Acronimo di Piattaforma intelligente, Integrata e Adattativa di microCogenerazione ad elevata Efficienza per usi residenziali. E' un progetto Industria 2015 - Bando Efficienza Energerica.
Il programma di ricerca prevede lo sviluppo di una piattaforma di microcogenerazione per il mercato residenziale dimensionata su una potenza elettrica di 1,5 kW.
Cuore della piattaforma è l’unità di microcogenarazione che verrà sviluppata secondo tre diverse tecnologie:
Il microcogeneratore termofotovoltaico verrà realizzato integrando una caldaia a condensazione per applicazioni residenziali con un innovativo sistema a concentrazione accoppiato a celle fotovoltaiche per la produzione di energia elettrica. La cogenerazione a combustione interna, basata su tecnologia più consolidata, utilizzerà un innovativo motore a c.i. di derivazione motociclistica e deriverà il suo contenuto di innovazione proprio dalla piccola taglia elettrica del cogeneratore. Verrà sviluppata anche un’opzione trigenerativa ad alta efficienza energetica, abbinando il motore endotermico ad una pompa di calore di origine veicolistica e ad un sistema ad eiezione. Infine la terza tecnologia da sviluppare sarà rappresentata dal microcogeneratore a ciclo Rankine integrato in una caldaia pur sempre a condensazione. Ciascuna di queste tecnologie presenterà un diverso rapporto tra rendimento elettrico e rendimento termico.
L’introduzione di un microcogeneratore in ambito residenziale non può trascurare il contemporaneo sfruttamento di energia da fonte rinnovabile come il sole o il vento, il cui utilizzo anzi deve essere considerato prioritario rispetto all’energia da fonte non rinnovabile (seppure prodotta in modo efficiente come accade nella cogenerazione). Per verificare l’accoppiamento del microcogeneratore con una sorgente rinnovabile nell’ambito del progetto verranno sviluppati un microgeneratore eolico e un sistema solare termico a concentrazione. Lo sfruttamento della fonte eolica accanto al microcogeneratore rappresenta un esempio interessante di integrazione tra una generazione di energia elettrica gratuita, ma discontinua e una generazione controllata, ma da fonte non rinnovabile. L’interesse nello sviluppo del sistema solare termico a concentrazione è invece legato alla sua integrazione con il microcogeneratore a ciclo Rankine.
La necessità di integrare l’unità di microcogenerazione all’interno dell’ambiente domestico e la generazione parallela di energia da fonte rinnovabile richiede un’accurata riprogettazione sia dell’impianto termico che dell’impianto elettrico. L’impianto termico verrà ripensato al fine di ottimizzare i i flussi termici dai generatori verso i carichi (termici o frigoriferi) e in questo ambito verranno investigate soluzioni innovative relative allo scambio termico riguardanti nuovi materiali e nuovi fluidi. Per quanto riguarda l’impianto elettrico verranno sviluppare le interfacce elettriche che permettono di collegare il microcogeneratore alla rete domestica e alla rete esterna considerando i diversi livelli di tensione e corrente resi disponibili dai microcogeneratori.
A governare questa piattaforma di microcogenerazione costituita dalle unità di microcogenerazione, dai generatori da fonte rinnovabile e dalle reti elettriche e termica sarà un hardware/software specifico denominato “Unità di gestione energetica microcogeneratore e flussi termici ed elettrici residenziali (HECU -Home Energy Control Unit)”. Tale unità ottimizzerà i flussi energetici e sarà in grado di gestire la complessità dell’impianto, accedendo in tempo reale ad informazioni sulle previsioni del tempo e alle tariffe energetiche o a qualunque altra informazione utile per un ottimale funzionamento degli impianti.
Il personale del Laboratorio Collettori Solari ha realizzato la progettazione ottica di moduli parabolici per la concentrazione solare e la progettazione ottica della cavità ellittica. Inoltre sono stati realizzati test su materiali da impiegare nella realizzazione della camera ellittica.
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