrispondenza di una base della regione di accumulo 31 che di una base della regione operativa 30. In Figura 2, un elemento di adduzione disposto in corrispondenza della regione operativa 30 è denotato con 40.

Nel presente esempio, è prevista una fluidizzazione uniforme o sostanzialmente uniforme del letto di particelle 3, ossia delle sue due regioni 30 e 31.

Il regime fluidodinamico del letto 3 consente un efficace scambio di calore fra le particelle delle sue varie parti, in particolare fra quelle della regione operativa 30 e quelle della regione di accumulo 31. Ciò è favorito dal fatto che le particelle del letto, in particolare quelle appartenenti alle due regioni, subiscono uno scambio ed un ricircolo continuo. In uso, le particelle della regione operativa 30, e in particolare quelle disposte sul pelo libero 35 o in prossimità di esso, assorbono energia termica dalla radiazione solare e la cedono alle altre particelle del letto, in particolare quelle della regione di accumulo 31.

Come menzionato sopra, lo scambio termico fra le particelle è favorito da moti convettivi determinati dal regime di fluidizzazione. Tali moti riversano, nella parte alta delle subregioni di letto adiacenti, le particelle della subregione a maggiore velocità di fluidizzazione nell’adiacente subregione a minore velocità di fluidizzazione e richiamano particelle di quest’ultima entro la subregione a maggiore velocità nella parte bassa delle subregioni adiacenti.

Tale rimescolamento delle particelle di subregioni consente un trasferimento di massa ed energia termica nell’intero volume della regione operativa di letto interessato dallo spot solare e massimizza la superficie di particelle esposte alla radiazione solare concentrata.

Varianti di realizzazione possono prevedere una fluidizzazione differenziata, eventualmente la fluidizzazione di una soltanto delle regioni 30 e 31 e/o una fluidizzazione temporalmente differenziata delle regioni medesime. La fluidizzazione di diverse regioni o porzioni di letto, o i regimi di fluidizzazione selezionabili per esse, può differenziarsi per la velocità, ed eventualmente la portata, del flusso di aria di fluidizzazione in ingresso nel letto di particelle 3.

Gli elementi di fluidizzazione possono risultare disposti uniformemente alla base del letto di particelle 3, come nel presente esempio, oppure essere posizionati in modo differenziato.

Possono inoltre essere previsti elementi di fluidizzazione strutturalmente analoghi fra di loro e eventualmente controllati diversamente, ad esempio in termini di velocità e/o portata.

Il regime di fluidizzazione può anche essere di tipo bollente e/o, in generale, un regime che favorisce moti convettivi di particelle nel letto 3 o in regioni o porzioni di esso.

In alcune varianti di realizzazione, il regime di fluidizzazione prescelto per l’intero letto o per una regione o porzione di esso può anche essere di tipo cosiddetto “spouted”, ad esempio a getto, fontana o impulso. Il letto fluidizzato di tipo spouted generalmente presenta un regime idrodinamico contraddistinto da un getto di gas di fluidizzazione centrale alla base del medesimo letto che, per via della forte differenza di velocità fra particelle direttamente esposte al getto e particelle circostanti, instaura un moto trascinato da parte della colonna di letto che insiste sul getto stesso e le zone (cilindriche) prospicienti creando, per l’appunto, un effetto fontana nella parte centrale alimentata dal solido trascinato nelle parti laterali del getto.

Vantaggiosamente, i suddetti elementi di adduzione del gas di fluidizzazione sono ispezionabili dall’esterno del dispositivo, ossia senza la necessità di rimuovere le particelle del letto, e, all’occorrenza, possono essere sottoposti ad attività di manutenzione/pulizia, operando appunto dall’esterno.

Nell’esempio qui considerato, il sistema di fluidizzazione comprende uno o più condotti 45 di distribuzione dell’aria di fluidizzazione, disposti in orizzontale alla base del dispositivo 1 e preferibilmente posizionati per attraversare il dispositivo medesimo in corrispondenza del suo mantello o parete laterale 23. In corrispondenza del lato esterno al dispositivo 1 ogni condotto 45 può essere ad esempio provvisto di una flangia rimovibile 46. In tal modo, in caso di necessità è sufficiente rimuovere la suddetta flangia 46 per poter ispezionare e accedere alla parte interna del condotto 45.

