SACER
La nuova frontiera delle comunità energetiche
Comunità energetiche di seconda generazione
Le Comunità Energetiche Rinnovabili (CER) di seconda generazione rappresentano un passo avanti significativo nell’evoluzione del settore energetico. Un elemento distintivo è l’integrazione di tecnologie avanzate, come la digitalizzazione, l’intelligenza artificiale ed il machine learning, strumenti che garantiscono una gestione ottimizzata delle risorse, come la previsione della domanda e l'ottimizzazione della produzione e del consumo di energia. Le comunità energetiche di seconda generazione promuovono la diversificazione delle fonti energetiche, affiancando a fonti rinnovabili tradizionali, quali solare ed eolico, soluzioni innovative come il power-to-gas (P2G) e il power-to-heat (P2H). Il modello è contraddistinto dalla partecipazione attiva degli utenti, che non sono più semplici consumatori passivi, ma diventano co-produttori e gestori dell’energia all’interno della comunità. Ciò si traduce in una maggiore consapevolezza energetica, una riduzione dei consumi superflui e una maggiore coesione sociale. Infine, le comunità energetiche di seconda generazione favoriscono l’interconnessione tra diversi settori, come l’energia, la mobilità elettrica ed il costruire sostenibile, e la valorizzazione di diversi vettori energetici, sia elettricità che calore. Tali sinergie permettono di massimizzare l’efficienza riducendo l’impatto ambientale complessivo.
Accumuli termici
Nell’ottica della introduzione di nuove logiche di gestione dei flussi energetici, nelle reti di riscaldamento urbano, gli accumuli termici possono permettere lo stoccaggio del surplus di calore fungendo al contempo da elemento di raccordo tra rete elettrica e termica grazie all’utilizzo delle pompe di calore. Tali accumuli sono sistemi che immagazzinano energia termica per poi rilasciarla gradualmente e, grazie alla capacità di conservare e distribuire il calore in modo efficiente, contribuiscono a ridurre consumi e costi energetici. Nel Progetto Sacer saranno sperimentati i livelli prestazionali di sistemi di accumulo termico basati su materiali innovativi, quali elementi a cambiamento di fase e materiali termochimici, e su accumuli a terreno (sonde geotermiche). Verrà inoltre studiato l’accoppiamento accumulo termico-pompa di calore elettrica quale elemento di interscambio energetico (elettrico-termico) per le CER.
Materiali a cambiamento di fase
I materiali a cambiamento di fase – noti anche come PCM (Phase Change Materials) – sperimentano una transizione di fase termica da uno stato solido a uno stato liquido o viceversa a una temperatura specifica. Questo processo avviene con l’assorbimento o il rilascio di una quantità significativa di energia termica, che viene immagazzinata o rilasciata durante la transizione di fase. I PCM sono utilizzati per il controllo della temperatura in una varietà di applicazioni: isolamento termico, raffreddamento e riscaldamento degli edifici, elettronica e dispositivi medici. Nel Progetto Sacer, tali materiali saranno studiati in sistemi di accumulo termico innovativi in abbinamento a pompe di calore elettriche in punti nodali di interscambio di energia.
Materiali termochimici
I materiali termochimici sono così definiti in quanto sono grado di assorbile e rilasciare calore durante una reazione chimica o cambiamento di fase. In particolare, hanno le seguenti proprietà: - capacità termica elevata, con conseguente efficacia nel mantenimento di una temperatura costante durante processi di rigenerazione o riscaldamento. - reattività chimica, ovvero capacità di subire reazioni chimiche reversibili che coinvolgono il rilascio e l’assorbimento di calore, che possono essere sfruttate per regolare la temperatura in una varietà di applicazioni, dall’isolamento termico alla produzione di energia. Grazie a tali caratteristiche, i materiali termochimici sono cruciali per una vasta gamma di applicazioni che richiedono il controllo della temperatura, dalla refrigerazione all’isolamento ed all’accumulo termico. Nel Progetto Sacer, tali materiali saranno studiati in sistemi di accumulo termico innovativi in abbinamento a pompe di calore elettriche in punti nodali di interscambio di energia.
Soluzioni innovative di coating superficiale
Soluzioni tecnologiche avanzate di rivestimento – coating – superficiale risultano essenziali per la massimizzazione della efficienza e della durata nel tempo dei serbatoi di accumulo termico. Nel Progetto Sacer, un’attenzione particolare sarà dedicata alla sperimentazione di rivestimenti dalle spiccate proprietà anticorrosione specificatamente protettivi rispetto all’azione attesa dai materiali termochimici a diretto contatto con la superficie metallica dell’accumulo, così da evitare che questi materiali innovativi reagiscano con la superficie stessa.
Tool di simulazione di CER
Sviluppo di un applicativo IT che permetta di simulare e gestire in maniera efficiente una CER, valutando in maniera integrata le prestazioni di diversi sistemi di accumulo. L'applicativo sarà in grado di collezionare dati relativi ai profili orari di consumo/surplus di energia elettrica e termica delle diverse tipologie di utenze che tipicamente compongono CER. Inoltre, permetterà di sviluppare modelli in grado descrivere i processi di accumulo e di utilizzo dell’energia termica ed elettrica immagazzinata. Infine, potrà simulare il comportamento di una CER di seconda generazione fornendo le indicazioni necessarie alla sua ottimizzazione ed alla valorizzazione anche dell’energia termica condivisa. Il tool potrà essere utilizzato sia in modalità stand-alone, sia integrandolo con applicazioni commerciali.
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Just like Mark Zuckerberg founded a brand new medium of communication right out of his college dorm, we’ve founded a brand new energy source company while still in college!