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La rivista annuale di Innosuisse 2020

Da cantina ad accumulatore di calore

Più dell’80% dell’energia finale utilizzata dalle famiglie svizzere serve a generare calore, gran parte del quale è ancora prodotta da combustibili fossili. L’uso dell’energia solare e di altre fonti di energia rinnovabile è ancora così ridotto anche perché l’energia non arriva quando ne abbiamo bisogno, cioè principalmente in inverno.

La soluzione è usare gli accumulatori stagionali: il calore è immagazzinato in estate in un grande serbatoio d’acqua e potrà poi essere utilizzato in inverno. «I sistemi di accumulo di calore stagionale sono il più delle volte ancora troppo costosi in Svizzera» dice Willy Villasmil, collaboratore scientifico senior presso l’Università di Lucerna (HSLU). Insieme agli specialisti di isolamento termico di swisspor, il suo gruppo di ricerca sta sviluppando una soluzione economica e facile da implementare per singoli edifici residenziali o intere zone industriali.

«Stiamo lavorando su una soluzione sostenibile e facile da implementare per stoccare il calore estivo per diversi mesi e utilizzarlo d’inverno. La collaborazione con il nostro partner attuatore swisspor è stata molto proficua fin dall’inizio.»

Dr. Willy Villasmil

responsabile del gruppo di ricerca del centro di competenza di accumulatori termici di energia, Istituto di ingegneria meccanica ed energetica, Università di Lucerna

Con il prototipo blu è possibile esaminare il sistema di isolamento termico in condizioni di funzionamento reali.

L’idea è quella di convertire un vano esistente – per esempio una cantina vuota – in un’unità di accumulo di calore. La stanza viene isolata e sigillata all’interno in modo che possa essere riempita d’acqua e servire da serbatoio stagionale di acqua calda. L’acqua viene riscaldata in estate con l’energia di una pompa di calore, energia termica solare o calore residuo industriale.

In un primo progetto d’innovazione, sviluppato all’interno della SCCER HaE, è stato creato un materiale per l’isolamento termico in grado di resistere a temperature fino a 65 gradi e di durare fino a 50 anni. Nel progetto successivo, la HSLU e swisspor stanno ora studiando, con il sostegno di Innosuisse, come aumentare la temperatura nel serbatoio dell’acqua calda a 95 gradi e aumentare la pressione. «Più alta è la temperatura, più energia si potrà immagazzinare e maggiore sarà l’economicità del sistema di stoccaggio dell’energia» dice Willy Villasmil. Oltre allo sviluppo di materiali, il progetto si occupa anche di tematiche come l’integrazione e la gestione dell’accumulatore, ad esempio nei processi industriali.

La soluzione di stoccaggio sostenibile dovrebbe quindi diventare significativamente più conveniente in termini di costi – un presupposto importante affinché più famiglie e più aziende industriali facciano affidamento sulle energie rinnovabili e contribuiscano così alla riduzione di CO2. Il riscaldamento rappresenta infatti il 40% circa delle emissioni di CO2 in Svizzera.

Il processo di invecchiamento del materiale isolante in presenza di alte temperature e pressioni viene analizzato nel corso di una procedura accelerata.

Sostegno da Innosuisse

  • Progetto d’innovazione
  • Svolto nell’ambito del Centro di competenza per la ricerca energetica per l’accumulo di calore e di energia (SCCER HaE) che è stato sostenuto dal programma di promozione Energia di Innosuisse