A Case-Study Plant for a Sustainable Redevelopment of Buildings Based on Storage and Reconversion of Hydrogen Generated by Using Solar Energy

Rosario Carbone, Concettina Marino, Antonino Francesco Nucara, Maria Francesca Panzera, Matilde Pietrafesa

Abstract


In todays process of decarbonisation and transition to a green economy based on distributed and sustainable energy production, hydrogen is considered the most promising energy carrier, thanks to its multiple properties. It is clean, versatile and has a high combustion efficiency and more importantly, renewable energy could be used as a primary source for hydrogen production near the end use point, making full use of local energy potential. Nevertheless, the current cost of its technology still requires further research and development, necessary to obtain its rapid and effective launch onto the market. Moreover, hydrogen storage and distribution infrastructures, fundamental to make it usable and competitive, are currently lacking.

In this framework, the paper analyses a photovoltaic (PV) system, equipped with hydrogen storage and reconversion subsystems. The technological plant is basically aimed to be easily integrated into buildings for their sustainable redevelopment. At this stage, the presented case study was designed to supply a part of electrical needs of the Mediterranea University of Reggio Calabria.

In brief, starting from the PV generation of electricity, hydrogen is obtained through electrolytic production, which is stored and then reconverted into electricity by using fuel cells. The study clearly meets the main goals of the 2030 Agenda for sustainable development.

 

Un caso studio di impianto per la riqualificazione sostenibile degli edifici basato sullo stoccaggio e sulla riconversione dell’idrogeno prodotto usando l’energia solare

Nell'odierno processo di decarbonizzazione e transizione verso un'economia verde basata sulla produzione di energia distribuita e sostenibile, l'idrogeno è considerato il vettore energetico più promettente, grazie alle sue molteplici proprietà: è pulito, versatile e ha un'alta efficienza di combustione. In particolare, l'energia rinnovabile potrebbe essere utilizzata come fonte primaria per la produzione di idrogeno vicino al punto di utilizzo finale, sfruttando appieno il potenziale energetico locale. Tuttavia, l'attuale costo della sua tecnologia richiede ancora ulteriori ricerche e sviluppi, necessari per ottenere la sua rapida ed efficace penetrazione nel mercato. Inoltre, al momento le infrastrutture di stoccaggio e distribuzione dell'idrogeno, fondamentali per renderlo utilizzabile e competitive, sono ancora lacunose.

In questo scenario, il lavoro analizza un sistema fotovoltaico (PV), dotato di sottosistemi di stoccaggio e riconversione dell'idrogeno. L'impianto tecnologico è pensato per essere facilmente integrato negli edifici per una loro riqualificazione sostenibile; in questa fase, il caso di studio testato era finalizzato alla alimentazione di una parte delle utenze elettriche dell'Università Mediterranea di Reggio Calabria.
In breve, a partire dalla generazione fotovoltaica di elettricità, l'idrogeno viene ottenuto attraverso la produzione elettrolitica, immagazzinato e poi riconvertito in elettricità utilizzando le celle a combustibile. Lo studio è chiaramente in linea con i principali obiettivi dell'Agenda 2030 per uno sviluppo sostenibile.


Parole chiave


Renewable energy sources; energy storage; hydrogen; fuel cell; sustainable buildings

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DOI: https://doi.org/10.14633/AHR184

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Copyright (c) 2019 Rosario Carbone; Concettina Marino; Antonino Francesco Nucara; MariaFrancesca Panzera; Matilde Pietrafesa

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ArcHistoR è una rivista open access e peer reviewed (double blind), di Storia dell’architettura e Restauro, pubblicata dall’Università Mediterraneadi Reggio Calabria. La rivista ha cadenza semestrale. È una rivista di Classe A (ANVUR) per l’Area 08 - Ingegneria civile ed Architettura, settori C1, D1, E1, E2, F1.

Comitato scientifico internazionale

Maria Dolores Antigüedad del Castillo-Olivares (Universidad Nacional de Educación a Distancia de España), Monica Butzek (Kunsthistorisches Institut in Florenz), Jean-François Cabestan (Université Paris 1 - Panthéon Sorbonne), Alicia Cámara Muñoz (Universidad Nacional de Educación a Distancia de España), David Friedman (Massachussets Institute of Technology), Alexandre Gady (Université Paris-IV-Sorbonne), Jörg Garms (Universität Wien), Miles Glenndinning (Scottish Centre for Conservation Studies, University of Edinburgh), Christopher Johns (Vanderbilt University, Nashville), Mark Wilson Jones (University of Bath), Loughlin Kealy (University College Dublin), Paulo Lourenço (Department of Civil Engineering, University of Minho), David Marshall (University of Melbourne), Werner Oechslin (ETH, Zurich, Stiftung Bibliothek Werner Oechslin, Einsiedeln), José Luis Sancho (Dirección de Conservación de Bienes Histórico-Artísticos, Palacio Real, Madrid), Dmitrij O. Švidkovskij (Moscow Architectural Institute, MARCHI)

Comitato direttivo

Tommaso Manfredi (direttore responsabile), Giuseppina Scamardì (direttore editoriale), Bruno Mussari, Annunziata Maria Oteri, Francesca Passalacqua, Nino Sulfaro

 

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Laboratorio Cross. Storia dell'architettura e restauro

    

      

 ISSN 2384-8898

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