Agri Energia
Matteo D’Antoni
Eurac Research - Istituto per le Energie Rinnovabili, Bolzano
Matteo D’Antoni
Instituto per le Energie Rinnovabili
Agenda
 Potenzialità
 Tecnologie
 Applicazioni
 Esempi realizzati
 Conclusioni
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Solar Energy
and Buildings
Simulation
Components  Energy systems  Buildings
Efficiency forecasting  System&Control optimisation
Monitoring
Energy performance  Energy consumption 
Control optimisation  Indoor comfort
Laboratory testing
Thermal driven chillers  Solar active envelopes 
PV module performance f(T, part load etc.)
Solar Thermal
Services
Photovoltaics
Buildings
Solar Cooling
Systems
BIPV
& RES support
Integrated
Design Process
 feasibility studies
 system optimisation  RUE
development
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Overview of the lab
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Solare termico: perché?

è una fonte energetica inesauribile, distribuita e indipendente
dal prezzo di mercato dell’energia;

porta sempre ad una riduzione di energia primaria;

può essere abbinato ad un qualsiasi sistema di impianto, anche
esistente;
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Potenzialità del solare termico in EU
 Il 48% del consumo energetico in Europa è usato per la
produzione di calore [RHC PLatform, 2011]
 Oggi il contributo maggiore è rivolto per la produzione di acqua
calda sanitaria, riscaldamento nel settore residenziale [IEA Task
33]
 Il calore di processo ha un grosso potenziale, perchè è
responsabile del 28% del consumo di energia primaria [Eurostat,
2004]
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Calore di processo
Soddisfa le richieste energetiche
termiche nei processi non residenziali
Temperatura richiesta [Ecoheatcool,
2006]

il 30% ad una temperatura < 100 °C;

Il 57% ad una temperatura < 400 °C;
La potenzialità maggiori si trovano nel
settore alimentare ed agricolo.
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Fonte: POSHIP, 2001.
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Collettori solari termici
Riscaldamento
acqua piscina
20-30°C
Acqua calda sanitaria
20°C
40°C
ACS e supporto al riscaldamento
60°C
80°C
100°C
Assorbitore
Assorbitore
Collettori piani
Collettori sotto
(plastica/metallo)
(acciaio)
vetrati
vuoto
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Sistemi solari di piccola taglia
Fonte: DGS, 2005
Fonte: Helio Maxx
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Sistemi solari di taglia medio-grande
Fonte: DGS, 2005
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Sistemi solari per solar cooling
COOLING TOWER
1611 kWf
COMPACT
MODULE
30-36°C
CONDENSATION
BOILER
350 kWt
SOLAR COLLECTORS
425 M²
COMPRESSION
CHILLER
338 kWf
COLD
DISTRIBUTION
CONDENSATION
BOILER
350 kWt
COGENERATION
UNIT
331 kWt
180 kWe
ABSORPTION
CHILLER
300 kWf
COMPRESSION
CHILLER
338 kWf
HOT
STORAGE
BUFFER
5000 l
ELECTRIC
DISTRIBUTION
HOT
STORAGE
BUFFER
5000 l
HOT DISTRIBUTION
NATURAL GAS
Fonte: Eurac Research
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Integrazione architettonica
Fonte: Heinrich LAMPARTER Stahlbau (D)
Fonte: Eurac Research
Fonte: Eurac Research
Fonte: S. Geier – AEE intec Graz
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Processi e tecnologie
Fonte: Müller, 2010
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Strategie

Integrazione impiantistica: sistema monovalente / bivalente;

Disponibilità di spazio – tecnologia utilizzata;

Autosufficienza vs Vendita;
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Birreria Hütt, Kassel-Baunatal (Germania)

Produzione: 8300 m3/a (3% Di Beck’s);

Fabbisogno: 5.5 GWh/a;

Lavori: Maggio 2010;

Campo solare: 155 m2;

Investimento: 95 000 €, 600 €/m2;





37% collettori solari;
14% integrazione impiantistica;
13% installazione;
12% progettazione;
9 % accumuli termici;
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Birreria Hütt, Kassel (Germania)
Misure di efficienza energetica
(es: scambiatore di calore)
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Impianto solare
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Gatorade (Pepsi Cola), Phoenix (AR)

Processo: preriscaldamento per pastorizzazione e
sterilizzazione bottiglie;

Lavori: 2008-2012;

Campo solare: 3493 m2;

Accumulo solare: 38 m3;

Produzione: 4 GWh/a;

Ritorno investimento: 5 anni;
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Possibili applicazioni

serracoltura;
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Possibili applicazioni

climatizzazione allevamenti;
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Possibili applicazioni

teleriscaldamento;
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Approccio
1. Raccolta dati (“audit energetico”): monitoraggi, consumi mensili,
calcolo fabbisogni;
2. Definizione dei processi termici;
3. Individuazione degli interventi;
4. Concetto energetico;
5. Progettazione e realizzazione dettagliata con monitoraggio
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Limiti
Tecnici:

progettazione (dimensionamento componenti, strategia
controllo, simulazioni numeriche) non accurata porta a
produzione solare molto bassa;

integrazione dei sistemi solari all’interno di impianti esistenti
può essere complessa;

mancanza impianti monitorati;
Non tecnici:

mancanza di conoscenze tecnica in fase di progettazione;

costi investimento elevati;

mancanza di un sistema di incentivazione (Conto Energia)
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Redditività economica

funzione di:




costo energetico (€/kWh);
livello di temperatura;
clima e posizione geografica;
potenza installata e dimensione dell’impianto;

in mancanza di un sistema di incentivazione, la redditività deriva
unicamente dal risparmio dei costi di esercizio;

minore è la temperatura del processo, maggiore è la redditività;

Ammortamento: 5-10 anni per calore di processo, 6-15 anni per solar
cooling;
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Standardizzazione impiantistica
Obiettivi
 ridurre la complessità del sistema
 ridurre il costo iniziale del
sistema
 massimizzare lo sfruttamento
della radiazione solare per la
copertura dei carichi durante
tutto l’anno
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Monitoraggio
Obiettivi:
ottimizzare il controllo del
sistema;

validare i singoli componenti;
Fonte: Velta Italia

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Monitoraggio
Località: Terlano, BZ
Area campo solare: 32.4 m2 (lordo)
connessi in parallelo
Inizio monitoraggio: Luglio 2011
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Conclusioni

l’applicazione di sistemi solari termici in agricoltura ha un grande
potenziale (temperature di processo);

le tecnologie del solare termico presenti sul mercato rendono
realizzabile il soddisfacimento della richiesta di raffrescamento e/o
di riscaldamento;

è indispensabile procedere ad uno dettagliato studio dei flussi
energetici e del loro livello di temperatura;

analisi economica finale legittima e giustifica l’intervento;

il monitoraggio è l’unico strumento per poter dare conferma del
buon funzionamento dell’impianto;
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Grazie per l’attenzione
[email protected]
www.eurac.edu