Mayflower è un collettore solare parabolico, di potenza nominale 5 kW, che funziona per concentrazione della luce raccolta dall'area riflettente.

E' concepito per essere installato su edifici esistenti a tetto o terrazza piani, per produrre energia sotto forma di calore a bassa temperatura e/o energia elettrica da fotovoltaico a concentrazione.

Il brevetto è RM2009A000113;

 

 

 

Il sistema Mayflower si contraddistingue per innovazioni concettuali e tecnologiche:

- Efficienza nella captazione dell'energia solare, bassa impronta al suolo, semplicità di manutenzione programmata e bassi costi di installazione e gestione.

- Tecnologia di realizzazione degli specchi, realizzati in materiale plastico flessibile o stampabile

- Tecnologia per l'assorbimento della luce, realizzata con ossido metallico in matrice ceramica

- Tecnologia di tracking in Azimut e Zenit (inseguimento della posizione apparente del disco solare) realizzata con guide di luce in PMMA e motori elettrici a 12v.cc.

 

Mayflower si presenta come una corona circolare parabolica diam. 2,80 mt e target centrale.

Il sistema di estrazione del calore è ad aria, a circolazione forzata e circuito con scambiatore di calore verso il sistema di accumulo nel caso della produzione di calore a bassa temperatura, a circolazione forzata per il raffreddamento delle celle fotovoltaiche nel caso della produzione di energia elettrica.

 

Realizzazione del prototipo e "fare esperienza"

 

Dopo innumerevoli modifiche e aggiustamenti in sede progettuale, finalizzati principalmente ad avere un prototipo più flessibile e meno costoso possibile, si è dato corso alla costruzione dello stesso.

Il concetto basilare di questo prototipo è la possibilità di modificare e adeguare i vari componenti principali per migliorare le prestazioni ed abbassare i costi di produzione, installazione e manutenzione.

Tutti i costi di realizzazione sono stati sostenuti personalmente, tutti i materiali e componenti sono stati realizzati in Italia (tranne due) presso officine meccaniche.

 

Immagini esplicative

 

 Centina, o elemento riflettente

La centina è stata realizzata con una semplice sezione a "T" in materiale plastico. Lo specchio segue il profilo parabolico sul quale è adesivizzato. Ovviamente nel corso della ricerca saranno provati altri materiali, altre forme strutturali e altri specchi.

La configurazione che si vede è stata scelta perchè è la più semplice e la meno costosa, e verrà mantenuta se dovesse rivelarsi la più efficiente in termini di rapporto efficacia/costo.

 

 

La struttura (funzionamento solo termodinamico)

Mayflower è concepito secondo funzionalità e semplicità. Nella struttura ancora grezza nelle prove di montaggio meccanico possiamo vedere lo schema di funzionamento.

La luce viene concentrata sulla semisfera in alto a destra.

L'aria viene aspirata dai ventilatori a sinistra.

Passando a lambire la semisfera si scalda per poi cedere il calore allo scambiatore posto immediatamente a monte dei ventilatori (è l'oggetto dipinto in nero). L'acqua che circola nello scambiatore si scalda e va verso il sistema di accumulo. Regolando la velocità dell'aria si regola la temperatura della stessa, in base alla logica del sistema che gestisce i differenziali di temperatura per ottimizzare l'efficienza termodinamica di tutto il sistema.

 

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 La truttura (funzionamento fotovoltaico a concentrazione)

Ne caso della produzione di energia elettrica per fotovoltaico a concentrazione le celle FV saranno poste in alloggi ricavati per taglio laser o lavorazione CCN sulla semisfera.

L'aria aspirata andrà a lambire le celle FV raffreddandole e ottenendo così la massima efficienza di conversione, superiore a quelle delle celle inserite a formare i classici pannelli fotovoltaici (che spesso arrivano a lavorare a temperature di circa 90^) (in questo caso non sarà necessario montare lo scambiatore di calore)

Qualora se ne ravvisi la convenienza in termini di costo/efficacia si potranno montare celle FV di II generazione (che portano l'efficienza di conversione da circa il 18% a circa il 30%, mantendo i vantaggi dell'efficiente sistema di raffreddamento.

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Le fasi di montaggio in officina del prototipo

 

Un tecnico della officina meccanica che ha realizzato i vari pezzi, su disegni esecitivi da noi forniti, controlla l'assemblaggio dei componenti.

Il sistema è alla portata di qualsiasi officina meccanica ben attrezzata (con sistemi di taglio laser).

Il basamento circolare è quello studiato per la posa su terrazze piane, ed è concepito in modo da consentire la realizzazione dell'anello di rotazione con una bassa tolleranza sul diametro (+/- 15mm) in modo da minimizzarne i costi.

Anche le parti in plastica sono state realizzate da una officina specializzata nella lavorazione delle materie plastiche vicino Roma.

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 Montaggio in officina

Il guscio in vetro contiene l'assorbitore in acciaio inox (che sarà reso corpo nero nella versione "termica" e assemblato con le celle FV nella versione fotovoltaica)

Il guscio non è nella versione definitiva poichè non siamo riusciti ancora a trovare, in Italia, una azienda in grado di realizzarlo come è stato disegnato e nella qualità di vetro indicato (borosilicato)

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Assemblaggio dello specchio sulla centina

Qui si vede la procedura di assemblaggio dello specchio, mediante adesivizzazione.

Particolare cura è stata posta alla valutazione della manutenzione ordinaria e straordinaria, minimizzandola in tempi e costi.

Il tallone d'Achille di ogni sistema a concentrazione è rappresentato dalle superfici riflettenti che degradano per depositi inquinanti e esposizione alle intemperie. Nel nostro caso, qualora il materiale prescelto si mostri rispondente alle aspettative, la sostituzione annuale degli specchi sarà una operazione semplice e di basso costo, eseguibile da qualsiasi soggetto opportunamente addestrato.

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 Fare esperienza

Si è rilevato che la tecnica di taglio adottata genera tensioni locali nello specchio che possono variarne la geometria. Allo stesso modo la sezione a T non garantisce l'ottimale rigidità, che i pesi della struttura sospesa possono essere diminuiti...

Il programma di ricerca prevede proprio l'analisi dei punti critici e lo sviluppo di soluzioni tecnologiche adeguate a superarli, ad esempio per la centina potremmo studiare forme di tipo aereonautico migliorando la rigidità e risparmiando pesi e materiali...

Fare esperienza è il concetto di base di ogni ricerca scientifica o tecnologica.

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Il Lavoro

Il lavoro di assemblaggio procede e la soddisfazione è evidente

Mayflower è già stato smontato e viene rimontato sulla terrazza di CasaPound, dove inizierà il programma di ricerca tecnologica previsto.

Riprenderà in considerazione tutti gli elementi base del sistema (struttura, specchi, movimenti, sistema di puntamento verso il sole) e così via fino ad avere una configurazione definitiva e producible a livello industriale.

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