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Studi sull’applicazione dei sistemi ATES in funzione delle caratteristiche geologiche

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Studi sull’applicazione dei sistemi ATES in funzione delle caratteristiche geologiche

Si riportano i risultati dell’attività di ricerca che riguardano le analisi finalizzate a indagare la prefattibilità di sistemi ATES sul territorio italiano. Per le aree selezionate sono state eseguite accurate indagini geologiche e simulazioni numeriche 3D ipotizzando sistemi ATES di diverso tipo: HT-ATES e LT-ATES. Le simulazioni fluidodinamiche sono state eseguite con due diversi codici di calcolo (GeoSIAM e FeFlow) e sono stati confrontati i risultati.

Nel settore del riscaldamento/raffreddamento degli edifici è difficile ricorrere all’utilizzo delle energie rinnovabili in quanto vi è un forte scostamento stagionale tra i periodi di maggiore domanda di energia termica rispetto a quelli di maggiore offerta. Per affrontare efficacemente questo disallineamento una possibile soluzione è quella di ricorrere a sistemi di accumulo stagionali. In questo contesto i sistemi di accumulo termico nel sottosuolo, sistemi ATES – Aquifer Thermal Energy Storage, presentano significative potenzialità.
Nel presente rapporto si descrivono i risultati e le metodologie adottate per indagare la prefattibilità e sostenibilità di sistemi ATES e promuoverne lo sviluppo sul territorio nazionale visto che attualmente in Italia non esiste alcun progetto ATES, malgrado le caratteristiche geologiche siano piuttosto favorevoli.
Sul territorio italiano, in funzione delle caratteristiche geologiche e della disponibilità di dati, sono stati individuati dei siti sui quali effettuare accurate simulazioni 3D atte a indagare l’evoluzione dei campi di temperatura e pressione in seguito all’installazione di sistemi ATES.
Per il sito definito “Areale Lombardia”, sono state completate le simulazioni fluidodinamiche avviate nel 2020 utilizzando due codici di calcolo (GeoSIAM e FeFlow), basati su differenti metodi, per validare i risultati numerici e valutarne l’applicabilità allo studio di sistemi ATES. Si è ipotizzato un sistema HT-ATES (alta temperatura) in cui l’eccesso di calore prodotto da una centrale a biomasse viene accumulato nel sottosuolo ed estratto in periodi successivi e sono state valutate diverse opzioni del processo industriale di accumulo termico per indagare l’effetto della diversa temperatura dell’acqua iniettata e l’effetto di differenti distanze tra i pozzi. Le analisi hanno consentito di definire la condizione ottimale per la realizzazione di un progetto ATES.
Per il sito chiamato “Areale Roma” sono state eseguite le simulazioni numeriche di tipo geologico e fluidodinamico volte a dimostrare la fattibilità di un sistema LT-ATES (bassa temperatura) in un’area ad alta densità di abitazione. Sono state analizzate due diverse configurazioni: la prima ipotizzando una sola coppia di pozzi e la seconda ipotizzando la presenza di cinque coppie di pozzi al fine di valutare le possibili interferenze fra essi.
I risultati delle simulazioni numeriche dimostrano che le metodologie adottate dai codici GeoSIAM e FeFlow sono idonee ad applicazioni ATES.

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