Le energie alternative:
il Fotovoltaico
e il
Solare Termico
Verona 14 Aprile 2007
Elaborato da: Per. Ind. Nicola Angeli - Sezione Tecnologica Agec - Versione 01 del 12/04/2007
La realizzazione
e la
gestione
dell’impianto
Perito Industriale Nicola Angeli
della Sezione Tecnologica dell’Agec
Palazzo Diamanti
Via E. Noris, 1 - 37121 Verona - Telefono 045 8051311 - Fax 045 8051308
[email protected]
Fini Istituzionali dell’Ente
Azienda Gestione Edifici Comunali
L’Azienda Speciale A.G.E.C. del Comune di Verona ha per oggetto, nei limiti previsti dalla Legge, dal piano
programma e dal contratto di servizio con il Comune di Verona, la prestazione dei seguenti servizi:
☛ amministrazione, gestione, manutenzione, costruzione e ristrutturazione degli immobili di proprietà del
Comune di Verona come patrimonio proprio o derivante da fondazioni, in qualsiasi forma assegnati o
concessi a terzi adibiti ad uso abitativo e diverso con le modalità previste nel contratto di servizio;
☛ gestione degli interventi programmatori e attuativi di competenza comunale nel settore dell'edilizia
abitativa e ad usi diversi, compresa la delega per l'attivazione delle domande di finanziamenti regionali,
statali ed europei previsti dalle normative vigenti in materia, anche mediante costruzione di nuovi immobili
ed interventi di recupero edilizio ed urbanistico (manutenzione, restauro, risanamento, ristrutturazione,
piani di recupero, etc.), che vanno qualificati, anche ai fini edilizi, opere pubbliche comunali;
☛ la gestione dei servizi cimiteriali ed, in particolare, gli adempimenti operativi di natura istituzionale
disciplinati dal D.P.R. 10 settembre 1990, n. 285 , i trasporti e le onoranze funebri e l'edilizia cimiteriale con
i connessi atti autorizzativi e concessori.
☛ la gestione del Servizio Farmaceutico Comunale, acquisito dal 1° gennaio 2006 con Delibera n. 32 del 14
dicembre 2005 del Consiglio Comunale del Comune di Verona.
Servizi Tecnici d’Ingegneria
Direzione Tecnica
L'Azienda fornisce per mezzo degli uffici tecnici della Direzione Tecnica
"Servizi Tecnici d’Architettura ed Ingegneria" in genere quali consulenze,
progettazione e direzione lavori relative al patrimonio immobiliare in gestione
o su incarico specifico per conto del Comune di Verona e/o per altri Enti
Pubblici così come previsto dallo Statuto aziendale, assumendo anche il ruolo
di Stazione Appaltante.
Con l’ausilio dei propri tecnici Agec è in grado di realizzare progettazioni ed
effettuare direzione lavori nel campo del risparmio energetico fornendo
soluzioni impiantistiche ad alto contenuto tecnologico.
Inoltre, relativamente alla parte impiantistica, è in grado di espletare anche
attività di verifiche, collaudo, accertamento di conformità, prove di funzionamento,
ecc. così come previsto dalla Legge 46/90.
Energia ed Ambiente
Energia ed Ambiente
Orientamento Aziendale
Energia ed Ambiente
Orientamento Aziendale
Agec partecipa attivamente, anche in collaborazione con il Comune di Verona ed altre Aziende
controllate, all’attuazione del programma ambientale e di recupero energetico progettando e
realizzando interventi di ristrutturazione, trasformazione o nuova costruzione con particolare
attenzione alle ”Linee Programmatiche di Governo 2002-2007" ed Agenda 21 punto
fondamentale per l'attuale Amministrazione comunale.
Contando sull’esperienza ad oggi maturata nella gestione del patrimonio comunale residenziale e
similare, l’Azienda si propone all’Amministrazione ed ai privati per la gestione della manutenzione
ordinaria di edifici ad uso espositivo e/o congressuale, ad uso ufficio, ad uso scolastico o comunque ad
uso diverso dal residenziale, di cui l’Azienda stessa ha curato o curerà gli interventi di ristrutturazione
e di manutenzione straordinaria.
Energia ed Ambiente
L’energia Fotovoltaica
L’Energia Fotovoltaica
Energia ed Ambiente
L’energia Fotovoltaica
L’Energia Fotovoltaica
•Cos’è l’energia fotovoltaica?
L’energia ricavata dalla trasformazione dell’energia
solare direttamente in energia elettrica senza alcun
utilizzo di combustibili
•Come avviene la trasformazione?
- L’energia solare irraggiata viene captata da alcuni
pannelli posti sul tetto dell’edificio, (generatore
fotovoltaico), formati da celle in silicio che generano
dell’energia elettrica;
- questa trattata per mezzo di apparecchiature
elettroniche “inverter” può venire direttamente
utilizzata dalle apparecchiature domestiche.
Disegno tratto dall’opuscolo n°22 l’energia fotovoltaica realizzato da ENEA
Energia ed Ambiente
L’energia Fotovoltaica
•Quali apparecchiature servono?
- Generatore Fotovoltaico;
- Inverter;
- Contatore dell’energia prodotta;
- Contatore bidirezionale del fornitore di energia
elettrica allacciato alla rete;
•Dove sono posizionate?
1) Pannelli fotovoltaici: tetti piani, tetti a falda,
facciate, tettoie, strutture a terra, ecc.
2) Inverter: all’interno o all’esterno, ma il più vicino
possibile al campo fotovoltaico;
3) Contatore dell’energia prodotta: nel punto di
collegamento dell’impianto fotovoltaico all’impianto
utilizzatore;
4) Quadro elettrico generale
5) Contatore bidirezionale del fornitore di energia
elettrica: nel punto di fornitura
SCHEMA DI UN’UTENZA DOTATA DI UN IMPIANTO
FOTOVOLTAICO COLLEGATO ALLA RETE ELETTRICA
Energia ed Ambiente
L’energia Fotovoltaica
•Il generatore fotovoltaico
Partendo dal componente elementare che è la
cella fotovoltaica, attraverso un processo di
collegamenti di porzioni sempre maggiori di
celle si arriva ad ottenere il generatore
fotovoltaico di potenza necessaria all’impianto
che si vuole alimentare.
