* 16/07/96 Miguel Ramirez Dr Shane Colclough Prof Neil J Hewitt

Presentazione sul tema: "* 16/07/96 Miguel Ramirez Dr Shane Colclough Prof Neil J Hewitt"— Transcript della presentazione:

1 * 16/07/96 Miguel Ramirez Dr Shane Colclough Prof Neil J Hewitt Versione italiana: Ing. Daniela Reccardo Ing. Giulia Veardo Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET) per DOCENTI (Professori Universitari, docenti di scuola superiore, Pubbliche amministrazioni che si occupano di Energia, etc) *

2 Che cos’è lo Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET)?
Argomenti Che cos’è lo Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET)? Perchè usare lo SSET? Storia dello SSET Come funziona? Modi per stoccare l’energia termica Quanta energia può essere immagazzinata? Dove viene meglio impiegato? Quanto costa? Casi studio

3 Che cos’è lo Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET)?
Argomenti Che cos’è lo Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET)? Perchè usare lo SSET? Storia dello SSET Come funziona? Modi per stoccare l’energia termica Quanta energia può essere immagazzinata? Dove viene meglio impiegato? Quanto costa? Casi studio

4 Stoccaggio del freddo durante l’inverno per utilizzarlo in estate
CHE COS’E’ LO SSET ? Stoccaggio del freddo durante l’inverno per utilizzarlo in estate Stoccaggio di calore durante l’estate per utilizzarlo in inverno

5 Che cos’è lo Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET)?
Argomenti Che cos’è lo Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET)? Perchè usare lo SSET? Storia dello SSET Come funziona? Modi per stoccare l’energia termica Quanta energia può essere immagazzinata? Dove viene meglio impegato? Quanto costa? Casi studio

6 Il 60-70% di esso è utilizzato per il riscaldamento delle abitazioni
PERCHE’ USARE LO SSET? Il consumo di energia degli edifici rappresenta il 30-40% del consumo totate di energia nell’Unione Europea Il 60-70% di esso è utilizzato per il riscaldamento delle abitazioni La domanda di calore per il riscaldamento si verifica soprattutto in inverno quando la disponibilità solare è più bassa Stoccare l’energia termica solare in estate per utilizzarla nei mesi invernali I paesi del Nord Europa hanno una temperatura ambiente media di circa 5 °C e un irraggiamento solare annuo fino a 1000 kWh/(m2 anno) (Stoccolma) The concept of Seasonal Thermal Storage is to store solar thermal energy in summer months (higher solar availability) for later use in winter months (highest heat demand) Fonte: SoDa-is.com

7 Che cos’è lo Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET)?
Argomenti Che cos’è lo Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET)? Perchè usare lo SSET? Storia dello SSET Come funziona? Modi per stoccare l’energia termica Quanta energia può essere immagazzinata? Dove viene meglio impiegato? Quanto costa? Casi studio

8 STORIA DELLO SSET– Stoccaggio del freddo
Antica Persia Nel 400 a.C. cupole in muratura alte circa 18 metri (Yakhchals) con un sistema di torri del vento sono state usate per stoccare ghiaccio e mantenere il raffreddamento a temperature ambiente di 40 °C Romani 1° secolo d.C. utilizzavano pozzi e neve per mantenere freddi il loro cibo e vino nei giorni più caldi Cold Houses Nel XVIII – XIX secolo, l’acqua di fiumi o laghi veniva utilizzata per mantenere basse temperature all’interno di strutture, chiamate Cold Houses, per la conservazione degli alimenti (Middleton, Inghilterra – Glen River, Irlanda del Nord) Fonte: awesci.com Fonte: Griffiths & Colclough

9 STORIA DELLO SSET– Stoccaggio di calore
Germania dopo la I Guerra Mondiale I primi studi di fattibilità sono iniziati nel 1920 a causa delle limitate risorse del paese USA La casa di vetro Keck nel 1933 e la casa MIT nel 1939, entrambe realizzate con vetro e materiali ad alta capacità termica per lo stoccaggio di energia termica Danimarca, Svezia Durante la crisi petrolifera degli anni ‘70 i governi furono costretti a cercare alternative. Sistemi di stoccaggio termico di piccole e grandi dimensioni sono stati costruiti e combinati a reti di teleriscaldamento

