Il riscaldamento degli ambienti e l’acqua calda a uso domestico negli edifici residenziali e commerciali sono responsabili di circa il 40 % del consumo totale di energia nell’UE, mentre l’energia solare termica rappresenta una delle più promettenti fonti di calore. Sebbene l’efficienza energetica nei nuovi edifici sia importante, l’obiettivo principale riguarda gli edifici esistenti, i quali richiedono nuovi sviluppi e un adattamento alle attuali tecnologie al fine di rispettare le recenti direttive UE.
Il progetto EINSTEIN (Effective integration of seasonal thermal energy storage systems in existing buildings), finanziato dall’UE, ha sviluppato e valutato un’installazione di riscaldamento a bassa energia basata su un deposito di energia termica stagionale (seasonal thermal energy storage - STES). Il sistema ha utilizzato dei raccoglitori solari combinati con una pompa di calore e un serbatoio d’acqua isolato per immagazzinare il calore ottenuto dai sistemi STES in estate, con lo scopo di essere utilizzato in inverno. Questo approccio può ridurre il consumo energetico fino al 70% rispetto ai convenzionali sistemi termici. La ricerca ha incluso lo sviluppo di una nuova pompa di calore in grado di operare a temperature più elevate, adatta per l’integrazione nei sistemi STES.
Sebbene la tecnologia con pompe di calore sia ben nota, tali configurazioni STES non sono ancora una tecnologia matura, dunque l’integrazione tra questi due sistemi non è ancora stata ottimizzata. Inoltre, un’apposita pompa di calore e uno strumento di valutazione adatto non esistevano fino a quando non sono state create dal progetto EINSTEIN. Perciò, uno strumento di valutazione software per selezionare l’installazione a posteriori più conveniente per un edificio è stato sviluppato assieme a uno strumento di supporto decisionale per la selezione, progettazione preliminare e valutazione dei sistemi STES, negli edifici esistenti.
Le linee guida di progettazione sono state elaborate per i futuri proprietari e utenti dei sistemi STES. In aggiunta, i ricercatori hanno prodotto materiali di formazione e un documento di nozioni apprese, i quali riassumono l’esperienza maturata dal consorzio. Per di più, i partner del progetto hanno costruito e monitorato due impianti pilota. Il primo è situato a Bilbao a livello di edificio, e il secondo a Varsavia su base distrettuale.
I concetti sviluppati dal progetto EINSTEIN sono stati fondati sull’adattamento altamente innovativo della tecnologia esistente. Ciò consentirà lo sviluppo di edifici a energia quasi zero in un prossimo futuro, realizzando così uno dei principali obiettivi della direttiva europea sulla prestazione energetica nell’edilizia (Energy Performance of Buildings Directive, EPBD).
RISPARMI. Secondo i risultati ottenuti dallo studio relativo alla fattibilità economica e finanziaria delle installazioni STES, tale tecnologia sarebbe redditizia per i luoghi situati nel sud dell’Europa, come per esempio Madrid. Con gli attuali prezzi del gas naturale e dell’energia elettrica in questa città, senza bisogno di sovvenzioni, e assumendo che il prezzo di vendita del calore proveniente dalle installazioni STES sia lo stesso che viene pagato attualmente (utilizzando caldaie a gas naturale), un’installazione STES con una domanda complessiva di calore annua di 10 000 MWh (1000 abitazioni) offrirebbe un tasso di rendimento economico del 10 % e un tempo di ritorno dell’investimento (6 milioni di euro) di dieci anni.