Pannelli fotovoltaici
Disegno tratto dall’opuscolo n°22 l’energia fotovoltaica realizzato da ENEA
Energia ed Ambiente
L’energia Fotovoltaica
•L’Inverter
E’ un apparecchiatura elettronica che
trasforma la corrente continua prodotta dal
generatore fotovoltaico in corrente alternata,
cioè compatibile con quella utilizzata dalle
apparecchiature domestiche.
Effettua costantemente il controllo sulla
corrente generata in modo da non creare
danni o problemi alle apparecchiature
domestiche ed alla rete elettrica.
Inverter in versione da interno
Energia ed Ambiente
L’energia Fotovoltaica
•Il contatore dell’energia prodotta
ed il contatore bidirezionale
contatore energia
prodotta
Il contatore di energia e’ una apparecchiatura che,
può essere sia elettronica sia elettromeccanica, e
misura l’energia elettrica attiva.
Il contatore di energia prodotta misura tutta
l’energia elettrica prodotta dall’impianto
fotovoltaico. (nello specifico caso evidenziato a
lato è di tipo elettromeccanico)
Il contatore di energia bidirezionale misura tutta
l’energia elettrica prelevata / ceduta dalla / alla rete
elettrica. (nello specifico caso evidenziato a lato è
di tipo elettronico)
contatore energia
bidirezionale
Energia ed Ambiente
L’energia Fotovoltaica
•Quanto energia produce un impianto fotovoltaico.
La produzione di energia è direttamente influenzata da alcuni fattori quali:
- Latitudine di installazione, Nord, Centro, Sud;
- Esposizione ed inclinazione del campo fotovoltaico;
- Tipologia di pannelli utilizzati, cioè con l’impiego di silicio nelle diverse tipologie, amorfo,
policristallino, monocristallino.
CAPACITA' PRODUTTIVA DI UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO
Latitudine d'installazione
dell'impianto
NORD
CE NTRO
SUD
Moduli in Silicio
monocristallino
Moduli in Silicio
policristallino
Energia utile per
1 kWp installato
kWh/m q anno
kWh/m q anno
kWh/kWp anno
150
190
210
130
160
180
1.080
1.350
1.500
Valori per irraggiamento diretto
FATTORE CORRETTIVO DI INCLINAZIONE ED ORIENTAMENTO
ORIENTAMENTO
(Gradi di scostamento
rispetto al Sud)
INCLINAZIONE
(Gradi rispettoal piano
orizzontale)
0°
30°
60°
Est
0,93
0,90
0,78
0,55
Sud - Est
0,93
0,96
0,88
0,66
Sud
0,93
1,00
0,91
0,68
Sud - Ovest
0,93
0,96
0,88
0,66
Ovest
0,93
0,90
0,78
0,55
•Inclinazione ed orientamento sono maggiormente determinanti rispetto al tipo di pannello
utilizzato.
90°
Energia ed Ambiente
L’energia Fotovoltaica
•Quanto spazio serve.
Un generatore fotovoltaico correttamente posizionato ( orientamento Sud, inclinazione 30°) per
ogni kWp installato corrisponde a circa 8 -10 mq di superficie occupata.
La superficie occupata sarà direttamente proporzionale alla potenza da installare, inoltre varia
in funzione della potenza dei moduli impiegati.
Alcuni esempi:
- ipotizziamo l’utilizzo di pannelli con potenza di targa di 165 W/cad con una superficie captante per modulo
di 1,264 mq/cad
- Impianto da 1 kWp monofase pannelli utilizzati n° 7 per una superficie complessiva di
9 mq;
- Impianto da 3 kWp monofase pannelli utilizzati n° 18 per una superficie complessiva di 23 mq;
- Impianto da 10 kWp monofase pannelli utilizzati n° 6 0 per una superficie complessiva di 76 mq;
- Impianto da 20 kWp monofase pannelli utilizzati n°12 0 per una superficie complessiva di 152 mq;
Energia ed Ambiente
L’energia Fotovoltaica
•Quanto costa.
- Il costo di un impianto fotovoltaico indicativamente si può considerare variabile in funzione
della potenzialità installata e precisamente decresce all’aumentare della stessa.
- Questo avviene principalmente per la minore incidenza del costo delle strutture di sostegno,
sul totale del costo d’impianto oltre al minore prezzo d’acquisto dei materiali per effetto della
trattativa.
•Alcuni esempi:
- Utilizzando le potenzialità ipotizzate in precedenza
otteniamo:
- Impianto da 1 kWp monofase €
7.000,00
- Impianto da 3 kWp monofase € 21.000,00
- Impianto da 10 kWp trifase
€ 72.000,00
- Impianto da 20 kWp trifase
€ 105.000,00
Energia ed Ambiente
L’energia Fotovoltaica
•Tempo di rientro economico.
- Prendiamo in esame un’impianto residenziale da 2kWp (16mq di superficie), installato alla
nostra Latitudine, allacciato alla rete elettrica con un contratto di scambio sul posto ed
analizziamo il tempo di rientro economico.
