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Thermal Energy Storage Systems for Energy Efficient Buildings. An integrated solution for residential building energy storage by solar and geothermal resources

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Un sistema a energia solare e geotermica per riscaldare e raffreddare le abitazioni sviluppato da un consorzio europeo

I costruttori edili promettono edifici senza emissioni di carbonio entro il 2050. Otto paesi europei si sono riuniti in un consorzio per sviluppare un sistema intelligente e sostenibile per riscaldare e raffreddare le abitazioni.

Energia

Le imprese edili promettono la decarbonizzazione degli edifici entro il 2050, ovvero che non ci saranno emissioni nell’atmosfera di CO2 da combustibili derivanti dalla costruzione o dal riscaldamento delle abitazioni. Non è un’impresa da poco, ma un consorzio europeo si è attivato per affrontare la sfida. Il consorzio ha sviluppato un nuovo sistema di riscaldamento e raffreddamento a energia solare e geotermica e lo ha collaudato in tre diversi climi: in quello caldo di Cipro e della Spagna come pure nel clima più freddo dell’Austria. Il progetto TESSe2b, coordinato dal Politecnico di Setúbal in Portogallo, ha dimostrato che il sistema innovativo per le abitazioni può ridurre il consumo energetico dell’80-90 % rispetto ai sistemi convenzionali attualmente utilizzati. Il sistema si avvale di due tipi di energia rinnovabile per il riscaldamento, il condizionamento dell’aria e il riscaldamento dell’acqua negli edifici, nonché di un sofisticato sistema di stoccaggio dell’energia termica. «Utilizziamo un maggior numero di fonti di energia rinnovabile e il riscaldamento, il raffreddamento e la produzione d’acqua calda per uso domestico si rivelano più efficienti degli attuali sistemi presenti sul mercato», afferma il coordinatore del progetto Luis Coelho. «TESSe2b riduce i costi energetici e contribuisce alla decarbonizzazione».

Stoccaggio nei giorni di pioggia

Il consorzio formato da otto paesi europei ha collaudato materiali a cambiamento di fase migliorati per i serbatoi di stoccaggio da riscaldamento e raffreddamento, per risolvere le frequenti discrepanze tra la fornitura e il fabbisogno di energia al variare dell’attività solare nei diversi periodi del giorno e dell’anno. «Questi materiali sono impiegati per immagazzinare il calore latente, che è generalmente più efficiente rispetto allo stoccaggio di calore sensibile», spiega Coelho. Il progetto ha sviluppato due tipi di materiali a cambiamento di fase, paraffine e sali idrati, e ha sviluppato soluzioni per gli scambiatori di calore nei bacini. Gli scambiatori sono stati in grado di sfruttare l’aumento dello stoccaggio termico sotterraneo e di massimizzare l’efficienza delle pompe di calore connesse al terreno. Uno degli aspetti più rilevanti di TESSe2b è il sistema di controllo, il quale si basa su un algoritmo di autoapprendimento che può essere impostato su diversi obiettivi: risparmiare il consumo energetico netto; ridurre al minimo i costi operativi; massimizzare i livelli di comfort oppure realizzare un compromesso tra questi obiettivi. «Il sistema impara, autonomamente, qual è la migliore modalità di funzionamento in base alle diverse condizioni», afferma Coelho. Gli sviluppatori hanno prodotto serbatoi di stoccaggio compatti in diverse combinazioni, per consentire l’adattamento del sistema negli impianti di riscaldamento, raffreddamento e produzione di acqua calda esistenti, oltre a quelli dei nuovi edifici. I partner del progetto hanno presentato la domanda di brevetto per il sistema e sono già in corso delle trattative con aziende interessate all’acquisto. La domanda esiste in quanto molti paesi europei, e non solo, si sono impegnati a diventare paesi a zero emissioni di carbonio nel corso dei prossimi 30 anni. Le cifre di Eurostat indicano che il 75 % del riscaldamento e del raffreddamento è ancora prodotto dai combustibili fossili, mentre solo il 19 % è prodotto dall’energia rinnovabile e, al momento, il riscaldamento e il raffreddamento negli edifici e nelle industrie rappresentano la metà del consumo energetico dell’UE, in base al documento «Mapping and Analysis of the Current and Future (2020-2030) heating/cooling fuel deployment (fossils/renewables)» («Mappatura e analisi dell’impiego attuale e futuro) (2020-2030) di combustibili (fossili/rinnovabili) per riscaldamento/raffreddamento)». «Appare evidente un significativo incremento del mercato per soluzioni come la nostra», afferma Coelho.

Parole chiave

TESSe2b, edifici senza emissioni di carbonio, decarbonizzazione, sistema di stoccaggio dell’energia termica, riscaldamento, raffreddamento, energia rinnovabile

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