10 Che cos’è lo Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET)?
Argomenti Che cos’è lo Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET)? Perchè usare lo SSET? Storia dello SSET Come funziona? Modi per stoccare l’energia termica Quanta energia può essere immagazzinata? Dove viene meglio impiegato? Quanto costa? Casi studio

11 COME FUNZIONA- COMPONENTI
Fonte di calore Solare Biomassa Calore di scarto industriale… Stoccaggio Termico Elevata Capacità termica Grande volume Basse perdite termiche Sistemi Ausiliari & di Distribuzione Caldaia, Pompa di calore Rete di teleriscaldamento

12 In Parallelo In Serie Serie/Parallelo COME FUNZIONA - CONFIGURAZIONI
Pompa di calore, collettori solari and SSET lavorano in modo indipendente per soddisfare la domanda di calore In Serie Collettori solari o SSET agiscono come fonte per la pompa di calore o in aggiunta ad altre fonti Serie/Parallelo La pompa di calore o i collettori forniscono calore all’edificio in modo dipendente o indipendente Source: Solites

13 Parallelo COME FUNZIONA - CONFIGURAZIONI
* 16/07/96 COME FUNZIONA - CONFIGURAZIONI Parallelo I collettori solari sono collegati direttamente al serbatoio di stoccaggio e lo caricano con energia termica durante i periodi di elevata radiazione solare. Lo SSET fornisce acqua calda per l’acqua calda sanitaria (ACS) e il sistema di riscaldamento degli ambienti durante il periodo di riscaldamento (inverno). Quando la temperatura dello SSTE è inferiore a quella richiesta, la pompa di calore fornisce il calore necessario sia per l’ACS sia per il sistema di riscaldamento degli ambienti. La sorgente termica della pompa di calore è esterna e può essere l’aria, il terreno o derivante dal recupero di calore di scarto Collettori solari ACS Pompa di calore (ad aria o geotermica) Carico SSET *

14 Serie COME FUNZIONA - CONFIGURAZIONI
Il campo solare, il serbatoio di SSET e la pompa di calore sono collegati in serie. Il calore viene immagazzinato nei periodi di elevata radiazione solare. I collettori solari possono agire direttamente come fonte per la pompa di calore o indirettamente tramite accumulo termico. La pompa di calore deve essere acqua-acqua e può soddisfare la richiesta sia di acqua calda sanitaria (ACS) sia di riscaldamento. La temperatura del serbatoio di stoccaggio può essere mantenuta entro un intervallo di temperature più basso in funzione dell’intervallo di funzionamento della fonte della pompa di calore. Avendo una temperatura inferiore nel serbatoio di stoccagio, le perdite termiche dallo SSET sono minori Pompa di calore Collettori solari ACS SSET Carico

15 Serie/Parallelo COME FUNZIONA- CONFIGURAZIONI
Il serbatoio di SSET è caricato dai collettori solari e fornisce calore per l’acqua calda sanitaria e per il riscaldamento degli edifici. Quando la temperatura all’interno del serbatoio di SSET è inferiore al minimo richiesto dal carico, la pompa di calore entra in funzione. La pompa di calore estrae il calore residuo dal volume di stoccaggio per fornire acqua calda sanitaria e riscaldamento agli edifici. In tutti e tre i casi, la pompa di calore può funzionare durante i periodi di basso costo dell’elettricità per riscaldare il volume di ACS in modo coveniente. Inoltre, un sistema ausiliario (per esempio una caldaia a gas) deve essere utilizzato per coprire la domanda di riscaldamento che non può essere coperta dal sistem di SSET. Collettori Solari ACS Pompa di calore Carico SSET

16 ESEMPIO di MODALITA’ DI FUNZIONAMENTO DELLO SSET IN SERIE/PARALLELO
(IMPIANTO EINSTEIN)

17 Carica COME FUNZIONA – Serie/Parallelo
La carica di un sistema di SSET inizia quando l’energia termica della fonte (solare) è disponibile. L’energia termica solare può essere raccolta durante I mesi estivi e stoccata nel serbatoio di SSET per utilizzarla successivamente. E’ anche possibile immagazzinare e fornire energia termica solo quando il serbatoio ha circuiti indipendenti per la carica e la scarica.