•Costo dell’impianto montato in opera è di circa = € 14.000
•Produzione dell’impianto = 2.080 kWh/anno
•Ricavo dalla Vendita dell’energia prodotta = 2.080 kWh x 0.445€ = € 926 all’anno
•Costo evitato dell’energia consumata = 2.080 x 0.18 €/kWh = € 374
•Vantaggio economico = €926 + €374 = €1.300 all’anno
•Tempo di ritorno dell’investimento = €14.000 : 1.300 = 10,7anni
Energia ed Ambiente
L’energia Fotovoltaica
•Conclusioni
Considerando che:
- l’incentivazione viene erogata per un periodo pari a 20 anni;
- il costo dell’energia consumata sia costante 0,18 €/kWh;
- l’impianto fotovoltaico ha una vita media superiore a 25 anni;
- il tempo di rientro è di circa 10,7 anni;
•Si può stimare il vantaggio economico in:
- tempo residuo post rientro = 20 anni - 10,7 = 9,3 anni
- vantaggio economico post rientro = 9,3 anni x 1.300€/anno = 12.090€ di Utile
•Si può stimare il vantaggio ambientale in:
- energia complessivamente prodotta = 20 anni x 2.080 kWh = 41.600 kWh
- riduzione di emissioni di CO2 = 41.600kWh x 0.7 kg di CO2/kWh = 21,9 Tonnellate di CO2
Energia ed Ambiente
Alcuni Esempi
d’Installazione
Energia ed Ambiente
L’energia Fotovoltaica
•Alcuni esempi di installazione ammessi ad incentivazione:
Su struttura a terra suddivisa
Su struttura a terra unica
•Non integrato con la struttura edilizia
Energia ed Ambiente
L’energia Fotovoltaica
•Alcuni esempi di installazione ammessi ad incentivazione:
Su tetto a falda
Su tetto piano
•Parzialmente integrato con la struttura
Energia ed Ambiente
L’energia Fotovoltaica
•Alcuni esempi di installazione ammessi ad incentivazione:
componente della pensilina
Componente della facciata
• integrato con la struttura
Energia ed Ambiente
Alcune Recenti Esperienze
e
Risultati
periodo 2002 - 2007
Energia ed Ambiente
Programma d’Interventi 2002 - 2007
Il PIANO PROGRAMMA 2002-2007 avviato da Agec prevede la progettazione e realizzazione di diverse
opere da attuarsi a vari livelli d’intervento, con particolare attenzione all’uso razionale dell’energia sia
essa tradizionale sia essa di tipo rinnovabile, con l’obiettivo di:
aumentare la sicurezza degli impianti
diminuire le fonti d’inquinamento
contribuire al risparmio energetico
favorire lo sviluppo nell’utenza finale di
una coscienza rispettosa dell’ambiente
Energia ed Ambiente
Programma d’Interventi 2002 - 2007
Gli interventi principali di realizzazione di impianti fotovoltaici sono:
lavori di realizzazione di impianto fotovoltaico da 10kWp per illuminazione e alimentazione
lampade votive nel cimitero di Lucia, con l’ottenimento di contributi Statali e Regionali pari al 75% del
costo d’intervento;
lavori di realizzazione di impianto fotovoltaico da 10kWp per illuminazione e alimentazione
lampade votive nel cimitero di San Massimo, con l’ottenimento di contributi Statali e Regionali pari al
75% del costo d’intervento;
la realizzazione dell’impianto di produzione per energia fotovoltaica da 20 kWp per illuminazione
e alimentazione lampade votive presso il cimitero comunale di San Michele in Verona, con
incentivazione dell’energia prodotta;
la realizzazione di impianto di produzione di energia fotovoltaica da 20 kWp denominato
“Elianto” su tettoie per parcheggio autoveicoli, di tipo ad inseguimento presso il parcheggio di via Frà
Giocondo - Verona;
la realizzazione di impianto di produzione di energia fotovoltaica da 20 kWp denominato
“Elianto” su tettoie per parcheggio autoveicoli, di tipo ad inseguimento presso il parcheggio di
Piazzale Olimpia - Verona;
la realizzazione di impianto di produzione di energia fotovoltaica da 20 kWp denominato
“Elianto” su tettoie per parcheggio autoveicoli, di tipo ad inseguimento presso il parcheggio di
Piazzale Azzurri d’Italia - Verona;
Energia ed Ambiente
Edilizia Cimiteriale
Cimitero di San Massimo - Verona
Pannelli solari fotovoltaici SHELL-SOLAR (superficie complessiva 85 m2) per una
potenza di picco installata pari a 10 kWp trifasi.
Cimitero comunale
San Massimo - Verona
Gruppo inverter per alimentazione elettrica utenze cimiteriali interfacciato con la rete
elettrica pubblica .
Energia ed Ambiente
Edilizia Cimiteriale
Cimitero di Santa Lucia - Verona
Pannelli solari fotovoltaici MITSUBISHI (superficie
complessiva 85 m2) per una potenza di picco
installata pari a 10 kWp trifasi.
Gruppo inverter per alimentazione elettrica utenze
cimiteriali interfacciato con la rete elettrica pubblica .
Particolare d’integrazione della struttura nel
contesto architettonico.
Particolare della struttura di sostegno dei pannelli.
Energia ed Ambiente
Edilizia Cimiteriale
Cimitero Cimitero di S. Michele - Verona
Particolare stazione di conversione composta da 3
INVERTER IG60, Quadro di Campo e Quadro d’Interfaccia
Pannelli solari fotovoltaici CONERGY 160 (superficie
complessiva 150 m2) per una potenza di picco installata
pari a 20 kWp trifasi.
Localizzazione dell’impianto solare fotovoltaico sulla
copertura piana di un edificio del cimitero.
Particolare contatori AGSM per energia prodotta da impianto
solare e bidirezionale per prelevata/immessa da rete pubblica
Energia ed Ambiente
Edilizia Cimiteriale
Risultati Ottenuti
Si riportano a titolo puramente indicativo alcuni dati rilevati durante la gestione dell’impianto elettrico
esistente oggetto di riqualificazione ed ammodernamento:
CIMITERO di San Massimo e Santa Lucia - Verona:
Guadagno ambientale:
30.000
26.851
25.000
Gli impianti FOTOVOLTAICI dal mese di
Novembre 2004 ad oggi hanno coperto il
56,11% ed il 55,80% del fabbisogno di
energia elettrica dei riprettivi cimiteri.
Questo ha comportato una riduzione delle
emissioni di CO2 in atrmosfera di 17.193 kg
e 15.016 kg
21.451
21.224
18.796
20.000
17.111
15.016
14856,8
15.000
11.978
10.000
9006
9014
5.000
0
S. Lucia
S. Massimo
Impianto presso Cimitero di :
Fabbisogno stimato annuo (kWh)
Quantità CO2 annua prodotta con fonti tradizionali (Kg)
ore totali di funzionamento (h)
Energia elettrica complessiva prodotta con fonti rinnovabili (kWh)
Quantità CO2 complessiva non prodotta per uso di fonti rinnovabili (Kg)
Energia ed Ambiente
Edilizia Cimiteriale
Risultati Ottenuti
Da ciò si evince che nonostante i primi due impianti
siano di uguale potenza nominale, la differenza di
orientamento ed inclinazione rispetto al terzo, sia
sufficiente per ridurre notevolmente la produzione.
