Negli ultimi anni ci sono state evoluzioni tecnologiche per lo sfruttamento della terra come fonte di energia.
Tutti gli sforzi si sono concentrati nel tentativo di sviluppare la geometria e l’architettura delle sonde geotermiche con l’intento di incrementarne le capacità di scambio col terreno, al fine di ridurne le dimensioni necessarie rispetto alle sonde classiche e di conseguenza i costi di perforazione ed installazione. L’hanno scorso ho collaborato con GNRG, uno spin-off del centro ricerche che ha sviluppato il concetto di Geo-Pile abbinate alla Pompa di Calore.
Nonostante gli ottimi risultati ottenuti in materia di incremento della capacità di scambio termico col terreno attraverso lo sviluppo delle prime sonde composite con camicia in acciaio (circa 200 W/m contro i 50W/m delle sonde geotermiche tradizionali), i primi impianti pilota realizzati con schema standard con pompa di calore acqua/acqua evidenziarono da subito dei limiti tecnici indipendenti dalla tecnologia impiegata per le sonde e dovuti perlopiù ad un difetto metodologico di base del modello geotermico a sonda chiusa di bassa entalpia abbinati ad una Pompa di Calore. Ci sono voluti altri tre anni di ricerca prima di concretizzare un nuovo modello, semplice ma rivoluzionario, per la geotermia a sonda chiusa, non più basato sul modello dissipativo ma, al contrario, sul modello del geo-accumulo.
Il principiò è semplice e capovolge il punto di vista della geotermia a sonda chiusa classica nella quale il terreno viene modellizzato sostanzialmente come un pozzo termico a T costante. Tale impostazione ha tre difetti tecnici sostanziali:
Per ovviare a tali problematiche la nuova tecnologia doveva pertanto:
Nasce così il concetto di pila solare, in cui la tecnologia geotermica viene intimamente fusa col solare termico e pompa di calore acqua/acqua al fine di utilizzare il terreno come un mezzo per lo stoccaggio di energia termica solare, prodotta in eccesso durante il periodo estivo, per poterla poi utilizzare per mantenere elevate le performance della pompa di calore durante il periodo invernale.
Le geo-pile sono realizzate con due sonde coassiali a circuiti indipendenti di cui una più esterna chiusa sul circuito della pompa di calore ed una interna chiusa sul circuito dei pannelli solari termici mediante scambiatore di calore a piastre. Ciascuna pila ha una lunghezza complessiva di 30 metri ed è realizzata interamente in acciaio inox AISI 304. La tecnica di installazione è del tutto simile a quella per la realizzazione di piccoli pozzi artesiani e può essere facilmente realizzata da qualsiasi impresa del settore in un paio di giorni, inoltre la lunghezza complessiva di 30 metri evita di incorrere nella classificazione di scavo profondo.
Durante il periodo estivo ciascuna pila viene scaldata sia attraverso il circuito della pompa di calore durante la produzione di aria condizionata, sia dai pannelli solari termici (un pannello da 2 mq per ciascuna pila).
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