Impatto dei sistemi di accumulo elettrochimico e termico sulla riduzione dei consumi energetici - Applicazione su un edificio ad uso terziario situato in un contesto urbano = Impact of electrochemical and thermal storage systems on the reduction of energy consumption - Application on a tertiary building located in an urban context

Le fonti rinnovabili svolgono un ruolo fondamentale nel raggiungimento della neutralità delle emissioni entro il 2050, traguardo fissato dal Green Deal Europeo in linea con le disposizioni dell'Accordo di Parigi. Pur offrendo vantaggi ambientali ed economici nel lungo periodo, esse presentano criticità legate alla produzione variabile e imprevedibile, con conseguenti effetti di instabilità della rete elettrica. A fronte di ciò, i sistemi di accumulo energetico diventano un elemento chiave, poiché permettono di immagazzinare l’energia prodotta in eccesso nei periodi di bassa domanda e di rilasciarla quando la richiesta aumenta, ponendosi alla base del percorso verso una concreta transizione energetica. Il presente elaborato ha indagato differenti scenari, ottenuti combinando a un impianto fotovoltaico – opzione ritenuta la più praticabile in contesti urbani – alcune tecnologie di accumulo, con lo scopo di valutare la fattibilità dell’autosufficienza energetica, o eventualmente di determinare la percentuale di energia elettrica da acquistare dalla rete rispetto a quella autoprodotta. Il caso più favorevole è stato ulteriormente approfondito per stimare le implicazioni progettuali e le modalità operative che ne derivano, tralasciando le considerazioni di tipo economico. I valori dei carichi termici, frigoriferi ed elettrici utili al conseguimento dell’obiettivo sono stati ottenuti attraverso la modellazione energetica di un edificio ad uso terziario situato nella città di Torino, effettuata tramite il software Design Builder e dei fogli di calcolo Excel. Quest’ultimo strumento è stato utilizzato anche per il dimensionamento dell’impianto fotovoltaico, presentato nel caso 0, e per implementare le diverse logiche di accumulo, descritte nei casi 1, 2 e 3. Nello specifico, nel primo scenario si è valutata l’integrazione di una batteria dimensionata con una capacità utilizzabile pari al massimo surplus disponibile, alla quale, nel secondo, sono stati affiancati, separatamente, un accumulo termico sensibile caldo e uno freddo. Si è svolto, inoltre, un approfondimento sull’accumulo termico latente con PCM per indagarne la convenienza. A seguito della presenza degli accumuli termici, nel caso 3 la batteria è stata dimensionata nuovamente, adattandola ai nuovi surplus ottenuti. Considerando un’installazione realistica di moduli fotovoltaici, ne consegue che più della metà dell’energia necessaria a coprire i carichi elettrici viene prelevata dalla rete. L’integrazione di una batteria consente di ridurre questa quota di circa dieci punti percentuali, mentre l’aggiunta di accumuli termici sensibili, pur offrendo alcuni benefici, contribuisce a una diminuzione trascurabile nella percentuale di interesse. Al contrario, un accumulo con PCM, nonostante la notevole riduzione dei volumi, comporta numerose complicazioni progettuali. In conclusione, l’accumulo elettrochimico con batteria risulta essere, tra quelle studiate, l’alternativa più vantaggiosa. Questo, combinato con il fotovoltaico, permetterebbe, in linea di massima, di raggiungere il totale dell’autoproduzione; ciononostante, il suo ingombro e le eventuali difficoltà di gestione restano fattori determinanti nella scelta progettuale finale. L’affiancamento di sistemi di accumulo può contribuire a una riduzione considerevole della quota di energia acquistata dalla rete; tuttavia, la completa autosufficienza energetica, per questa categoria di edifici e nei contesti urbani, rimane oggigiorno un obiettivo ambizioso.