The physical principles of concentrating solar power plants

L'energia solare è una risorsa ampiamente disponibile e, in linea teorica, sufficiente a soddisfare il fabbisogno energetico mondiale. La crescente consapevolezza della scarsa sostenibilità delle risorse fossili ha stimolato la ricerca di una soluzione basata su fonti rinnovabili. Tra le diverse tecnologie disponibili per convertire l'energia solare in energia elettrica, le centrali solari a concentramento (Concentrated Solar Power, CSP) rappresentano una tecnologia promettente. Queste centrali convertono la radiazione elettromagnetica in calore, successivamente in lavoro meccanico e infine in energia elettrica, senza l'emissione di gas serra e con impatto ambientale notevolmente inferiore rispetto alle convenzionali centrali termoelettriche. In questa tesi, partendo dall'analisi della radiazione solare, vengono esaminati i principali passaggi della conversione dell'energia solare in questi impianti: dalla cattura della radiazione, attraverso le leggi dell'ottica geometrica, al trasferimento del calore dal ricevitore mediante un fluido termovettore, fino alla conversione in lavoro meccanico tramite un motore termico. Inoltre, vengono discusse le principali applicazioni attuali e, infine, vengono illustrate le prospettive future di questa tecnologia.