18 Scarica diretta COME FUNZIONA– Serie/Parallelo
La scarica di un sistema di SSET inizia con la stagione di riscaldamento. Il serbatoio fornisce calore direttamente agli edifici attraverso una rete teleriscaldamento o tubazioni dirette. La temperatura di uscita dell'acqua calda è regolata in base alla curva di riscaldamento del carico. Le temperature massime in uscita dallo SSET sono tipicamente 80 °C, (con serbatoi pressurizzati è possibile avere temperature > 100 ° C). TSSET > 50°C

19 Funzionamento Pompa di calore
COME FUNZIONA– Serie/Parallelo Funzionamento Pompa di calore La pompa di calore funziona quando la temperatura di uscita dallo SSET è inferiore alla temperatura necessaria al carico per coprire interamente la domanda di riscaldamento. L’acqua dallo SSET fornisce calore al ciclo di evaporazione della pompa di calore e il ciclo di condensazione fornisce acqua calda con temperatura sufficiente a superare le esigenze del carico. 10°C < TSSET < 50°C

20 Sistemi ausiliari – Caldaia
HOW DOES IT WORK – Serial/Parallel Sistemi ausiliari – Caldaia Quando la temperatura dell'acqua nel serbatoio scende (10 °C) ad un livello che è fuori del funzionamento efficiente della pompa di calore, il sistema ausiliario si avvia. L'energia termica dal serbatoio di SSET è stata completamente scaricata e il carico dipende totalmente sul sistema ausiliario. TSSET < 10°C

21 Sistemi Ausiliari– Caldaia/ Pompa di calore
COME FUNZIONA– Serie/Parallelo Sistemi Ausiliari– Caldaia/ Pompa di calore Una sorgente di calore ausiliaria è essenziale per coprire il carico di punta e per i periodi in cui il serbatoio è scarico Le pompe di calore sono tipicamente tre/quattro volte più efficienti dei riscaldatori convenzionali a parità di quantità di calore Le pompe di calore acqua-acqua hanno una bassa temperatura di ritorno lato sorgente. Tale differenza di temperatura favorisce la stratificazione nel serbatoio. Una temperatura più bassa in fondo al serbatoio determina una maggiore efficienza del collettore e diminuisce le perdite termiche attraverso il terreno

22 Che cos’è lo Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET)?
Argomenti Che cos’è lo Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET)? Perchè usare lo SSET? Storia dello SSET Come funziona? Modi per stoccare l’energia termica Quanta energia può essere immagazzinata? Dove viene meglio impiegato? Quanto costa? Casi studio

23 Calore Latente Calore Chimico Calore Sensibile
MODI PER STOCCARE L’ENERGIA TERMICA Calore Latente Calore Chimico Calore Sensibile

24 Stoccaggio di calore latente
MODI PER STOCCARE L’ENERGIA TERMICA Stoccaggio di calore latente I materiali più comunemente utilizzati per immagazzinare calore latente sono i Materiali a cambiamento di fase solido-liquido (Phase Change Materials - PCM). L'energia termica può essere assorbita dai PCM in entrambi gli stati solido e liquido. Tuttavia, i PCM assorbono elevate quantità di calore durante la conversione da solido a liquido (temperatura di fusione). I materiali a cambiamento di fase possono immagazzinare da 5 a 14 volte più calore per unità di volume rispetto ai materiali di stoccaggio convenzionali quali acqua, mattoni o roccia. Quando l'energia termica viene assorbita dai PCM, questi cambiano fase da liquido a solido rilasciando il calore latente immagazzinato.