Entro il letto 3, in particolare entro la regione di accumulo 31, sono alloggiati elementi di scambio termico 5, in particolare fasci tubieri. Tali fasci tubieri, in condizioni operative selezionate, ossia in alcune condizioni di utilizzo, possono essere attraversati da un fluido di esercizio, ad esempio acqua allo stato liquido e/o di vapore.

In particolare, in una fase di scambio termico, ossia in fase di utilizzo dell’energia termica incamerata, il fluido di esercizio può essere fatto fluire nei fasci tubieri 5 e ricevere calore dalle particelle della regione di accumulo 31. Al contrario, durante una fase di solo accumulo i fasci tubieri 5 possono lavorare a secco, ossia in assenza di fluido di esercizio.

In una modalità applicativa preferita, la fase di accumulo può essere attivata in presenza di sole. La fase di scambio termico, ossia di trasferimento dell’energia termica al fluido di esercizio, può essere attivata anche in assenza di sole.

La fluidizzazione del letto di particelle 3 o di una sua regione o porzione può avvenire anche soltanto durante la fase di accumulo.

Gli elementi di scambio termico 5 possono essere configurati in modo da risultare agevolmente sostituibili senza la necessità di rimuovere le particelle del letto.

Come mostrato in Figura 3, il fluido di esercizio in uscita dal dispositivo 1 nelle condizioni di temperatura e pressione di progetto può essere fatto espandere in una turbina 510 accoppiata ad un generatore per la produzione di energia elettrica o può essere utilizzato per altri scopi industriali, ad esempio per la produzione di acqua calda, in sistemi di condizionamento o in impianti di dissalazione. In altre parole, i fasci tubieri 5 sono connessi ad ulteriori componenti dell’impianto 500, ad esempio una o più turbine 510, condensatori 511, scambiatori di calore 521, pompe 520 e così via, ciascuno di per sé noto.

Con riferimento ancora alle Figure 2 e 3, il dispositivo 1 comprende inoltre mezzi 6 di aspirazione dell’aria di fluidizzazione che ha terminato il proprio percorso entro il letto di particelle 3 ed emerge da esso in corrispondenza del freeboard 22. Tali mezzi di aspirazione 6 sono quindi configurati per aspirare l’aria entro l’involucro 2 superiormente al pelo libero 35 del letto di particelle 3. Nel presente esempio, i mezzi di aspirazione 6 comprendono elementi 60 di uscita di aria dallo spazio vacante 22 disposti in corrispondenza di una porzione superiore del mantello laterale 23 dell’involucro 2.

Preferibilmente, i mezzi di aspirazione 6 sono configurati anche per evitare una immissione, o una immissione massiva, di aria di fluidizzazione e/o delle particelle da essa trascinate nell’ambiente esterno attraverso l’apertura 10.

Vantaggiosamente, i mezzi di aspirazione 6 prevedono mezzi di controllo (non rappresentati), preferibilmente sensori di portata, che, in sinergia con ulteriori mezzi di controllo (non illustrati) associati ai mezzi di fluidizzazione 4, determinano una portata di aria estratta dal dispositivo 1 uguale o superiore alla portata di aria di fluidizzazione immessa nel letto di particelle 3.

Preferibilmente, la configurazione dei mezzi di aspirazione 6 è tale da determinare una depressione nello spazio 22. In tal caso, i mezzi di aspirazione 6 determinano un rientro di aria dall’ambiente nel dispositivo attraverso l’apertura di ingresso 10. Tale aria si riscalda nel passaggio attraverso l’apertura d’ingresso 10, arricchendosi di un contenuto termico che viene apportato all’aria estratta dal dispositivo 1.

