I sistemi di accumulo dell'energia termica nel terreno: una perfetta sinergia tra solare e geotermico

Lo stoccaggio stagionale di energia termica nel terreno è un’interessante applicazione per integrare sistemi di riscaldamento e raffrescamento e produzione di acqua calda sanitaria in edifici residenziali o commerciali. Diversi impianti sono stati messi a punto in nord-Europa e nord-America, dimostrandone l’affidabilità e la sostenibilità, con significativi risparmi energetici ed economici. Due aspetti fondamentali su cui porre l’attenzione sono la progettazione ed il monitoraggio dell’impianto stesso. Il concetto principale di un sistema di stoccaggio è quello di produrre energia termica ed accumularla in un determinato materiale, per cui è necessario minimizzare le perdite di calore dal mezzo di accumulo in modo da recuperarne successivamente una quota parte maggiore possibile. Si distinguono in particolare tre applicazioni: i sistemi a calore di reazione chimica, i sistemi a calore latente e quelli a calore sensibile. I primi sfruttano materiali termo-chimici, i secondi materiali a cambiamento di fase, gli ultimi materiali come acqua e terreno. Il presente articolo si propone di fare una panoramica sullo stato dell’arte dei sistemi di stoccaggio termico, con un focus sulle applicazioni che accoppiano pannelli solari e sonde geotermiche (ciclo chiuso) o pozzi per acqua (ciclo aperto). Tali sistemi possono garantire una notevole riduzione dei consumi energetici e sarebbe auspicabile che anche in Italia si iniziasse a percorrere questa strada con impianti dimostrativi e prime reali applicazioni. The seasonal storage of thermal energy in the ground is a useful application able to provide the H&C and DHW demand of commercial or residential buildings. Several examples in northern-America and northern-Europe demonstrated the reliability and convenience of these systems in terms of both energy and economic savings. The design and the monitoring activity of such systems are fundamental aspects to take under consideration. The main purpose of a storage system is to produce energy and collet it in a specific material. It is therefore necessary to reduce the heat losses in order to have as much energy as possible back in the winter season. Three different storage mechanisms can be described depending on the kind of heat: thermo-chemical, latent and sensible heat. The first is used with thermo-chemical materials, the second with phase change materials and the latter mainly with water and soils. The present paper aims at discussing the state of the art about thermal energy storage systems, focusing on sensible heat applications that couple solar collectors with closed-loop or open-loop ground heat exchangers. These systems can assure significant savings. A growth of demonstrative plants and real scale applications in Italy would be desirable