25 Stoccaggio Termochimico
MODI PER STOCCARE L’ENERGIA TERMICA Stoccaggio Termochimico I sistemi di stoccaggio di calore chimico e di assorbimento (stoccaggio termochimico), sono promettenti tecnologie con notevoli vantaggi rispetto ai sistemi di stoccaggio sia di calore latente sia sensibile. Le densità di immagazzinamento possono essere teoricamente fino a 10 volte superiori a quelle dell'acqua, riducendo così i volumi. A causa della natura del processo e la bassa temperatura dei materiali stoccati possono essere eliminate quasi totalmente le perdite termiche. La combinazione di entrambi i vantaggi facilita un efficiente stoccaggio di energia termica nel tempo e il suo trasporto

26 Stoccaggio di calore sensibile
MODI PER STOCCARE L’ENERGIA TERMICA Stoccaggio di calore sensibile Il calore sensibile è l'energia termica ceduta a o da una sostanza che provoca un cambiamento di temperatura. E’ il modo più comune e diretto per immagazzinare calore, tuttavia i principali inconvenienti sono le grandi quantità di materiali/volumi necessari e le perdite di calore quando il mezzo di stoccaggio è circondato da temperature più basse. L'uso di serbatoi d'acqua per l'accumulo termico è una tecnologia ben nota. Soluzioni innovative possono ridurre al minimo le perdite di calore, garantendo una stratificazione ottimale dell'acqua e un isolamento termico ad alta efficienza.

27 Che cos’è lo Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET)?
Argomenti Che cos’è lo Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET)? Perchè usare lo SSET? Storia dello SSET Come funziona? Modi per stoccare l’energia termica Quanta energia può essere immagazzinata? Dove viene meglio impiegato? Quanto costa? Casi studio

28 QUANTA ENERGIA PUO’ ESSERE IMMAGAZZINATA
Q= m.cp.ΔΤ Q: Energia termica stoccata m: Massa della sostanza usata per stoccare calore cp: Capacità termica specifica della sostanza usata per stoccare calore ΔT: Variazione di temperatura del mezzo di stoccaggio prima e dopo averlo caricato

29 QUANTA ENERGIA PUO’ ESSERE IMMAGAZZINATA
Esempio: Collettori solari riscaldano 100 m3 d’acqua da 25 a 50°C, la quale è stoccata in un serbatoio di stoccaggio isolato. Quanta energia può essere immagazzinata nell’acqua? Q = m.cp.ΔΤ m = ρ.V = 1000kg/m3 x100m3 = kg cp = 4.18 kJ/kg.K) ΔΤ= 25°K Q= x 4.18 x 25 = MJ = 2.9 MWh

30 QUANTA ENERGIA PUO’ ESSERE IMMAGAZZINATA
Stoccaggio di energia termica in serbatoio d‘acqua calda (Hot Water TES) Stoccaggio di energia termica in fossa scavata nel terreno (Pit TES) ~70 kWh/m³ 1) ~55 kWh/m³ 2) Crailsheim DT=30 K * 2500 KJ/(m³ K) => 21 KWh/m³ Stoccaggio di energia termica in pozzi verticali (Boreholes TES) Stoccaggio di energia termica in Acquifero (Aquifer TES) 15-30 kWh/m³ 30-40 kWh/m³ 1) Jmax=90 °C, Jmin=30 °C con pompa di calore 2) Jmax=80 °C, Jmin=10 °C gravel-water TES con pompa di calore

31 PERDITE DA SERBATOI DI STOCCAGGIO
Le perdite dai serbatoi di SSET possono essere elevate Curva di raffreddamento dell’acqua calda stoccata in un serbatoio di volume netto pari a 10 m3 (forma cilindrica: Ø 2 m, altezza  3,18 m). Temperatura iniziale 80 °C, temperatura ambiente 5 °C Grazie a minori rapporti superficie su volume, i grandi serbatoi si raffreddano più lentamente e sono quindi favoriti. Questo ha portato a focalizzarsi su SSET combinati a reti di teleriscaldamento Time in days A: Materiale isolante convenzionale: λ = 0,05 W/(m·K), spessore isolamento s = 0,2 m B: Materiale isolante convenzionale : λ = 0,05 W/(m·K), spessore isolamento s = 2 m C: isolamento sottovuoto: λ = 0,005 W/(m·K), spessore isolamento s = 0,2 m

