"Abbiamo il potere" - Sandia Technology Test fornisce elettricità alla rete

Questa anidride carbonica, che rimane all’interno del sistema e non viene rilasciata come gas serra, può diventare molto più calda del vapore: 1.290 gradi Fahrenheit o 700 gradi Celsius.

Di

Pubblicato

Il primo test della tecnologia all'avanguardia del ciclo Brayton ha immesso energia nella rete locale

ALBUQUERQUE, Nuovo Messico – Per la prima volta, i ricercatori dei Sandia National Laboratories hanno fornito l’elettricità prodotta da un nuovo sistema di generazione di energia alla rete elettrica della base aeronautica di Sandia-Kirtland.

Logan Rapp (a sinistra) e Darryn Fleming, ingegneri meccanici dei Sandia National Laboratories, stanno con il sistema di controllo per il circuito di test del ciclo Brayton del biossido di carbonio supercritico. All’inizio di quest’anno, gli ingegneri hanno immesso per la prima volta in rete l’elettricità prodotta da questo sistema. (Foto di Bret Latter)

Il sistema utilizza anidride carbonica supercritica riscaldata invece del vapore per generare elettricità e si basa su un ciclo Brayton a circuito chiuso. Il ciclo Brayton prende il nome dall'ingegnere del 19° secolo George Brayton, che sviluppò questo metodo di utilizzo di un fluido caldo e pressurizzato per far girare una turbina, proprio come un motore a reazione.

L'anidride carbonica supercritica è un materiale non tossico e stabile che è sottoposto a una pressione tale da agire sia come un liquido che come un gas. Questa anidride carbonica, che rimane all’interno del sistema e non viene rilasciata come gas serra, può diventare molto più calda del vapore: 1.290 gradi Fahrenheit o 700 gradi Celsius. In parte a causa di questo calore, il ciclo Brayton ha il potenziale per essere molto più efficiente nel trasformare il calore delle centrali elettriche – nucleari, a gas naturale o anche solare concentrato – in energia rispetto al tradizionale ciclo Rankine basato sul vapore. Poiché nel ciclo Rankine viene persa così tanta energia trasformando il vapore in acqua, al massimo un terzo della potenza contenuta nel vapore può essere convertita in elettricità. In confronto, il ciclo Brayton ha un’efficienza di conversione teorica superiore al 50%.

"Sono diversi anni che cerchiamo di arrivare fin qui e riuscire a dimostrare che possiamo connettere il nostro sistema alla rete tramite un dispositivo commerciale rappresenta il primo passo verso una generazione di elettricità più efficiente", ha affermato Rodney Keith, manager per il gruppo di concetti avanzati che lavora sulla tecnologia del ciclo Brayton. “Forse è solo un ponte di barche, ma è sicuramente un ponte. Potrebbe non sembrare molto significativo, ma è stato un bel percorso arrivare fin qui. Ora che possiamo attraversare il fiume, possiamo fare molto di più”.

Un diagramma del semplice circuito di test del ciclo Brayton a circuito chiuso dei Sandia National Laboratories. Il fluido di lavoro che viene compresso, riscaldato ed espanso per produrre energia è l'anidride carbonica supercritica. L'anidride carbonica supercritica è un materiale non tossico e stabile che è sottoposto a una pressione tale da agire sia come un liquido che come un gas. (Grafica per gentile concessione dei Sandia National Laboratories)

Il 12 aprile, il team di ingegneri di Sandia ha riscaldato il proprio sistema di CO2 supercritico a 600 gradi Fahrenheit e ha fornito energia alla rete per quasi un’ora, producendo a volte fino a 10 kilowatt. Dieci kilowatt non sono molta elettricità, una casa media consuma 30 kilowattora al giorno, ma è un passo significativo. Per anni, il team avrebbe scaricato l’elettricità prodotta dai loro test in un banco di carico resistivo simile a un tostapane, ha affermato Darryn Fleming, il ricercatore capo del progetto.

"Abbiamo avviato con successo il nostro compressore-turbina-alternatore in un semplice ciclo Brayton a CO2 supercritico per tre volte e abbiamo effettuato tre arresti controllati, quindi abbiamo immesso energia nella rete Sandia-Kirtland in modo costante per 50 minuti", ha affermato Fleming. “La cosa più importante di questo test è che siamo riusciti a convincere Sandia ad accettare di prendere il potere. Ci è voluto molto tempo per ottenere i dati necessari per collegarci alla rete. Chiunque controlli una rete elettrica è molto cauto riguardo a ciò che sincronizzi con la propria rete, perché potresti interrompere la rete. È possibile far funzionare questi sistemi tutto il giorno e scaricare l’energia nei banchi di carico, ma immettere anche una piccola quantità di energia nella rete è un passo importante”.