Impianto geotermico sperimentale a bassa entalpia presso il C.R. ENEA-Casaccia. Caratterizzazione termica stagionale, assemblaggio del circuito di prova, risultati del monitoraggio

The activity described in this report is part of the research project, related to the 2019-2021 ThreeYear Implementation Plan of the National Electricity System Research, activity line 1.7 “Tecnologie per la penetrazione efficiente del vettore elettrico negli usi finali”. Specifically, this activity is L.A. 3.24, contained in WP3. In the third year, the activity focused on the study and seasonal thermal characterisation of the geosonde field. Due to the difficulty in finding part of the plant components, caused by the pandemic situation, the assembly of the test circuit was delayed and therefore the monitoring of the thermometric values inside the wells was carried out while the circuit was switched off. All monthly temperature data of the four wells were compared with the May data of well 1, as it was still affected by the temperature variations induced during the thermal response test (GRT) carried out on 15 April 2021. Based on the temperature data, it was possible to extrapolate the experimental thermal conductivity curve of the stratigraphic succession. In addition, with the use of computational thermal simulation, the alteration of the undisturbed thermal field of the ground under the action of probe-soil geo-exchange was reconstructed. Subsequently, the comparison of the annual climatic data recorded by the meteorological stations in the C.R. Casaccia with the temperatures measured directly by the optical fibres made it possible to determine the depth to which solar radiation is detected in the four wells. The equivalent thermal resistance values of the ground heat exchanger were calculated, and the functioning of the plant, its components, control, and monitoring instruments were also described.

L’attività descritta nel presente report è parte del progetto di ricerca, relativo al Piano Triennale di realizzazione 2019-2021 della Ricerca di Sistema Elettrico Nazionale, linea di attività 1.7 “Tecnologie per la penetrazione efficiente del vettore elettrico negli usi finali”. Nello specifico, l’attività in oggetto è la L.A. 3.24, contenuta nel WP3. Nel terzo anno, l’attività è stata incentrata sullo studio e la caratterizzazione termica stagionale del campo geosonde. Per la difficoltà a reperire alcune componenti dell’impianto, causata dalla situazione pandemica, l’assemblaggio del circuito di prova ha subìto ritardi, e quindi il monitoraggio dei valori termometrici all’interno dei pozzi è stato effettuato a circuito spento. Tutti i dati mensili di temperatura dei quattro pozzi sono stati confrontati con i dati del mese di maggio del pozzo 1, in quanto risente ancora delle variazioni di temperatura indotte durante il test di risposta termica (GRT) effettuato il 15 aprile 2021. Sulla base dei dati di temperatura è stato possibile estrapolare la curva di conducibilità termica sperimentale della successione stratigrafica. Inoltre, con l’utilizzo della simulazione termica computazionale si è ricostruita l’alterazione del campo termico indisturbato del terreno sotto l’azione del geoscambio sonde-terreno. Successivamente, il confronto tra i dati climatici annuali registrati dalle stazioni meteorologiche all’interno del C.R. Casaccia con le temperature rilevate direttamente dalle fibre ottiche ha consentito di determinare la profondità fin dove si risente dell’irraggiamento solare nei quattro pozzi. Sono stati calcolati i valori di resistenza termica equivalente dello scambiatore a terreno, ed è stato descritto il funzionamento dell’impianto, le sue componenti, gli strumenti di controllo e di monitoraggio.