Energia ed Ambiente
L’energia Solare Termica
L’Energia
Solare Termica
Energia ed Ambiente
L’energia Solare Termica
L’Energia Solare Termica
•Cos’è l’energia solare termica?
L’energia ricavata dalla trasformazione dell’energia
solare direttamente in energia termica senza alcun
utilizzo di combustibili.
•Come avviene la trasformazione?
- L’energia solare irraggiata viene captata da alcuni
pannelli (collettore solare), posti normalmente sul
tetto dell’edificio, che riscaldandosi cedono calore al
fluido vettore, che circolando attraverso alcune
tubazioni cede a sua volta calore, per mezzo dello
scambiatore, in un accumulo d’acqua dal quale verrà
prelevata per l’utilizzo domestico.
Energia ed Ambiente
L’energia Solare Termica
•Quali apparecchiature servono?
- Collettore solare;
- Circuito di collegamento idraulico;
- Scambiatore di calore;
- Bollitore di accumulo;
- Circuito elettrico
- Caldaia;
•Dove sono posizionate?
1) Collettori solari: tetti piani, tetti a falda, facciate,
tettoie, strutture a terra, ecc.
2) Circuito idraulico: all’interno e all’esterno, per il
collegamento delle apparecchiature;
3) Scambiatore di calore: solitamente inserito nel
bollitore posizionato nei locali scantinati;
4) Bollitore di accumulo: solitamente posizionato nei
locali al piano scantinato, vicino alla caldaia;
5) Circuito elettrico:allacciamento elettropompe,
sonde, regolatori;
6) Caldaia: quando possibile posta nei locali
scantinati;
SCHEMA DI UN’UTENZA DOTATA DI UN
IMPIANTO SOLARE TERMICO
1
2
6
3
4
5
Energia ed Ambiente
L’energia Solare Termica
Collettore a tubi sottovuoto
•Il Collettore Solare
E’ l’elemento principale dell’impianto che ha il
compito di trasformare l’energia solare in
energia termica. Esistono di varie tipologie di
collettore solare, le più usate sono: piano e
sottovuoto. La differenza principale tra questi
due tipi di collettore consiste nel sistema di
captazione e nell’isolamento termico.
Collettore piano
Particolari costruttivi
Energia ed Ambiente
L’energia Solare Termica
•Il Collettore Solare
Alle nostre Latitudini per la sola produzione di acqua calda sanitaria l’utilizzo di collettori sottovuoto non è
conveniente in quanto la maggiore resa del collettore, circa 16%, non è sufficiente ad ammortizzare il
maggior costo d’acquisto (€ 150,00 - € 300,00/mq) e di conseguenza fa aumentare i tempi di rientro dei
costi d’investimento.
Comparazione tra le diverse tipologie di collettori solari
Energia ed Ambiente
L’energia Solare Termica
A Piastre
•Scambiatore di Calore
E’ l’elemento che ha la funzione di interfaccia
tra il circuito di produzione e quello di utilizzo.
In pratica trasferisce l’energia termica prodotta
dai collettori al circuito di stoccaggio per il
successivo utilizzo, il tutto senza scambio di
fluido.
1. Piastra fissa
Gli scambiatori possono essere di due
tipologie: esterni all’accumulo o interni ed
integrati con l’accumulo stesso.
2. Piastra mobile
La tipologia da esterno è “ a piastre” che a sua
volta si differisce in saldo brasato o
ispezionabile.
6. Barra di allineamento
3. Barra di allineamento
4. Connessione
5. Bulloni di fissaggio
7. Pacco piastre
8. Piede di supporto
Saldo Brasato
Energia ed Ambiente
L’energia Solare Termica
A serpentino
•Scambiatore di Calore
E’ l’elemento che ha la funzione di interfaccia
tra il circuito di produzione e quello di utilizzo.
In pratica trasferisce l’energia termica prodotta
dai collettori al circuito di stoccaggio per il
successivo utilizzo, il tutto senza scambio di
fluido.
Gli scambiatori possono essere di due
tipologie: esterni all’accumulo o interni ed
integrati con l’accumulo stesso.
La tipologia da esterno è “ a piastre” che a sua
volta si differisce in saldo brasato o
ispezionabile.
La tipologia interno è “ a serpentino” o “ a
fascio tubiero”.
Il principio di funzionamento, per entrambe le
categorie, è lo stesso; lo scambiatore a piastre
è più performante rispetto all’altra tipologia.
Per contro lo scambiatore a piastre, per il
ridotto passaggio d’acqua, tende ad ostruirsi
più facilmente.
Nella figura sottostante è
raffigurato uno scambiatore con
doppio serpentino:
- quello posto in basso effettua
l’integrazione termica dalla caldaia;
- quello posto più in alto effettua lo
scambio dal solare;
A fascio Tubiero
Nella figura sottostante è
raffigurato uno scambiatore a
fascio tubiero.
Lo scambiatore raffigurato viene
inserito nell’accumulo.
Anche in questo caso lo
scambiatore può essere più
d’uno, e posto a diverse altezze.
Energia ed Ambiente
L’energia Solare Termica
•Bollitore di Accumulo
Con scambiatore a piastre
ispezionabile
Con scambiatore a piastre
saldobrasato
E’ un contenitore metallico di varia grandezza
(80-100Litri/mq di pannelli solari), rivestito di
un manto di materiale isolante al fine di
conservare il calore, ed ha la funzione di
accumulare acqua calda (60°-70°) da cui
effettuare il prelievo per l’utilizzo domestico
(50°).
Su di esso possono venire inseriti gli
scambiatori di tipo interno: “a serpentino” o
“a fascio tubiero” che saranno collegati sia al
circuito solare sia al circuito di caldaia oppure
collegare scambiatori esterni.
All’accumulo saranno inoltre allacciati
l’ingresso d’acqua fredda sanitaria da rete ed il
prelievo sanitario di acqua calda centralizzata
verso l’utenza.
Con scambiatore a
serpentino
Con scambiatore a
fascio tubiero
Energia ed Ambiente
L’energia Solare Termica
•Quanto energia produce un impianto solare termico.