32 Che cos’è lo Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET)?
Argomenti Che cos’è lo Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET)? Perchè usare lo SSET? Storia dello SSET Come funziona? Modi per stoccare l’energia termica Quanta energia può essere immagazzinata? Dove viene meglio impiegato? Quanto costa? Casi studio

33 DOVE VIENE MEGLIO IMPIEGATO?
Tipologia di edificio Casa singola Sviluppo di multi-unità Di nuova costruzione (preferibile) Edifici esistenti Condizioni climatiche Elevata Radiazione solare annuale e moderato fabbisogno di calore in inverno sono ideali Tipologia di riscaldamento Teleriscaldamento Bassa temperatura Fonte: Asko professionals

34 DOVE VIENE MEGLIO IMPIEGATO? - Considerazioni
Condizioni del terreno Struttura Geologica Terreno per lo Stoccaggio Caratteristiche idrogeologiche (acquiferi) Fonte di energia termica Superficie sufficiente per i collettori solari (terra, tetto) Fonti di calore di scarto industriali (intervallo di temperatura, distanza dal punto della domanda di calore e disponibilità) Disponibilità della rete di teleriscaldamento Tipologia di utilizzo Carico singolo Utilizzo in abitazione indipendente (sistema di controllo complesso)

35 DOVE VIENE MEGLIO IMPIEGATO? – Risorse EINSTEIN
Posizione all’interno dell’UE La domanda di energia per il riscaldamento degli ambienti in Europa varia significativamente da paese a paese. I principali fattori dipendono dagli edifici esistenti, il periodo di costruzione, la densità edilizia e le condizioni climatiche locali. Il maggior potenziale per l'applicazione dei sistema di SSET in Europa sono evidenziati nel rapporto: “Classification of EU building stock according to energy demand requirements.” ("Classificazione degli edifici europei in base alle esigenze della domanda di energia ") Domanda di energia residenziale in funzione della temperatura ambiente media. (ACC4: Bulgaria, Romania, Turchia, Croazia, EFTA3: Islanda, Norvegia e Svizzera; NMS 10: nuovi dieci Stati membri dal maggio 2004. (Fonte: ECPHEATCOOL).

36 DOVE VIENE MEGLIO IMPIEGATO? – Risorse EINSTEIN
Integrazione dello SSET Date le recenti normative di rendimento energetico nei paesi dell'UE si prevede che gli edifici avranno domanda di energia più bassa (< 50 kWh/m²anno). In questo caso è possibile usare temperature più basse di alimentazione per i sistemi di riscaldamento diminuendo così le perdite termiche. Questo rende i sistemi di SSET più adatti all'integrazione in sistemi di riscaldamento a basso consumo energetico. L’integrazione dello SSET con una serie di tecnologie per generazione di calore, quali caldaie a gas, pompe di calore, produzione combinata di calore ed elettricità (CHP) e sistemi di distribuzione, sono discussi in questo documento: “Technology assessment HVAC and DHW systems in existing buildings throughout the EU” ("Valutazione della tecnologia HVAC e dei sistemi di produzione di acqua calda negli edifici esistenti in tutta l'UE ")

37 DOVE VIENE MEGLIO IMPIEGATO? – Risorse EINSTEIN
Proggettazione di sistemi di SSET e impianti EINSTEIN Numerose fasi devono essere intraprese per la progettazione di un sistema di SSET. Esse consistono principalmente in sfide e decisioni tecniche, come il dimensionamento dei serbatoi di stoccaggio, la localizzazione, il dimensionamento del campo solare e le modifiche al sistema di riscaldamento. Avere un sistema transitorio influenzato principalmente dalle condizioni climatiche, consente di prevedere e determinare il comportamento tramite calcoli stazionari. Una guida completa per la pianificazione e la progettazione di un sistema di SSET la si può trovare qui: “Design guidelines for STES systems in Europe”. Per avere una panoramica della progettazione ed installazione degli impianti dimostrativi del progetto EINSTEIN si prega di cliccare qui.

