Energy analysis of a multi-family building with an integrated hydrogen storage

Ai fini del contenimento del cambiamento climatico, per ridurre l'impatto del settore residenziale, è necessario aumentare l’utilizzo di energia rinnovabile negli edifici, ad esempio mediante una combinazione di pannelli fotovoltaici (PV) e sistemi di accumulo di energia. Se le batterie sono comunemente adottate come accumulo a breve termine, comunque la loro autoscarica le rende inadatte all’impiego stagionale, mentre l’idrogeno rappresenta una soluzione promettente. Questo studio, usando un modello MATLAB-Simulink di un edificio plurifamiliare situato a Innsbruck, in Austria, ed eseguendo simulazioni dinamiche di esso con differenti dimensioni dei componenti elettrici di cui è equipaggiato, valuta la fattibilità e l’efficienza della combinazione di batterie e idrogeno negli edifici residenziali e dà indicazioni su come dimensionarli. Più precisamente, nel capitolo dei Metodi, partendo da un progetto reale, viene presentato il modello dell’edificio. Successivamente, viene descritta l’integrazione del sistema di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell’aria (HVAC) nel modello, completa di tutti i parametri richiesti e divisa in due sezioni. Nella prima, l’attenzione è stata posta sul sottosistema che rappresenta la parte termica dell’HVAC. Nella seconda, invece, viene mostrata la strategia che è stata scelta per modellare i componenti atti alla generazione elettrica e all’accumulo di energia. Infine, è elencato il numero di batterie, serbatoi di stoccaggio dell’idrogeno, elettrolizzatori, celle a combustibile e PV aggiuntivi considerato nei vari casi simulati e vengono definiti i più importanti indicatori di prestazione che sono stati usati per analizzare i risultati. Nel capitolo seguente, i risultati ottenuti dalle simulazioni dinamiche sono analizzati e sono discusse le strategie di ottimizzazione che consentono di massimizzare l’auto-consumo di energia, ponendo particolare attenzione all’efficienza energetica che è possibile ottenere.