La produzione di energia è direttamente influenzata da alcuni fattori quali:
- Latitudine di installazione, Nord, Centro, Sud;
- Esposizione ed inclinazione del collettore solare;
- Tipologia di pannelli utilizzati, cioè di tipo piano oppure con isolamento sottovuoto.
CAPACITA' PRODUTTIVA DI UN IMPIANTO SOLARE TERMICO
Latitudine d'installazione
dell'impianto
NORD
CE NTRO
SUD
Pannello Piano
kWh/ m q anno
700
850
910
Pannello
Sottovuoto
kWh/m q anno
812
986
1.055
FATTORE CORRETTIVO DI INCLINAZIONE ED ORIENTAMENTO
Irraggiamento
Globale
Orizzontale
ORIENTAMENTO
(Gradi di scostamento
rispetto al Sud)
kWh/m q anno
1.388
1.516
1.650
INCLINAZIONE
(Gradi rispettoal piano
orizzontale)
0°
30°
60°
90°
Est
0,93
0,90
0,78
0,55
Sud - Est
0,93
0,96
0,88
0,66
Sud
0,93
1,00
0,91
0,68
Sud - Ovest
0,93
0,96
0,88
0,66
Ovest
0,93
0,90
0,78
0,55
Valori per irraggiamento diretto con inclinazione 30° ed orientamento Sud
•Inclinazione ed orientamento sono maggiormente determinanti rispetto al tipo di pannello
utilizzato.
Energia ed Ambiente
L’energia Solare Termica
•Quanto spazio serve.
Il corretto dimensionamento della superficie captante:
- valutazione del sito d’installazione;
- dimensionamento eseguito sui consumi effettivi d’acqua d’utenza;
- copertura massima di picco dimensionata per i mesi estivi.
Da ciò ne deriva:
- L’ottimizzazione della superficie captante;
- La riduzione del volume di accumulo d’acqua;
- La riduzione dei costi di realizzazione d’impianto;
- La riduzione delle problematiche legate alla gestione (sovratemperatura estiva);
- Minor tempo di rientro dell’investimento
Generalmente per usi residenziali, con collettori solari correttamente posizionati ( orientamento
Sud, inclinazione 30°), si può ipotizzare un’impiego di 0,5 - 1 mq di superficie captante per
persona.
Energia ed Ambiente
L’energia Solare Termica
•Quanto costa.
- Il costo in opera di un impianto solare termico è può facilmente subire variazioni di valutazione
economica. Tra le cause principali, l’estensione dell’impianto in termine di lunghezza delle
tubazioni e grandezza dell’accumulo d’acqua, le opere edili accessorie.
Pertanto gli indici di costo a mq spesso non sono significativi
•Alcuni esempi:
- Si evidenziano a titolo indicativo alcune importi di
installazioni realizzate :
- Impianto da
5 mq
€
5.000,00
- Impianto da 30 mq
€
45.000,00
- Impianto da 360 mq
€ 467.000,00
Energia ed Ambiente
L’energia Solare Termica
•Tempo di rientro economico.
- Prendiamo in esame un’impianto residenziale mono famigliare di 4 -5 persone con l’utilizzo di
pannelli di tipo piani con una superficie captante di 5 mq, accumulo 400 l., Circolatori, ecc.,
installato alla nostra Latitudine, correttamente esposto ed analizziamo il tempo di rientro
economico.
•Costo dell’impianto montato in opera è di circa = € 5.000,00
•Detrazioni fiscali (finanziaria 2007) 55% in tre anni = €-2.750,00;
•Produzione dell’impianto = 3.500 kWh/anno
•Risparmio annuo di consumo di gas metano = € 400,00
•Tempo di ritorno dell’investimento con detrazioni fiscali = 5,6 anni
•Tempo di ritorno dell’investimento senza detrazioni fiscali = 12,5 anni
Energia ed Ambiente
L’energia Solare Termica
•Conclusioni
Considerando che:
- il costo del gas metano sia costante 0,6 €/mc;
- il risparmio annuo di consumo di gas sia € 400,00;
- l’impianto solare ha una vita media superiore a 20 anni;
- il tempo di rientro è di circa 5,6 anni;
•Si può stimare il vantaggio economico in:
- tempo residuo post rientro = 20 anni - 5,6 = 14,4 anni
- vantaggio economico post rientro = 14,4 anni x 400 €/anno = 5.760,00 € di Utile
•Si può stimare il vantaggio ambientale in:
- energia complessivamente prodotta = 20 anni x 3.500 kWh = 70.000 kWh
- riduzione di emissioni di CO2 = 70.000kWh x 0.196 kg di CO2/kWh = 14 Tonnellate di CO2
Energia ed Ambiente
Alcune Recenti Esperienze
e
Risultati
periodo 2002 - 2007
Energia ed Ambiente
Programma d’Interventi 2002 - 2007
Il PIANO PROGRAMMA 2002-2007 avviato da Agec prevede la progettazione e realizzazione di diverse
opere da attuarsi a vari livelli d’intervento, con particolare attenzione all’uso razionale dell’energia sia
essa tradizionale sia essa di tipo rinnovabile, con l’obiettivo di:
aumentare la sicurezza degli impianti
diminuire le fonti d’inquinamento
contribuire al risparmio energetico
favorire lo sviluppo nell’utenza finale di
una coscienza rispettosa dell’ambiente
Energia ed Ambiente
Programma d’Interventi 2002 - 2007
I principali interventi di realizzazione di impianti solari termici sono:
il rifacimento della centrale termica centralizzata della Casa per Anziani di via Volta 37 in Verona
(36 alloggi e centro protetto), installando caldaie modulari ad alto rendimento integrate con un
sistema di pannelli solari termici per la produzione di acqua calda sanitaria;
il rifacimento della centrale termica centralizzata della Casa per Anziani di via Corbella-Gerardo in
Cadidavid (30 alloggi e centro protetto), installando caldaie modulari ad alto rendimento integrate con
un sistema di pannelli solari termici per la produzione di acqua calda sanitaria il tutto supervisionato
da un sistema di regolazione-controllo e contabilizzazione remotizzato;
lavori di realizzazione di un impianto solare termico Progetto “Telesun” per la produzione di
acqua calda sanitaria con contabilizzazione individuale del calore di 242 alloggi siti nel complesso
situato tra via Marin Faliero - via Dandolo e Maddalena beneficiando di un contributo della Regione