Vantaggiosamente, il dispositivo 1 prevede uno scambio di calore fra l’aria di fluidizzazione (riscaldata) in uscita dal letto di particelle 3 in corrispondenza del pelo libero 35 di quest’ultimo ed aspirata dai mezzi 6 e l’aria di fluidizzazione in ingresso nel letto di particelle 3 mediante i mezzi di fluidizzazione 4. In altre parole, è prevista una rigenerazione del calore, ottenuta mediante mezzi di scambio termico. Ciò è rappresentato schematicamente nelle figure mediante componenti di scambio termico 512, componenti di depolverazione 513 dell’aria di fluidizzazione, componenti di ventilazione 514, di aspirazione dell’aria di fluidizzazione dal dispositivo e 515 di immissione dell’aria ambiente al sistema di fluidizzazione.

In una variante di realizzazione, il dispositivo 1 presenta una camera di calma in corrispondenza del pelo libero 35 del letto di particelle 3. Tale camera di calma è intesa come una zona di velocità bassa o nulla per le particelle del letto ed è definita, nel presente esempio, dallo spazio vacante 22.

Anche la camera di calma 22 contribuisce ad evitare una fuoriuscita, o una fuoriuscita massiva, di aria e/o particelle attraverso l’apertura 10.

In una variante di realizzazione, il dispositivo 1 può comprendere altresì mezzi di immissione di un gas di confinamento, in particolare aria, in forma di un flusso laminare. Quest’ultimo è idoneo a produrre una (ulteriore) barriera alla fuoriuscita di particelle verso l’esterno.

I mezzi possono essere disposti superiormente al pelo libero 35 del letto di particelle 3, in particolare in corrispondenza dell’apertura di irraggiamento 10. Preferibilmente, la disposizione è tale che il flusso laminare venga emesso proprio in corrispondenza dell’apertura 10, parallelamente alla direzione traversale T di sviluppo di quest’ultima, a formare una sorta di finestra gassosa di chiusura di quest’ultima.

Nella presente forma di realizzazione, il dispositivo 1 comprende inoltre una struttura di confinamento sagomata 8, o invito, disposta in corrispondenza dell’imboccatura dell’apertura di irraggiamento 10. La struttura di confinamento 8 può svilupparsi completamente o principalmente all’esterno del dispositivo 1, ossia sporgere o meno parzialmente entro lo spazio vacante 22.

La struttura di confinamento 8 presenta una apertura passante, ossia presenta costruzione tubolare, in modo tale da mantenere la comunicazione diretta fra interno ed esterno dell’involucro 2 a mezzo dell’apertura di irraggiamento 10.

In una variante di realizzazione, la struttura di confinamento 8 definisce una (ulteriore) camera di calma e contribuisce quindi ad evitare o ridurre fuoriuscite di aria e/o particelle verso l’esterno.

Nella presente forma di realizzazione, la struttura di confinamento 8 presenta una conformazione rastremata, in particolare conica, con sezione decrescente verso l’interno dell’involucro 2. Tale sezione della struttura di confinamento consente di non interferire con la direzione della radiazione solare concentrata dal sistema ottico dedicato.

Inoltre, in corrispondenza delle pareti della struttura 8 possono essere ricavate bocchette di aspirazione dell’aria, o elementi di aspirazione equivalenti, che possono essere in comunicazione con l’ambiente del freeboard 22 ovvero essere associate ad un sistema di aspirazione dedicato. Quando in comunicazione con il freeboard 22, tali bocchette riversano l’aria aspirata entro lo spazio compreso fra pelo libero 35 e parete superiore 21 dell’involucro 2 Da qui, anche questo flusso di aria viene aspirato dai mezzi di aspirazione 6 già introdotti.

In una variante di realizzazione, il dispositivo 1 comprende altresì una cornice esterna 80 che supporta mezzi rimovibili in corrispondenza dell’apertura 10, a protezione del sistema durante periodi non operativi di questo e tali da eliminare o ridurre la dispersione di energia termica verso l’ambiente esterno.