38 DOVE VIENE MEGLIO IMPIEGATO? – SSET Design Tool
Decision Support Tool Per effettuare un design e una valutazione economica (CAPEX/OPEX) preliminari di sistemi di stoccaggio stagionale dell’energia termica in edifici esistenti, un Decision Support Tool (DST) è stato sviluppato nell’ambito del progetto EINSTEIN. Il DST aiuta gli utenti ad identificare le tecnologie più adatte e le loro prestazioni in funzione di alcune condizioni specifiche. Utenti Gli utenti candidati all’utilizzo del tool sono società di ingegneria e imprese edili con una conoscenza di base dei sistemi HVAC ma senza esperienza nell’installazione di sistemi di SSET Per ulteriori informazioni riguardanti il modello cliccare qui. Condizioni climatiche Esigenze di spazio Macchinari e esigenze di integrazione (Collettori solari , SSET, rete di teleriscaldamento, pompa di calore e sistemi ausiliari)

39 DOVE VIENE MEGLIO IMPIEGATO? – SSET Design Tool
Descrizione del DST Il tool software è costituito da tre parti principali: Sezione di inserimento dati Sezione di calcolo Sezione dei risultati Casistiche di progettazione In aggiunta alla selezione e valutazione di sistemi di SSET, il tool software consente di analizzare e confrontare diversi scenari. Sistemi centralizzati così come configurazioni distribuite possono essere studiate dall’utente per ogni luogo e ogni livello di domanda di riscaldamento di edifici esistenti e non esistenti. Per accedere al tool, cliccare qui: DECISION SUPPORT TOOL

40 DOVE VIENE MEGLIO IMPIEGATO
DOVE VIENE MEGLIO IMPIEGATO? – Combinazione tra una maggiore efficienza energetica e l’utilizzo di fonti rinnovabili Strategia Energetica Per essere più efficaci, i sistemi di SSET devono essere parte di una strategia energetica globale. Questa comprende: Riduzione della domanda di energia degli edifici esistenti attraverso misure di ristrutturazione in chiave energetica Integrazione delle energie rinnovabili Integrazione di soluzioni specialistiche tra cui lo SSET Queste decisioni devono essere ottimizzate in base a variabili relative al caso specifico, quali: Clima Costi Tipo di edificio Un Tool software di valutazione (Evaluation Tool) è stato sviluppato per determinare la combinazione più conveninte dei provvedimenti

41 DOVE VIENE MEGLIO IMPIEGATO? – Evaluation Tool
* 16/07/96 DOVE VIENE MEGLIO IMPIEGATO? – Evaluation Tool Configurazione del Tool di Valutazione 1.Definizione dell’edificio Selezione della zona climatica Selezione della tipologia di edificio Superficie dell’edificio 2. Riduzione del consumo energetico desiderata Selezione dell’intervallo di risparmio 3. Calcolo della soluzione più conveniente Ricerca sul database dei risultati: - Identificazione dei casi ottimali che soddisfano i risparmi selezionati. - Identificazione della combinazione più efficace di misure attive e passive (compreso lo SSET) 4. Risultati Combinazione ottimale selezionata Risparmio di energia primaria (-kWh/anno) Investimento richiesto (€) *

42 EVALUATION TOOL– La soluzione più conveniente
* 16/07/96 EVALUATION TOOL– La soluzione più conveniente Modello per la valutazione del comportamento energetico di edifici esistenti Strategie di ristrutturazione passive Contributo dello SSET all’efficacia dei costi Tool di Valutazione per la determinazione dell’intervento di ristrutturazione più conveniente Strumento decisionale per la progettazione e valutazione dello SSET OBIETTIVO PRINCIPALE “Sviluppo di una metodologia per la determinazione dell’intervento di ristrutturazione in chiave energetica più conveniente” EVALUATION TOOL *