Veneto;
lavori di rifacimento della centrale termica del complesso di via Gela 3a-3b-3c con caldaia ad alto
rendimento a “condensazione”, con contabilizzazione individuale del calore di 30 alloggi, con
l’installazione di un impianto solare termico per la produzione di acqua calda sanitaria;
Energia ed Ambiente
Programma d’Interventi 2002 - 2007
L’energia Solare Termica
I principali interventi di realizzazione di impianti solari termici sono:
la costruzione di 12 alloggi in zona PEEP n. 20 Bis in località Marzana del Comune di Verona lotto D,
con l’installazione di un impianto solare termico per la produzione di acqua calda sanitaria;
il risanamento conservativo di tre edifici siti in via Campofiore 4-4a-6-8-10-12-14-16-18-20-22 in
Verona, con l’installazione di un impianto solare termico per la produzione di acqua calda sanitaria;
la ristrutturazione e risanamento conservativo di un edificio sito in via G. Trezza 28-28a-30 in
Verona - , con l’installazione di un impianto solare termico per la produzione di acqua calda
sanitaria;
lavori di recupero, riqualificazione e di nuova costruzione, facenti parte del Programma Complesso
“Contratti di Quartiere II”, di edifici ad uso residenziale e non, inseriti nel processo di
trasformazione edilizio-urbanistico del quartiere Borgo Nuovo in Verona (Aggiudicazione del bando di
concorso Regionale - Ministeriale) con installazione su 3 nuovi edifici e 8 ristrutturazioni di impianti
solari termici per la produzione di acqua calda sanitaria;
Energia ed Ambiente
Edilizia Residenziale
L’energia Solare Termica
Caratteristiche dell’intervento:
installazione di pannelli solari termici (per una
superficie pari a 360 m² circa) per l’integrazione della
produzione di acqua calda sanitaria della centrale di
teleriscaldamento;
realizzazione di una nuova sottocentrale per
l’accumulo termico di energia solare;
installazione di un sistema di controllo e gestione
della temperatura ambiente di ogni singolo alloggio;
realizzazione di un sistema di supervisione e
contabilizzazione remotizzato per ogni singolo alloggio;
produzione ed utilizzo ottimizzato dell’energia;
ottimizzazione degli interventi di manutenzione
riduzione dei consumi “equivalenti” di gas metano.
via Dandolo
2a
Via Maddalena, via Dandolo, via Faliero
Saval - Verona
2b
Progetto “Telesun” - Riqualificazione impiantistica di
3 fabbricati per un totale di 242 alloggi
cofinanziato dalla Regione Veneto
2b
N
2a
via
Ma
dd
ale
n
a
via M
a
3b
rin F
aliero
3a
Energia ed Ambiente
Edilizia Residenziale
L’energia Solare Termica
Particolare dei pannelli solari Sonnenkraft
Falda sud copertura fabbricato via Dandolo 2a e 2b
Pannelli Solari piani ditta Sonnenkraft
(superficie di captazione 180 m2 su totale di 360 m2)
Fabbricato di via Dandolo 2a e 2b
Centrale Solare
accumulatori energia solare - volume totale 12.000 litri
Centrale Teleriscaldamento
particolare di collegamento dell’impianto solare allo
scambiatore sanitario dell’azienda AGSM di Verona Spa
Energia ed Ambiente
L’energia Solare Termica
Irraggiamento solare W/m²
Temperatura esterna
Temperatura accumuli
Temperatura fruibile
Temperatura integrazione
AGSM
Energia Totale (sole+AGSM)
Energia dal sole
Inserimento integrazione
Esclusione integrazione
AGSM
12.000 litri totali
Sinottico TIPO Sistema di Supervisione COSTER
PERIODO INVERNALE/PRIMAVERILE - Centrale Solare (collegamento remoto del 20/03/2006 ore 15.27)
Energia ed Ambiente
L’energia Solare Termica
Irraggiamento solare W/m²
Temperatura esterna
Temperatura accumuli
Temperatura fruibile
Temperatura integrazione
AGSM
Energia Totale (sole+AGSM)
Energia dal sole
Inserimento integrazione AGSM
Esclusione integrazione AGSM
Sinottico TIPO Sistema di Supervisione COSTER
PERIODO ESTIVO - Centrale Solare (collegamento remoto del 30/06/2005 ore 14.43)
Energia ed Ambiente
L’energia Solare Termica
Temperatura limite
by-pass integrazione
scambiatore Agsm
Diagramma Tipo andamento temperature Periodo Estivo
Sistema di Supervisione COSTER - Centrale Solare (collegamento remoto del 30/06/2005 ore 14.41)
Energia ed Ambiente
Risultati Ottenuti
Si riportano a titolo puramente indicativo alcuni dati rilevati durante la gestione dell’impianto di
riscaldamento esistente oggetto di riqualificazione ed ammodernamento:
COMPLESSO di 242 alloggi sito in via Maddalena, Faliero e Dandolo Saval - Verona
Risultati ottenuti per produzione di Acqua Calda Sanitaria:
Consumi Energia Produzione Acqua Calda Sanitaria - Fabbisogno Energetico Stagionale
100%
0%
0%
27,26 %
18,77%
800,00
90%
700,00
80%
600,00
70%
189,81
123,28
506,46
533,40
2004/2005 (**)
2005/2006 (**)
500,00
60%
50%
Consumi Energia Produzione Acqua Calda Sanitaria - Tipologia Fonti d'Energia
556,87
465,12
696,27
656,69
40%
400,00
300,00
30%
556,87
465,12
200,00
20%
100,00
10%
0%
-
2002/2003 (*)
2003/2004 (*)
Fabbisogno Complesso MWh
2004/2005 (**)
2005/2006 (**)
Contributo Impianto Solare %
2002/2003 (*)
2003/2004 (*)
Energia da Teleriscaldamento Agsm (M.Wh)
(*) dati forniti da AGSM di Verona Spa
(**) dati forniti dal sistema di supervisione e controllo di Agec (messa in funzione pannelli solari settembre 2004)
Energia da Solare Termico (M.Wh)
Energia ed Ambiente
Edilizia Residenziale
Caratteristiche dell’intervento:
Via Gela 3a-3b-3c
Villaggio D’Alloca Bianca - Verona
Intervento beneficiario di contributi della
Regione Veneto per la realizzazione degli
interventi previsti nel programma di recupero
urbano in quartiere Borgo Nuovo.