Secondo una realizzazione preferita, il dispositivo 1 comprende uno scambiatore di calore ausiliario 9, disposto in corrispondenza della struttura di confinamento 8 oppure, in termini generali, dell’apertura di irraggiamento 10. Lo scambiatore ausiliario 9 è configurato in modo da essere direttamente esposto alla radiazione solare incidente, in modo da assorbire calore ad esempio mediante un proprio fluido vettore.

Lo scambiatore ausiliario 9 può essere indipendente dagli elementi di scambio termico 5 immersi nel letto di particelle oppure essere collegato ad essi.

La Figura 4 si riferisce ad una forma di realizzazione particolarmente preferita del dispositivo dell’invenzione, anche qui denotato con 1. Sebbene rappresentata in modo schematico, per tale forma di realizzazione vale la medesima descrizione sin qui esposta, ad eccezione del posizionamento dell’apertura di irraggiamento, qui denotata con 10’, che è disposta lateralmente sull’involucro 2. In particolare, l’apertura 10’ è ricavata in corrispondenza di una parte superiore dell’involucro 2 e definita, nel presente esempio, fra una porzione 230 del mantello laterale 23 dell’involucro e una parete superiore, in particolare a spiovente, 210 dell’involucro 2 medesimo. Nel presente esempio, la porzione 230 presenta andamento inclinato rispetto alla rimanente parte di mantello 23, e in particolare rispetto alle direzioni trasversale T e longitudinale L, sporgendo verso l’esterno rispetto a detta rimanente parte di mantello. Preferibilmente, il pelo libero 35 del letto di particelle 3 cade, in condizioni operative di fluidizzazione, in corrispondenza o prossimità del margine inferiore della porzione 230, in particolare inferiormente ad esso.

La parete superiore a spiovente, o cappa, 210, presenta un margine inferiore 211 che definisce, insieme alla porzione 230, l’apertura 10’, ed un margine superiore 212 che è collegato con un elemento o bocca di uscita 600 dei mezzi di aspirazione o ventilazione 6 già descritti sopra.

Il fuoco F2 dell’elemento ottico secondario 502 menzionato con riferimento alla Figura 1 cade in corrispondenza dell’imboccatura dell’apertura 10’.

Come già evidenziato sopra, la posizione laterale dell’apertura 10’, la configurazione a spiovente 210 dell’involucro 2 e/o il regime pressorio nel freeboard 22 come ottenuto (anche) mediante i mezzi di aspirazione 6 sono sinergici a migliorare lo scambio termico nel letto di particelle 3 e ad evitare la fuoriuscita di polvere ed aria calda dal dispositivo 1.

In Figura 4 sono mostrati anche mezzi di fluidizzazione 4 analoghi a quelli descritti sopra, articolati però con uno o più elementi di adduzione centrali 401 che possono essere indipendenti da uno o più elementi laterali 402 e 403. Anche tali elementi sono ispezionabili e/o manutenibili dall’esterno, ad esempio mediante una o più flange rimovibili 46 analoghe a quelle descritte sopra.

La Figura 4 evidenzia altresì una costruzione multistrato per l’involucro 2.

Il dispositivo dell’invenzione presenta natura modulare, ossia ben si adatta ad essere connesso ad uno o più dispositivi analoghi in serie od in parallelo rispetto allo scambio termico.

Inoltre, le tipologie di dispositivi secondo le diverse forme e varianti di realizzazione descritte possono essere favorevolmente associate per una maggiore flessibilità di produzione e/o di esercizio dell’impianto industriale.

La gestione dell’impianto di produzione di energia mostrato a titolo esemplificativo in Figura 3 è preferibilmente attuata mediante un software di controllo che ne ottimizza il funzionamento in base alle richieste dell’utenza e/o alle condizioni meteo, con il risultato di ottenere un esercizio dell’impianto a flessibilità totale.

Ancora in una configurazione preferita, l’impianto basato su uno o più dei dispositivi di invenzione può essere vantaggiosamente associato ad un sistema fotovoltaico che provvede alla produzione diurna di energia elettrica e che compensa i consumi degli ausiliari dell’impianto. In tale configurazione i dispositivi di accumulo e cessione possono essere gestiti in regime di accumulo dell’energia termica di origine solare durante le ore soleggiate ed in regime di cessione di energia termica, trasferendola al fluido operatore che attraversa gli scambiatori interni al letto di particelle, per la produzione di energia elettrica, dal crepuscolo in poi.

