Fotovoltaico, scienziati hanno trovato il modo di utilizzare l’energia solare in eccesso per riscaldare in inverno e raffrescare in estate (mettendola sotto terra)

Un team di scienziati ha sviluppato un sistema innovativo che utilizza l'energia solare in eccesso per alimentare pompe di calore, conservando il calore in un impianto sotterraneo per l'uso stagionale.

Gli scienziati hanno trovato un modo per utilizzare l’energia solare in eccesso, conservandola sottoterra e successivamente impiegandola per migliorare l’efficienza delle pompe di calore sia in estate che in inverno.

Un team di ricerca, composto da scienziati e scienziate dell’Università di Nairobi in Kenya e del Korea Institute of Energy Research in Corea del Sud, ha pubblicato uno studio su Energy Conversion and Management, in cui presenta un sistema innovativo di pompa di calore alimentata da energia fotovoltaica prodotta in eccesso e conservata in un impianto termico sotterraneo (UTES).

Integrare le pompe di calore all’impianto fotovoltaico, non è certo una novità e gli scienziati hanno proposto già altre soluzioni.

La particolarità di questo sistema è la capacità di convertire l’elettricità in eccesso in calore per i mesi invernali, con un risparmio fino al 14%, e di supportare il sistema di raffreddamento durante l’estate, con un risparmio che arriva fino al 39%.

Il nuovo sistema è stato simulato con il software TRNSYS 18. Il suo metodo operativo principale consiste nell’utilizzare l’energia fotovoltaica in eccesso durante la primavera e l’autunno, quando la domanda di riscaldamento e raffreddamento è minore. In primavera, la pompa di calore raffredda l’UTES, supportando successivamente il raffreddamento per l’estate seguente. In autunno, invece, la pompa di calore carica l’UTES con calore, fornendo supporto per mantenere temperature confortevoli durante l’inverno.

La simulazione del sistema è stata applicata a un edificio scolastico pubblico a Seul, Corea del Sud. Il tetto, di 2.500 m², è stato coperto con pannelli fotovoltaici con un’efficienza del 21% per alimentare una pompa di calore. Il sistema di condizionamento della zona mantiene la temperatura interna tra i 18 °C e i 22 °C durante il periodo di riscaldamento e tra i 24 °C e i 28 °C durante il periodo di raffreddamento. Testando il sistema con diverse simulazioni e valutandone l’efficacia sia per il riscaldamento che per il raffreddamento, i risultati hanno dimostrato un utilizzo dell’energia prodotta in eccesso pari al 26%.

Questa implementazione permette di sfruttare l’energia fotovoltaica disponibile in modo stagionale e di migliorare le prestazioni delle pompe di calore sia in estate che in inverno.