Installazione di nuovi serramenti per esterno in PVC con vetro
camera ad elevato potere isolante termico ed acustico.
Sostituzione dell’esistente generatore di calore condominiale
con un nuovo gruppo generatore di calore ad alto rendimento
“condensazione” per produzione centralizzata di calore per
riscaldamento e produzione acqua calda sanitaria con sistema
rapido (scambiatore a piastre) ed accumulo (bollitore da 500
litri).
Ripristino delle coibentazioni sui circuiti dell’impianto di
riscaldamento esistente e riutilizzato.
Installazione di un sistema di contabilizzazione dei consumi
energetici per riscaldamento e acqua calda sanitaria con
contabilizzazione centralizzata e locale.
Installazione, all’interno di ogni singolo alloggio di un
cronotermostato ed attuatori di appartamento con regolazione
della temperatura ambiente a fasce orarie su almeno due livelli
come richiesto dalla normativa vigente.
Rimozione bollitori autonomi a gas esistenti in ogni singolo
alloggio per la produzione di acqua calda sanitaria.
Realizzazione di un sistema per la contabilizzazione dei
consumi dell’acqua calda sanitaria con contabilizzazione
centralizzata e locale.
Installazione di 30 m2 di pannelli solari termici di tipo sotto
vuoto per l’integrazione della produzione di acqua calda sanitaria.
Energia ed Ambiente
Edilizia Residenziale
Via Gela n. 3 Borgo Nuovo - Verona
Centrale termica n. 1 caldaia 175 kW a condensazione.
N. 4 accumuli per 3500 litri totali per produzione acqua
calda sanitaria con integrazione solare.
Installazione nuovi serramenti esterni in
PVC e ripristino isolamenti.
Pannelli solari VIESSMANN sottovuoto (superficie complessiva 30 m2)
Energia ed Ambiente
Risultati Ottenuti
Si riportano a titolo puramente indicativo alcuni dati rilevati durante la gestione dell’impianto di
produzione di acqua calda sanitaria con integrazione da impianto solare termico:
FABBRICATO sito in via Gela 3a, 3b, 3c Villaggio Dall’Oca Bianca (Vr):
fabbricato esistente costituito da 30 alloggi.
Risultati ottenuti per produzione di Acqua Calda Sanitaria:
Consumi Energia Produzione Acqua Calda Sanitaria - Fabbisogno Energetico Stagionale
100%
90%
Consumi Energia Produzione Acqua Calda Sanitaria - Tipologia Fonti d'Energia
-
120,00
8,94
21,72
100,00
80%
70%
60%
50%
40%
9,08
20,30
80,00
57,64
60,00
101,53
93,48
92,45
40,00
30%
20%
73,18
57,64
20,00
10%
0%
2003/2004 (*)
2004/2005 (**)
Fabbisogno Complesso MWh
2005/2006 (**)
Contributo Impianto Solare %
2003/2004 (*)
Energia da centrale termica (M.Wh)
Nota:
- A partire dalla stagione 2004/2005 è entrato in funzione l'impianto solare termico
- Nella stagione 2005/2006 nonostante sia stata registrata una diminuzione dell'irraggiamento solare e pertanto una diminuzione di
produzione, sono state apportate alcune migliorie nella taratura dell'impianto aumentandone la resa rispetto alla precedente stagione.
- Gli aumenti nei consumi di energia impiegata per la produzione di acqua calda sanitaria nelle stagioni 2004/2005 e 2005/2006
sono principalmente dovuti ad un aumento dei consumi d'acqua e precisamente si è passati da un consumo complessivo di
7.222 mc della stagione 2003/2004 ad un consumo di 11.253 mc della stagione 2005/2006
2004/2005 (**)
2005/2006 (**)
Energia da Solare Termico (M.Wh)
(*) senza impianto solare
(**) con impianto solare termico funzionante
Energia ed Ambiente
Energia ed Ambiente
Alcuni Esempi di
Piani Economici d’Investimento
Energia ed Ambiente
Piani Economici d’Investimento
NOTE
1) L'intervento è stato realizzato "post operam" su edificio esistente e perciò comprensivo di tutti gli oneri realizzativi necessari.
Se l'intervento fosse stato realizzato contemporaneamente alla costruzione dell'edificio, e pertanto senza maggiori oneri aggiuntivi,
si potrebbe ipotizzare che l'ammortamento dell'impianto stesso sarebbe potuto avvenire anche entro 11 anni di utilizzo.
2) maggiori oneri aggiuntivi per la sostituzione contabilizzatori acqua fredda e calda sanitaria e inserimento in telelettura con
riduzione costi operatore per lettura in loco (per un totale di 484 contatori totali) che non concorrono al risparmio energetico
dell'intervento.
Energia ed Ambiente
Riepilogo Tipologie Principali
Impianti
Sezione Tecnologica - Sezione Manutenzioni
Energia ed Ambiente
Riepilogo Tipologie Impianti
Sezione Tecnologica - Sezione Manutenzioni
Si riportano sommariamente a seguire le TIPOLOGIE impiantistiche PRINCIPALI, in dotazione al
patrimonio immobiliare gestito da Agec, realizzate dalla Sezione Tecnologica e dalla Sezione
Manutenzioni nel periodo compreso tra il 1998 ed il 2007 con particolare attenzione alle esigenze di
Risparmio Energetico e Sostenibilità Ambientale:
Impianti Termici Centralizzati dotati di CALDAIE A CONDESAZIONE
===>
N. 21
Impianti Termici Centralizzati dotati di CALDAIE ad ALTO RENDIMENTO
===>
N. 08
Impianti Termici Centralizzati dotati di allacciamento a TELERISCALDAMENTO
===>
N. 08
PANNELLI SOLARI TERMICI allacciati con Impianti Termici Centralizzati
===>
Mq. 440 installati
PANNELLI SOLARI FOTOVOLTAICI connessi alla rete pubblica
===>
kWp 100 installati
Energia ed Ambiente
Altre Esperienze
e
Risultati
maturate nel periodo 1998 - 2002
dalla Sezione Tecnologica
Energia ed Ambiente
Realizzazioni in Edilizia Residenziale
Caratteristiche dell’intervento:
produzione autonoma di calore per riscaldamento
ed acqua calda sanitaria per ciascun alloggio;
installazione di un impianto a pannelli solari termici
“sotto vuoto” per l’integrazione della produzione di
acqua calda sanitaria di 17 alloggi;
installazione di un sistema di contabilizzazione
dell’energia prodotta dall’impianto solare;
riduzione dei consumi di gas metano per i 17 alloggi
serviti dall’impianto solare;
riduzione delle emissioni in atmosfera.