43 DOVE VIENE MEGLIO IMPIEGATO? – Casa monofamigliare di riferimento
* 16/07/96 DOVE VIENE MEGLIO IMPIEGATO? – Casa monofamigliare di riferimento SFH: Single Family house (Casa monofamigliare) SFH 84,5 m2 *

44 DOVE VIENE MEGLIO UTILIZZATO? – Casa multifamigliare di riferimento
* 16/07/96 DOVE VIENE MEGLIO UTILIZZATO? – Casa multifamigliare di riferimento MFH: Multifamily house (Casa Multifamigliare - Condominio) MFH 676 m2 *

45 DOVE VIENE MEGLIO IMPIEGATO? – Esempi
* 16/07/96 DOVE VIENE MEGLIO IMPIEGATO? – Esempi Curve dei rapporti risultanti migliori (Distribuzione di Pareto) *

46 Che cos’è lo Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET)?
Argomenti Che cos’è lo Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET)? Perchè usare lo SSET? Storia dello SSET Come funziona? Modi per stoccare l’energia termica Quanta energia può essere immagazzinata? Dove viene meglio impiegato? Quanto costa? Casi studio

47 Tra le variabili sono inclusi:
QUANTO COSTA? I costi e i benefici economici dello stoccaggio stagionale dell’energia termica variano notevolmente. Tra le variabili sono inclusi: Dimensione Aspetti Climatici (irraggiamento solare, temperatura esterna) Domanda di riscaldamento Tipo di SSET Integrazione con la rete di teleriscaldamento Variabili economiche tra cui il tasso di inflazione, tasso di inflazione del combustibile, tasso interno di rendimento, ecc.

48 QUANTO COSTA? – Il serbatoio di stoccaggio
Esempi relativi al costo dei serbatoi di SSET Ci sono diversi modi per analizzare le prestazioni economiche di impianti di SSET. Il diagramma mostra i costi di una vasta gamma di serbatoi di SSET di diverse dimensioni installati in grandi sistemi di teleriscaldamento. Il costo dell'investimento diminuisce con le dimensioni. Il costo dei serbatoi di SSET del progetto EINSTEIN per entrambi gli scenari di piccola e grande dimensione è mostrato nella tabella Fonte: Solites Luogo Volume SSET {m3} Costo {€} Costo/m3 {€} Svezia 23 16225 705.4 Polonia 800 Spagna 180

49 QUANTO COSTA? – Costo complessivo di riscaldamento
Esempio di installazione del sistema di SSET in una abitazione singola Casa passiva con ACS solare e riscaldamento degli ambienti con SSET Il ritorno dell’investimento in tempi più brevi è stato raggiunto con ACS solare e sistema di riscaldamento degli ambienti senza SSET (opzione con costo più basso nell’anno 16 & di nuovo nell’anno 24 dopo la ristrutturazione) Quando lo SSET è stato aggiunto al sistema ACS solare e al sistema di riscaldamento, l’opzione è risultata a più basso costo nell’anno 33 Si noti che lo SSET è richiesto come parte integrante del sistema al fine di evitare problemi tecnici di ristagno Source: Colclough & Griffiths, Applied Energy Journal 2016 I costi indicati includono sistemi, costi operativi e di combustibile e sono corretti per l'inflazione e il fattore di sconto della società (valore attuale netto).

50 Esempio di installazione di SSET di piccole dimensioni
QUANTO COSTA? Esempio di installazione di SSET di piccole dimensioni Sviluppo di 10 unità con ACS solare e sistema di riscaldamento con SSET in Lysekil, Svezia Edificio ristrutturato come Casa Passiva Utilizzato sistema di riscaldamento solare con SSET Ritorno dell’investimento raggiunto in 17 anni Descrizione Sviluppo di multiunità Numero di unità 10 (4 commerciali, 6 residenziali) Area superficiale totale {m2} 381 più 390 = 781 Totali Campo solare {m2} 50 Stoccaggio giornaliero {m3} 3.3 Volume SSET {m3} 23 Domanda di energia per il riscaldamento {kWh} 53,422 Domanda di energia per ACS {kWh} 7,417 VAN Totale dopo 40 anni{€} 405,415 Ritorno dell’investimento {Anni} 17 Risparmio rispetto a sistemi di SSET non solari 27%

