La caratteristica peculiare dei sistemi CSP/CST (Concentrating Solar Power/ Concentrating Solar Thermal) è la possibilità di immagazzinare il calore solare attraverso sistemi convenzionali di accumulo (Thermal Energy Storage, TES) di lunga durata, consentendo di programmare la produzione di energia elettrica/termica indipendentemente dalla presenza della fonte solare.
Il calore solare accumulato dai sistemi CSP/CST può essere impiegato per diversi usi: in cicli termodinamici per la produzione di energia elettrica dispacciabile, in processi termici per alimentare utenze industriali e/o distretti energetici e/o comunità energetiche e in processi termochimici per produrre solar fuel.
Il solare termico a concentrazione, come fissato dal Piano Nazionale Integrato per l’Energia e il Clima (PNIEC), è una tecnologia abilitante per la decarbonizzazione, in quanto favorisce la penetrazione delle altre fonti rinnovabili elettriche, grazie agli accumuli di lunga durata che consentono la generazione di energia termica rinnovabile on demand, ed è in grado di offrire servizi di supporto alle reti elettriche.
ENEA fin dai primi anni ‘80 è impegnata nello sviluppo di questa tecnologia. Inoltre, a partire dai primi anni 2000, ha avviato un ‘attività di ricerca e sviluppo fortemente innovativa, sperimentando per la prima volta al mondo l’impiego dei sali fusi in sistemi solari a concentratori lineari per la produzione ed accumulo di energia termica a 550°C.
Tale tecnologia oggi viene proposta a livello mondiale come opzione principale per il miglioramento delle prestazioni tecnico-economiche degli impianti CSP lineari di nuova generazione. Grazie a questo background, ENEA è un punto di riferimento sia a livello nazionale che internazionale, per le azioni di ricerca e sviluppo di questa tecnologia, ed è inserita in tutti i principali circuiti e organizzazioni del settore (EERA, SolarPaces, Set Plan, ERIC-EuSolaris etc).
La ricerca ENEA è essenzialmente finalizzata al miglioramento delle prestazioni tecniche dei principali componenti di impianto con l`obiettivo di incrementare l`efficienza di conversione della fonte solare in energia termica/elettrica e di ridurre i costi di produzione; ciò si traduce nello sviluppo di materiali più performanti (coating spettralmente selettivi, specchi autopulenti, fluidi termovettori), componenti di impianto più compatti ed efficienti, procedure operative e manutentive ottimizzate, sistemi di controllo automatizzati basati sull`impiego di tecnologie IoT e IA.
Inoltre, ENEA fornisce supporto al settore industriale nel miglioramento tecnologico dei diversi prodotti attraverso analisi modellistiche (sia ottiche che termo-fluidodinamiche), sviluppo e ottimizzazione energetica di prodotti commerciali e/o prototipi preindustriali, messa a punto di metodi per la caratterizzazione energetica, realizzazione e gestione di impianti prototipali o sperimentali e cosviluppo con stakeholder industriali.
ENEA utilizza una rete di laboratori avanzati e infrastrutture sperimentali per lo svolgimento delle diverse attività di ricerca, come: i) il parco del solare termico a concentrazione del Centro Ricerca della Casaccia, che include l’impianto PCS, primo impianto a livello mondiale per la caratterizzazione della tecnologia a sali fusi su collettori lineari in scala reale, circuiti prototipali per la caratterizzazione di accumuli termici di varia natura e l’ impianto solare Dish, ii) la fornace solare e l’impianto di sputtering del Centro di Ricerca ENEA di Portici, iii) il laboratorio accreditato ACCREDIA del centro ricerche di Trisaia, unico riferimento nazionale per la certificazione dei componenti solari termici a bassa e media temperatura per il rilascio del marchio di qualità europeo del solare termico (Solar Keymark), obbligatorio per l’accesso ad ogni tipo di incentivo nazionale erogato agli utilizzatori dei prodotti del solare termico.
I principali progetti di ricerca in corso sono: Piano Triennale di realizzazione 2022-2024 della Ricerca di Sistema Elettrico, Progetto 1.9: “Tecnologia CSP/CST”, Progetto 1.2: “Progetto Integrato Tecnologie di accumulo elettrochimico e termico”, Progetto 1.3 “Progetto integrato Idrogeno, Progetti EU Sulphurreal, MSA-Trough – Development of a parabolic Trough concentrator system for Molten Salt Application finanziati nell’ambito di Horizon Europe; Progetto EU HySelecty, finanziato nell’ambito del Clean Hydrogen Partnership, il progetto PNRR NEST.