N. 20 pannelli solari “sotto vuoto”
Thermomax installati in copertura per la
produzione ed integrazione di acqua calda
sanitaria.
Via Porto San Pancrazio n 3, 5, 7, 9
Porto San Pancrazio (Vr)
Intervento di costruzione di 34 alloggi
Apparecchiature Raab Karcher di
contabilizzazione dell’energia fornita dal
solare a ciascun alloggio.
Energia ed Ambiente
Realizzazioni in Edilizia Residenziale
Caratteristiche dell’intervento:
produzione centralizzata di calore;
gestione autonoma e contabilizzazione dei consumi
di 12 nuovi alloggi (zona ampliamento);
produzione ed utilizzo ottimizzato dell’energia
controllata da un sistema di supervisione e controllo;
integrazione con pannelli solari termici per la
produzione di acqua calda sanitaria;
rendimenti elevati dell’impianto;
riduzione delle emissioni in atmosfera.
N. 2 caldaie UNICAL da 130 kW bistadio,
pompe elettroniche WILO e contacalorie
RAAB KARCHER installati in centrale termica.
Via Corbella-Gerardo - Cadidavid (Vr)
Intervento di ampliamento della Casa per Anziani
costituita da n. 30 appartamenti e
n. 1 centro protetto al piano terra
N. 9 pannelli solari “piani” VIESSMANN da
2,6 m² cadauno installati in copertura per la
produzione ed integrazione di acqua calda
sanitaria.
Quadro elettrico centrale termica e quadro
sistema di supervisione e contabilizzazione
”REGISTA”.
Energia ed Ambiente
Risultati Ottenuti
Si riportano a titolo puramente indicativo alcuni dati rilevati durante la gestione dell’impianto di
riscaldamento esistente oggetto di riqualificazione ed ammodernamento:
CASA ANZIANI sita in via Corbella/Gerardo - Cadidavid (Vr):
fabbricato esistente in parte ampliato costituito da 30 alloggi e 1 Centro Protetto
(quest’ultimo in gestione
dell’Istituto Assistenza Anziani).
Caratteristiche dell’intervento:
installazione di 9 pannelli solari termici di tipo “piano” per un superficie complessiva pari a 25
m² per l’integrazione della produzione di acqua calda ad uso sanitario.
realizzazione della nuova centrale termica composta da n. 2 generatori di calore bistadio da 130
kW cadauno, pompe elettroniche a portata variabile, sistema di supervisione e controllo delle
apparecchiature.
Risultati ottenuti:
non risulta possibile fare il confronto dei consumi di combustibile prima e dopo l’intervento
perché l’edificio è stato anche oggetto di ampliamento di volumi;
l’energia prodotta dai pannelli solari è stata contabilizzata pari a 48.793 kW.
Benefici ottenuti a parità di comfort per alloggio:
diminuzione dei consumi di gas equivalente per la produzione di acqua
calda sanitaria pari a 5.160 N m³.
Energia ed Ambiente
Conclusioni
Energia ed Ambiente
Progettazione Integrata
Alla luce di quanto esposto risulta evidente che qualsiasi intervento di riqualificazione, anche se di
piccola entità, deve essere finalizzato all’uso razionale dell’energia tradizionale e/o rinnovabile
nell’ottica di contribuire direttamente o indirettamente al miglioramento della qualità ambientale della
nostra città.
Agec, nella convinzione che la sostenibilità ambientale negli edifici del prossimo futuro sia in stretta
correlazione ad una “Progettazione Integrata” in sinergia con lo studio di tecnologie e soluzioni
sostenibili per l’ecosistema, intende:
progettare con criteri dell’eco-edilizia e del risparmio energetico per tutti i nuovi interventi
costruttivi;
progettare con criteri antisismici;
promuovere e sviluppare programmi d’intervento nel settore abitativo e similare che portino
all’utenza vantaggi, anche economici, che a tal fine dovrà essere coinvolta nell’effettiva partecipazione
alle iniziative per quella parte di maggior investimento che si renderà necessaria per il conseguimento
del massimo risparmio energetico.
Energia ed Ambiente
Sostenibilità Ambientale
E’ evidente quindi che è necessario cambiare strada per poter continuare a produrre
utilizzando meno e meglio le risorse disponibili
e quella della “Sostenibilità Ambientale” sarà sempre più la via da
percorrere.
Intraprenderla significa investire nel campo dell’Eco-Efficienza sviluppando tecnologie e
soluzioni sostenibili che favoriscano l’attivazione di processi e azioni eco-compatibili con
importanti ricadute a diversi livelli come:
maggior rispetto dell’ambiente;
forte spinta all’innovazione tecnologica;
riduzione dei costi di produzione ed applicazione a larga scala delle nuove tecnologie
attualmente costose;
maggiori possibilità di convivenza tra rispetto ambientale e crescita economica.
In conclusione anche se la via della “Sostenibilità Ambientale” presenta dei costi di partenza
elevati, non percorrerla potrebbe dimostrarsi una scelta ancora più costosa per la società
moderna in campo ambientale, della salute, dell’economia e più in generale per la qualità
della nostra Vita.
Le energie alternative:
il Fotovoltaico
e il
Solare Termico
14 Aprile 2007
GRAZIE PER L’ATTENZIONE
Perito Industriale Nicola Angeli
Sezione Tecnologica
AGEC Gestione Edifici - Palazzo Diamanti
Via E. Noris, 1 - 37121 Verona - Telefono 045 8051311 - Fax 045 8051308
[email protected]