Sustainable Thermal Energy Storage Technologies
Valorizzazione dell’energia termica di scarto o rinnovabile tramite tecnologie e materiali che implementano accumulo, raffrescamento e trattamento acque.
L’obiettivo dell’infrastruttura è la valorizzazione dell’energia termica di scarto o rinnovabile tramite tecnologie e materiali che implementano accumulo, raffrescamento e trattamento acque, nonché strategie per immissione in reti di teleriscaldamento e teleraffrescamento.
Si effettuerà modellazione multiscala al calcolatore di materiali, impianti e processi. Possibili integrazioni di generatori elettrochimici saranno anche studiate per analisi energetiche globali di incremento dell’efficienza energetica di sistema.
Il laboratorio sarà costituito da impianti di adsorbimento d'acqua su sorbente solido e ad effetti multipli, impianti di distillazione a membrana, simulatori solari e collettori solari e attrezzature di prototipazione rapida. Ci si avvantaggerà della microrete di teleriscaldamento (Energy Center Lab) interfacciata con sistemi di generazione e accumulo termico.
Nei primi 3 anni, le infrastrutture saranno raffinate e messe in rete per il monitoraggio e la gestione da remoto, analisi sperimentali saranno condotte nei successivi 2 anni.
All’interno del progetto Dipartimento di Eccellenza, è previsto il potenziamento di laboratori già sviluppati presso il DENERG e presso i laboratori del Clean Water Center ed Energy Center.
La presente proposta progettuale è mirata alla costruzione del sistema impiantistico, al progetto e realizzazione del sistema di misura, monitoraggio e controllo ed alla messa in rete della facility sperimentale.
Per quanto riguarda i laboratori del CWC da potenziare, questo intervento riguarderà gli impianti di adsorbimento di vapore acqueo per lo stoccaggio dell’energia termica soprattutto in merito alla capacità di caratterizzare sia le proprietà di equilibrio che cinetiche dei materiali microporosi.
Si contribuirà ad avanzare la conoscenza sull'integrazione e la gestione ottimale nella rete DENERG delle tecnologie termiche a bassa temperatura per scopi di accumulo, raffrescamento e dissalazione. Questo consentirà l’ottimizzazione e l'avanzamento delle conoscenze di tali processi energetici, anche dal punto di vista termoeconomico del sistema in un contesto micro e macroeconomico, sicurezza impiantistica e localizzazione degli impianti integrati.
I servizi previsti riguardano le attività didattiche sotto forma di possibili seminari a studenti su cicli accumulo termochimici e misure di caratterizzazione materiali accumulo (Energy Storage, prof. Chiavazzo); progettazione e ottimizzazione impianti termici (Numerical design of thermal systems, Thermal Design and Optimization, prof. Verda). Inoltre, sia gli impianti ad adsorbimento che macchine di misura sono in rete e possono condividere dati con altre infrastrutture di ricerca (e.g. IDE_3) nonché potenziali stakeholder esterni.
Il progetto è pienamente in sintonia con le attività in corso (caratterizzazione e ottimizzazione materiali per accumulo termochimico di lungo periodo) nonché le attrezzature utilizzate nell’ambito di tale progetto.
In tale progetto si sviluppano, tra le altre cose, sistemi per dissalazione e/o trattamento acqua con tecnologie termiche a bassa temperatura che possono beneficiare di sistemi di accumulo termico. In tale ambito quindi si studieranno possibili sinergie tra i due progetti.
Uno degli obiettivi di questo progetto consiste nello sviluppo di un sistema di accumulo geotermico da integrare con reti di teleriscaldamento per differenti livelli termici di funzionamento.
Tale progetto riguarda nuovi materiali e soluzioni progettuali ad alta potenza specifica per accumulo termico latente. Si intravedono sinergie in merito alla caratterizzazione termofisica dei materiali, ma si potranno anche studiare possibili sinergie e soluzioni ibride latente/termochimico.
Collaborazione di ricerca già in corso con SORPTION TECHNOLOGIES e IREN; trasferimento tecnologico (coinvolgimento di aziende). Laboratorio abilitante per tecnologie di accumulo termico.
