PitStrat - Maximising the benefits of pit thermal energy storage through optimised geometry and thermal stratification for the integration of renewable heat

• Research unit: SFOE
• Project number: SI/502984

Short description (German)

Saisonale Wärmespeichersysteme sind ein wichtiger Bestandteil der klimaneutralen Energiezukunft der Schweiz. Insbesondere Grubenspeicher bieten ein grosses Potenzial, um überschüssige Sommerwärme effizient für den Winter zu nutzen – und damit Nachfragespitzen abzudecken. Die Auslegungsparameter dieser Speicher, insbesondere die Lage der Ein- und Auslässe, die Effizienz der thermischen Schichtung und der Einfluss dieser Parameter auf die Effizienz des Gesamtsystems, sind bisher nur rudimentär analysiert worden, und viele Fragen sind in dieser Hinsicht noch offen. Hier setzt dieses Projekt an: Durch die Analyse und Optimierung der Geometrie und der thermischen Schichtung wird die Effizienz des Gesamtsystems gesteigert und seine Wirtschaftlichkeit verbessert. Die Ergebnisse werden in Empfehlungen für die Auslegung und das Management dieser Komponenten zusammengefasst.

Short description (English)

Seasonal thermal energy storage systems are a key component of Switzerland's climate-neutral energy future. Pit storage in particular offer great potential for efficiently utilising excess summer heat for the winter - and thus for covering demand peaks. The design parameters of these storage units, in particular the position of the inlets and outlets, the efficiency of the thermal stratification and the effect of these parameters on the efficiency of the overall system, have only been rudimentarily analysed to date and many questions remain unanswered in this regard. This is where this project comes in: By analysing and optimising the geometry and thermal stratification, the efficiency of the overall system is increased and its cost-effectiveness enhanced. The results are summarised in recommendations for the design and management of these components.

Short description (French)

Les systèmes de stockage saisonnier d'énergie thermique sont un élément clé de l'avenir énergétique climatiquement neutre de la Suisse. Les réservoirs souterrains, en particulier, offrent un grand potentiel pour utiliser efficacement l'excédent de chaleur estivale pendant l'hiver et ainsi couvrir les pics de demande. Les paramètres de conception de ces unités de stockage, en particulier la position des entrées et des sorties, l'efficacité de la stratification thermique et l'effet de ces paramètres sur l'efficacité du système global, n'ont été analysés que de manière rudimentaire jusqu'à présent et de nombreuses questions restent sans réponse à cet égard. C'est là qu'intervient ce projet : en analysant et en optimisant la géométrie et la stratification thermique, l'efficacité du système global est accrue et sa rentabilité améliorée. Les résultats sont résumés dans des recommandations pour la conception et la gestion de ces composants.