Inoltre, nella medesima configurazione l’impianto può essere associato ad un impianto di dissalazione od altro sistema di sfruttamento dell’energia termica di origine solare. In tal caso, i dispositivi possono essere gestiti in regime misto: sia di accumulo, per la produzione notturna di energia elettrica, sia di cessione contemporanea, dedicando la relativa cessione di energia termica all’esercizio continuo dell’impianto ad esempio di dissalazione.

Il dispositivo di invenzione può essere integrato con impianti alimentati da altre fonti di energia rinnovabile (ad esempio fotovoltaico, eolico, geotermico) o non rinnovabili per garantire la continuità di produzione energetica al fine di ridurre o eliminare la produzione di energia generata da fonte non rinnovabile.

In tutte le forme di realizzazione e varianti descritte, il trasporto di energia dal fascio radiativo concentrato al letto fluidizzato è affidato al materiale granulare che diventa il vettore primario dell’energia termica, a differenza dei tradizionali mezzi di ricezione a membrana o finestra trasparente che, frapponendosi tra l’energia concentrata ed il correlato vettore termico, ne determinano una separazione fisica.

L’invenzione fornisce altresì un metodo di accumulo e scambio di energia termica di origine solare, basato sulle funzionalità già descritte sopra in relazione al dispositivo ed all’impianto dell’invenzione.

