Il “Glaring Problem” negli impianti solari termodinamici.

Tra i tanti problemi legati agli impianti "solari termodinamici" viene affrontato un nuovo aspetto per nulla trascurabile e di significativa importanza ai fini della sicurezza. Trattasi del cosiddetto "Glaring Problem" che rappresenta il problema di abbagliamento solare potenzialmente pericoloso con non trascurabili rischi oculari. La pericolosità è tanto maggiore quanto più estesa è la superficie di captazione solare; quanto maggiore è l'apertura degli specchi parabolici e quanto più l'impianto si trova collocato in area non desertica. La corretta progettazione e l'ubicazione delle installazioni di impianti alimentati da fonte solare rappresentano, indubbiamente, il modo più efficace per ridurre l'abbagliamento e i rischi ad esso correlati. Tutti noi sappiamo quanto sia pericoloso l’abbagliamento derivante dallo scorretto utilizzo, in campo automobilistico, dei fari abbaglianti (Fig. 1). Se al singolo faro, si sostituisce l’effetto degli specchi parabolici, si può avere l’idea di quanto sia rilevante la problematica (Fig. 2 e 3).

La problematica è stata dettagliatamente affrontata nel lavoro intitolato "Relieving a Glaring Problem" del marzo 2013, dal Dott. Ing. Clifford Ho, dottorato di ricerca e master in ingegneria meccanica presso l'Università di Berkeley in California, membro dello staff tecnico presso Sandia National Laboratories dove si è occupato di abbagliamento solare connesso alle tecnologie a concentrazione solare. Nel suo lavoro si evidenzia il crescente numero di impianti alimentati da fonte solare in tutto il mondo per i quali l’abbagliamento solare sta diventando una preoccupazione crescente. Impatti visivi legati all’abbagliamento, sia che trattasi di impianti fotovoltaici sia che trattasi di impianti solari a concentrazione, come gli impianti solari termodinamici, “possono variare da disagio alla disabilità”. Tali inconvenienti posso essere efficacemente evitati tramite una corretta progettazione ed ubicazione dell’impianto con riferimento alle sue dimensioni, all'orientamento delle superfici riflettenti, alle proprietà ottiche e alla posizione rispetto a punti di osservazione strategici. Rilevanti studi scientifici hanno riconosciuto, già da molti anni, i rischi dell’abbagliamento da luce solare diretta come un potenziale pericolo per gli automobilisti. Secondo la Highway Traffic Safety Administration (HTSA), l'abbagliamento solare provoca quasi 200 incidenti mortali e migliaia di incidenti ogni anno che coinvolgono veicoli a motore.

Mentre l'abbagliamento da luce diretta del sole è prevedibile (la maggior parte dei problemi si verificano, durante la mattina e la sera, quando il sole è vicino all'orizzonte), l’abbagliamento, dovuto a riflessi provenienti da impianti alimentati da fonte solare, può avvenire in tempi diversi in luoghi inaspettati. L’abbagliamento, caratterizzato da una fonte continua con rilevante luminosità rispetto alla luce ambientale, può essere causato da vari componenti costituenti gli impianti solari come i moduli fotovoltaici, i collettori a concentrazione, gli specchi solari e i ricevitori.

Nel lavoro si riportano svariati riferimenti secondo i quali gli impatti di riflesso e il riverbero sulla vista possono includere dolore, disabilità, effetti di velatura, post-immagine retinica e bruciare. Il ricercatore, insieme ad altri qualificati colleghi, continua il suo lavoro evidenziando i potenziali impatti visivi in funzione di irraggiamento della retina (il flusso solare che penetra nell'occhio e raggiungere la retina) e dell'angolo sotteso dalla fonte di abbagliamento (dimensioni della fonte di abbagliamento diviso per la distanza). In Fig. 4 viene riportata una rappresentazione grafica per la valutazione dei rischi oculari da abbagliamento, definita "Ocular Hazard Plot", caratterizzata da tre regioni: (1) rischio di danni permanenti agli occhi (bruciatura della retina), (2) rischi potenziali per post-immagine temporanea, (3) rischi potenziali per post-immagine temporanea.

Nel lavoro si legge: “Se l'irraggiamento della retina o l'angolo sotteso è sufficientemente grande, si può verificare danni permanenti agli occhi dalla bruciatura della retina (ad esempio, da specchi a concentrazione). Al di sotto della soglia di bruciatura della retina, un non eccesivo irraggiamento della retina può causare una post-immagine temporanea a causa di una sovra-saturazione dei pigmenti visivi retinici. La dimensione e l'impatto del immagine residua, nel campo visivo, dipende dalla dimensione dell'angolo sotteso dalla fonte. Per un dato irraggiamento della retina, angoli di origine più piccoli producono ridotte post-immagini, e il potenziale impatto è meno significativo”.

La dimensione e l'orientamento delle superfici riflettenti rispetto all'osservatore hanno un ruolo rilevante per l’impatto, così come l'intensità e le dimensioni d’abbagliamento. Il bagliore sarà tanto più esteso quanto più crescono le dimensioni della superficie riflettente, ottenendo un maggiori pericoli potenziale oculari. L’impatto è legato all’orientamento della superficie riflettente, la capacità di riflesso e fattori soggetti, come le proprietà oculari (dimensione della pupilla, lunghezza focale dell’occhio, trasmittanza oculare) e la sensibilità oculare alla luce che influenzano soggettivamente l'irraggiamento della retina e l'impatto percepito del riverbero.

Tra i fattori che possono offrire un contributo alla mitigazione degli effetti di abbagliamento vi sono: ridurre la capacità di riflesso speculare, garantire una corretta progettazione e prevedere una corretta ubicazione degli impianti di energia solare. La capacità di riflesso ridotta e la maggiore dispersione del fascio riflesso può ridurre i potenziali pericoli oculari. Nel lavoro si evidenzia che “pur riducendo la riflessione, quest'ultima non è sempre un'opzione percorribile per alcuni componenti degli impianti, come gli specchi parabolici utilizzati per concentrare l'irraggiamento sui collettori solari”. Un motivo in più per convincerci che la collocazioni idonea ed in sicurezza degli impianti "solari termodinamici" di grandi dimensioni deve essere rappresentata dalle aree desertiche.

Ing. Donato Cancellara

Associazione Intercomunale Lucania & A.Mi.C.A.

Il "Glaring Problem" negli impianti solari termodinamici

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