Garantire un’efficiente fornitura di energia rinnovabile per gli edifici residenziali plurifamiliari

Mossi dall’evidente urgenza di arginare i cambiamenti climatici, gli scienziati stanno studiando varie modalità per far sì che il settore mondiale dell’energia, attualmente basato sui combustibili fossili, produca emissioni di carbonio nulle. Affinché tale processo di transizione energetica si concluda con successo, è fondamentale garantire che venga fornita energia rinnovabile agli edifici.

Con il sostegno del progetto TRI-HP, finanziato dall’UE, un team di ricercatori sta lavorando per fornire soluzioni energetiche personalizzate per gli edifici europei, in particolare per edifici residenziali plurifamiliari che rispettano il concetto di consumo netto di energia nullo. «Quasi il 50 % del consumo finale di energia nell’Unione europea è finalizzato al riscaldamento e al raffreddamento», osserva in un video YouTube il responsabile di progetto, il dottor Daniel Carbonell dell’Istituto per la tecnologia solare SPF, in Svizzera. Aggiunge inoltre che l’80 % di tale consumo avviene negli edifici, sottolineando che, se l’Europa intende decarbonizzare i propri sistemi di approvvigionamento energetico, è necessario introdurre soluzioni di energia rinnovabile. L’obiettivo del progetto, come descritto dal dottor Carbonell nel medesimo video, «è quello di sviluppare dei sistemi di trigenerazione flessibili, a basso consumo energetico e dal prezzo accessibile in grado di fornire riscaldamento, raffreddamento ed elettricità».Il progetto sta sviluppando alcuni sistemi basati su pompe di calore con refrigerante naturale alimentate da elettricità, combinate con il fotovoltaico. L’impiego di refrigeranti naturali quali la CO2 e il propano permetterà di superare le problematiche ambientali e di sicurezza legate ai refrigeranti di sintesi. «Una delle principali innovazioni del progetto è l’impiego di un metodo di super raffreddamento, unito al concetto di miscela di ghiaccio da energia solare per venire incontro alla richiesta di riscaldamento negli edifici», spiega il dott. Carbonell. Verranno impiegati alcuni rivestimenti repellenti al ghiaccio per costruire gli scambiatori di calore, i quali verrano usati come super-refrigeranti per assicurare che le superfici siano libere da ghiaccio. Un altro concetto innovativo è il sistema a doppia fonte suolo/aria, che permetterà di impiegare il suolo e l’aria come fonti o dissipatori di calore, in base alla migliore fonte disponibile nei diversi momenti della giornata.

Grazie all’uso delle tre fonte di calore, ovvero il solare, il suolo e l’aria ambiente, il sistema potrà essere sviluppato con un’importante quota di flessibilità. Le innovazioni introdotte dal progetto possono ridurre i costi di installazione fino al 15 % rispetto alle attuali tecnologie di pompe di calore e mirano a diminuire le emissioni di gas a effetto serra provenienti dalle caldaie a gas e dai refrigeratori d’aria fino alla sorprendente percentuale del 75 %.

La pompa di calore a CO2 e propano attualmente in sviluppo nell’ambito del progetto TRI-HP (Trigeneration systems based on heat pumps with natural refrigerants and multiple renewable sources.) sarà sottoposta a collaudi in laboratorio. «Uno dei passi successivi sarà effettuare dimostrazioni di queste tecnologie in edifici residenziali reali ed estendere fino all’industria lo sviluppo del metodo super-refrigerante a base di miscela di ghiaccio», afferma il dott. Carbonell. Al fine di coprire una percentuale rilevante degli edifici residenziali plurifamiliari d’Europa, le tecnologie di recente sviluppo verranno impiegate sia in edifici nuovi che in costruzioni restaurate.