Energia solare termica e accumulo di calore

Tre quarti del consumo energetico degli edifici residenziali in Svizzera è destinato al riscaldamento, mentre un quarto è destinato all'elettricità. Anche nell'industria il fabbisogno di energia termica è elevato per il riscaldamento degli ambienti, il raffreddamento, il riscaldamento dell'acqua e il calore di processo a temperature moderate. Il programma di ricerca dell'UFE «Energia solare termica e accumulo di calore» si concentra su questo segmento dominante del consumo energetico e sostiene la ricerca e lo sviluppo di soluzioni tecnologicamente ed economicamente promettenti per la produzione, l'accumulo e l'utilizzo del calore solare. I nostri principali ambiti di ricerca sono l'ottimizzazione dei componenti e dei concetti di impianto, l'interconnessione (accoppiamento settoriale) di diverse fonti di energia rinnovabile e la scalabilità e l'affermazione degli accumulatori di calore come elemento centrale per un approvvigionamento energetico resiliente.

Attuali aree di ricerca

Collettori solari termici

• Progettazione e ottimizzazione del funzionamento di grandi campi di collettori per l'integrazione in reti di teleriscaldamento e applicazioni di calore di processo
• Innovazioni tecniche nel campo dei collettori termici e PVT

Accumulo di calore

• Sfide tecniche nella realizzazione di sistemi di accumulo, come bacini interrati (pit), caverne, acquiferi, sonde geotermiche o altri grandi accumulatori termici
• Aumento della densità di accumulo, riduzione delle perdite di energia ed exergia, ottimizzazione degli scambiatori di calore in funzione dell'applicazione
• Importanza strategica dell'accumulo nel sistema energetico e in particolare nei sistemi energetici decarbonizzati e puramente rinnovabili
• Pianificazione affidabile e concetti sociali, finanziari e operativi per grandi progetti

Sistemi

• Soluzioni compatte, intelligenti e integrate per il solare termico e l'accumulo di calore per singoli edifici e reti energetiche locali
• Progettazione ottimizzata dell'accumulo in base alle fonti rinnovabili e ai profili dei consumatori, se necessario con strategie di regolazione predittive
• Rilevamento di malfunzionamenti e ottimizzazione delle prestazioni solari termiche

Strumenti di pianificazione

• Modelli analitici performanti per la simulazione di stratificazioni di accumulo, compresi dispositivi di carico e scarico basati sull'equazione del calore
• Pianificazione GIS-assistita dell'accumulo e dell'energia

Presentazione dei progetti

• In genere ogni due anni (2025, 2027, ...) il programma «Energia solare termica e accumulo di calore» lancia bandi di concorso su temi di ricerca attuali (vedi «Documenti»).
• È possibile presentare in qualsiasi momento progetti bottom-up nell'ambito dei temi di ricerca qui elencati nel programma «Energia solare termica e accumulo di calore».

Pubblicazioni e lavori di studio

• Tutte le pubblicazioni dei rapporti intermedi e finali dei lavori di ricerca sono disponibili su ARAMIS (vedi anche «Link»).
• Ulteriori pubblicazioni vengono pubblicate nelle riviste scientifiche di settore, negli atti di conferenze o in schede informative accessibili al pubblico su vari argomenti.
• Nell'ambito dei progetti di ricerca, le scuole universitarie e le università coinvolte assegnano regolarmente tesi di laurea triennale, magistrale o di dottorato e, attraverso lezioni e seminari, garantiscono che i risultati della ricerca siano trasmessi a un ampio pubblico.