51 Esempio di una installazione di SSET di piccole dimensioni
QUANTO COSTA? Esempio di una installazione di SSET di piccole dimensioni Sviluppo di 10 unità con ACS solare and sistema di riscaldamento con SSET in Lysekil, Svezia Il costo totale della fornitura di ACS e riscaldamento degli ambienti è visibile nella figura. I costi comprendono sistemi, costi operativi e di combustibile e sono corretti per l'inflazione e fattore di sconto della società (valore attuale netto) I costi di riscaldamento, nel corso dei 40 anni considerati, con rete teleriscaldamento (€ ) superano quelli relativi all’utilizzo di riscaldamento solare con SSET che utilizzano la rete di teleriscaldamento come backup (€ ) Dettagli completi di questa analisi sono disponibili qui (insert link to Del 7.5)

52 Che cos’è lo Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET)?
Argomenti Che cos’è lo Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET)? Perchè usare lo SSET? Storia dello SSET Come funziona? Modi per stoccare l’energia termica Quanta energia può essere immagazzinata? Dove viene meglio impiegato? Quanto costa? Casi studio

53 Impianto di riscaldamento centralizzato Collettori solari
CASI STUDIO Impianto di riscaldamento centralizzato Collettori solari Stoccaggio Stagionale dell‘Energia Termica Rete Solare Rete di teleriscaldamento Sottostazione di trasferimento del calore 53

54 Serbatoio di SSET sotto l’edificio
CASI STUDIO Serbatoio di SSET sotto l’edificio Prima Casa 100% Solare in Europa Oberburg, Svizzera In funzione a partire da Gennaio 1990 Fonte: Jenni Energietechnik

55 Casa Solare (Oberburger Sonnenhaus)
CASI STUDIO Casa Solare (Oberburger Sonnenhaus) Prima abitazione multifamigliare ad essere completamente riscaldata con energia solare Oberburg, Svizzera 276m² di collettori solari 205m³ Serbatoio di stoccaggio di energia termica Fonte: Jenni Energietechnik

56 CASI STUDIO Amburgo (1996) Friedrichshafen (1996) Neckarsulm (1997)
Fonte: USTUTT CASI STUDIO Amburgo (1996) Friedrichshafen (1996) 3.000 m² Coll. Flat plate 4500 m³ Water TES 4.050 m² Coll. Flat plate m³ Water TES Neckarsulm (1997) Steinfurt (1998) 5.900 m² Coll. Flat plate m³ Boreholes TES 510 m² Coll. Flat plate 1.500 m³ Pit TES Rostock (2000) Hannover (2000) 1.000 m² Tetto solare m³ Acquifer TES 1.350 m² Coll. Flat plate 2.750 m³ Water TES

57 CASI STUDIO Chemnitz, 1. fase (2000) Attenkirchen (2002) Munich (2007)
Fonte: USTUTT CASI STUDIO Chemnitz, 1. fase (2000) Attenkirchen (2002) 540 m² Vacuum tubes 8.000 m³ Pit TES 800 m² Tetto solare 9.850 m³ Water TES & Boreholes TES Munich (2007) Crailsheim (2007) 2.900 m² Coll. Flat plate 5.700 m³ Water TES 7.500 m² Coll. Flat plate m³ Boreholes TES Eggenstein (2008) 1.600 m² Coll. Flat plate 4.500 m³ Pit TES

58 * 16/07/96 Stoccaggio Stagionale dell’Energia Termica (SSET) per DOCENTI (Professori Universitari, docenti di scuola superiore, Pubbliche amministrazioni che si occupano di Energia, etc) Miguel Ramirez Dr Shane Colclough Prof Neil J Hewitt Versione italiana: Ing. Daniela Reccardo Ing. Giulia Veardo *