La presente invenzione è stata fin qui descritta con riferimento a forme preferite di realizzazione. È da intendersi che possano esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, come definito dall’ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito riportate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) di accumulo e scambio di energia termica di origine solare, il quale dispositivo (1) è configurato per ricevere una radiazione solare concentrata mediante un sistema ottico, il quale dispositivo (1) comprende: un involucro (2) che definisce un vano interno (20) e presenta una apertura di irraggiamento (10; 10’) configurata per permettere l’ingresso della radiazione solare concentrata, la quale apertura (10; 10’) pone in comunicazione diretta detto vano interno (20) con l’ambiente esterno essendo priva, in uso, di mezzi di chiusura o schermo; un letto (3) di particelle solide fluidizzabili, ricevuto entro detto vano interno (20) di detto involucro (2), il quale letto (3) presenta una regione operativa (30) direttamente esposta, in uso, alla radiazione solare concentrata che entra attraverso detta apertura (10; 10’), in modo tale che le particelle di detta regione operativa (30) assorbano energia termica dalla radiazione solare; e mezzi (4) di fluidizzazione di detto letto di particelle (3), configurati per addurre un gas di fluidizzazione entro detto vano (20) almeno in corrispondenza di detta regione operativa (30).
2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta apertura (10’) è disposta in posizione laterale o decentrata su detto involucro (2), in particolare lateralmente rispetto a detta regione operativa (30), preferibilmente in corrispondenza di una parete superiore (210) e/o un mantello laterale (230) di detto involucro (2).
3. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta apertura di irraggiamento (10’) è definita in corrispondenza di una porzione inclinata (230), in particolare sporgente verso l’esterno, di un mantello laterale (23) di detto involucro (2).
4. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta apertura di irraggiamento (10’) è definita in corrispondenza di una parte superiore inclinata a spiovente (210) di detto involucro (2), ed in cui preferibilmente detta parte superiore (210) definisce, rispetto al pelo libero (35) del letto di particelle (3), una configurazione sostanzialmente a cappa di aspirazione.
5. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la disposizione è tale che il fattore di vista di detta apertura di irraggiamento (10’) rispetto al pelo libero (35) di detta regione operativa (30) è inferiore ad 1.
6. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di fluidizzazione (4) sono configurati per addurre il gas di fluidizzazione secondo una direzione prevalente longitudinale (L) al letto di particelle (3), in particolare una direzione sostanzialmente verticale.
7. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi (4) di fluidizzazione comprendono uno o più elementi di adduzione di gas di fluidizzazione (40; 401-403), preferibilmente disposti in corrispondenza di una base inferiore (24) di detto letto di particelle (3) o di detto involucro (2).
8. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi (4) di fluidizzazione comprendono uno o più elementi di adduzione di gas di fluidizzazione (40; 401-403) accessibili o ispezionabili dall’esterno del dispositivo medesimo (1), ossia senza necessità di rimozione del letto di particelle (3).
9. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi (4) di fluidizzazione sono configurati per determinare, in uso, almeno due differenti velocità di fluidizzazione entro detto letto di particelle (3), in particolare entro detta regione operativa (30).
10. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi (4) di fluidizzazione sono configurati per determinare, in uso, un moto circolatorio convettivo di particelle entro detto letto di particelle (3), in particolare entro detta regione operativa (30).
11. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi (4) di fluidizzazione sono configurati per determinare, in uso, un regime di fluidizzazione di tipo spouted in detta regione operativa (30).
12. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta regione operativa (30) occupa sostanzialmente l’intero letto di particelle (3).
13. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11, in cui detto letto (3) presenta una regione di accumulo di calore (31) adiacente a detta regione operativa (30), e preferibilmente circoscritta ad essa.
14. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui la configurazione complessiva è tale che, in uso, le particelle di detta regione operativa (30) assorbono energia termica dalla radiazione solare e la cedono alle particelle di detta regione di accumulo (31).
15. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto involucro (2) presenta una superficie inclinata, o a spiovente, (210) disposta superiormente al pelo libero (35) di detto letto di particelle (3) e presentante un margine inferiore (211) in corrispondenza o prossimità di detta apertura di irraggiamento (10’), la configurazione essendo preferibilmente tale che detta superficie inclinata (210) è idonea a favorire un effetto di aspirazione del gas di fluidizzazione che emerge dal letto di particelle (3).
16. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente mezzi (6) di aspirazione di gas di fluidizzazione, disposti entro detto involucro (2) superiormente al pelo libero (35) di detto letto di particelle (3).
17. Dispositivo (1) secondo le rivendicazioni 15 e 16, in cui detti mezzi di aspirazione (6) comprendono un ingresso di aspirazione (600) disposto in corrispondenza o prossimità di un margine superiore (212) di detta superficie inclinata (210).
18. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 16 o 17, comprendente mezzi di trasferimento del gas di fluidizzazione aspirato da detti mezzi di aspirazione (6) in ingresso a detti mezzi di fluidizzazione (4).
19. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 16 o 17, comprendente mezzi di scambio termico fra il gas di fluidizzazione in ingresso a detto involucro (2) mediante detti mezzi di fluidizzazione (4) ed il gas di fluidizzazione in uscita da detto involucro (2) mediante detti mezzi di aspirazione (6).
20. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 16 a 19, in cui detti mezzi di aspirazione (6) sono configurati per estrarre dal dispositivo (1) una portata di gas di fluidizzazione pari o superiore ad una portata di gas di fluidizzazione immessa in detto letto di particelle (3) da detti mezzi di fluidizzazione (4).
21. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 16 a 20, in cui detti mezzi di aspirazione (6) sono configurati per determinare una depressione in corrispondenza di uno spazio vacante (22) interposto fra il pelo libero (35) del letto di particelle (3) e una parte superiore (21; 210) di detto involucro (2).
22. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una struttura di confinamento (8) sagomata, configurata per contenere le particelle di detto letto (3) entro detto involucro (2), la quale struttura di confinamento (8) è disposta in corrispondenza di detta apertura di irraggiamento (10) e preferibilmente almeno parzialmente sporgente verso l’esterno rispetto a quest’ultima.
23. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui detta struttura di confinamento (8) presenta una conformazione rastremata, preferibilmente conica, con sezione decrescente verso l’interno di detto involucro (2).
24. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente mezzi ausiliari di scambio termico (9) posizionati in modo tale da essere direttamente irraggiati, in uso, dalla radiazione solare e preferibilmente disposti in corrispondenza o in prossimità di detta apertura di irraggiamento (10).
25. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione precedente e secondo la rivendicazione 22 o 23, in cui detti mezzi ausiliari di scambio termico (9) sono disposti in corrispondenza di una parete interna od esterna di detta struttura di confinamento (8).
26. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente elementi di scambio termico (5) disposti entro detto letto di particelle (3) ed attraversati, in uso, da un fluido di esercizio.
27. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 24 o 25 e secondo la rivendicazione 26, in cui detti mezzi ausiliari di scambio termico (9) sono collegati a detti elementi di scambio termico (5).
28. Impianto (500) di produzione di energia termica, comprendente: almeno un dispositivo (1) di accumulo e scambio di energia termica di origine solare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti; ed un sistema ottico configurato per concentrare una radiazione solare incidente in corrispondenza di detta apertura di irraggiamento (10; 10’) di detto almeno un dispositivo (1), in cui detto sistema ottico preferibilmente presenta una configurazione “beam down” comprendendo uno o più elementi ottici primari (501) disposti al suolo ed uno o più elementi ottici secondari di riflessione (502) disposti in quota.
29. Impianto (500) secondo la rivendicazione precedente, comprendente inoltre un sistema fotovoltaico.
30. Impianto (500) secondo la rivendicazione 28 o 29, comprendente un sistema di dissalazione.
31. Metodo di accumulo e scambio di energia termica di origine solare, il quale metodo prevede l’irraggiamento di un letto (3) di particelle solide fluidizzato con una radiazione solare concentrata mediante un sistema ottico, in cui detto letto di particelle (3) è alloggiato in un involucro (2) dotato di una apertura di irraggiamento (10; 10’) configurata per permettere l’ingresso della radiazione solare concentrata, la quale apertura (10; 10’) pone in comunicazione diretta il letto di particelle (3) con l’ambiente esterno essendo priva di mezzi di chiusura o schermo, in cui detto letto di particelle (3) presenta una regione operativa (30) direttamente esposta alla radiazione solare concentrata che entra attraverso detta apertura (10; 10’), in modo tale che le particelle di detta regione operativa (30) assorbano energia termica dalla radiazione solare.
32. Metodo secondo la rivendicazione 31, in cui entro detto letto di particelle viene addotto un gas di fluidizzazione secondo una direzione prevalente longitudinale (L) al letto di particelle (3) medesimo, in particolare una direzione sostanzialmente verticale.
33. Metodo secondo la rivendicazione 31 o 32, in cui detto gas di fluidizzazione viene addotto in corrispondenza di una base inferiore (24) di detto letto di particelle (3) o di detto involucro (2).
34. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 31 a 33, che prevede almeno due differenti velocità di fluidizzazione entro detto letto di particelle (3), in particolare entro detta regione operativa (30).
35. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 31 a 34, che prevede un moto circolatorio convettivo di particelle entro detto letto di particelle (3), in particolare entro detta regione operativa (30).
36. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 31 a 35, in cui le particelle di detta regione operativa (30) assorbono energia termica dalla radiazione solare e la cedono alle particelle di una adiacente regione di accumulo (31).
37. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 31 a 36, che prevede una aspirazione di gas di fluidizzazione superiormente al pelo libero (35) di detto letto di particelle (3), preferibilmente in corrispondenza di un ingresso di aspirazione (600) laterale.
38. Metodo secondo la rivendicazione precedente, che prevede uno scambio termico fra il gas di fluidizzazione in ingresso a detto letto di particelle (3) ed il gas di fluidizzazione aspirato superiormente al pelo libero (35) di detto letto di particelle (3).
39. Metodo secondo la rivendicazione 37 o 38, in cui detta aspirazione determina una depressione in corrispondenza di uno spazio vacante (22) interposto fra il pelo libero (35) del letto di particelle (3) e una parte superiore (21; 210) di detto involucro (2).
40. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 31 a 39, che impiega un dispositivo (1) o un impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 30.