Corso analisi di progetti con energie pulite © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006....

Corso analisi di progetti con energie puliteCorso analisi di progetti con energie pulite

© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

Foto: NRCan

Analisi progetti di Analisi progetti di riscaldamento solare riscaldamento solare dell’acquadell’acqua

Collettori solari piani vetrati, Ontario, Canada


ObiettiviObiettivi

• Rivedere i principi del riscaldamento Rivedere i principi del riscaldamento solare dell’acqua (RS Acqua) solare dell’acqua (RS Acqua)

• Illustrare le considerazioni chiave Illustrare le considerazioni chiave per l’analisi di progetti di RS Acquaper l’analisi di progetti di RS Acqua

• Presentare il modello RETScreenPresentare il modello RETScreen®® per i progetti di RS Acquaper i progetti di RS Acqua


• Acqua calda Acqua calda sanitariasanitaria

• Calore di processoCalore di processo

• Riscaldamento Riscaldamento piscinepiscine

…ma anche…

Grandi utilizzi di acqua calda

Prolungati utilizzi di piscine

Cosa forniscono i sistemi di RS Cosa forniscono i sistemi di RS Acqua?Acqua?

Foto: Vadim Belotserkovsky

Centro conferenze, Bethel, Lesoto

Centro residenziale, Kungsbacka, Svezia

Foto: Alpo Winberg/ Solar Energy Association of Sweden


Componenti di un sistema di Componenti di un sistema di RS Acqua RS Acqua

Foto: NRCan

Scambiatorecalore

PannelloFotovoltaico Collettori solari

Circuito risc. acqua a circolazione naturale

Acqua calda alla casa

Acqua fredda di rete

Circuito acqua glicolata mandata e ritorno

Box giunzione

Scarico sedimenti

Acq

ua r

iscald

ata

dal

sola

re

Pompa glicole

Serbatoioacqua caldapreriscaldatadal solare

Serbatoiostandard

Schema impianto riscaldamento solare acqua


Collettori solari non vetratiCollettori solari non vetrati

• Basso costoBasso costo

• Bassa Bassa temperaturatemperatura

• RobustoRobusto

• LeggeriLeggeri

• Riscaldamento Riscaldamento piscine piscine stagionalestagionale

• Bassa pressioneBassa pressione

• Basso rendimento in climi caldi e ventosiBasso rendimento in climi caldi e ventosi

Foto: NRCan

Fori regolazione portata

La scanalatura di flusso consente una portata equa attraverso i tubi

Tubo collettore da 2 ’’

Ingresso scanalatura

Portata dalla piscina

Collettore solare non vetrato


Collettori solari piani vetratiCollettori solari piani vetrati

• Costo moderatoCosto moderato

• Funzionamento ad Funzionamento ad alta temperaturaalta temperatura

• Può funzionare alla Può funzionare alla stessa pressione stessa pressione della rete idricadella rete idrica

• Più pesante e più Più pesante e più fragilefragile

Foto: NRCan

Vetro

Contenitore

Piastra assorbitore

Tubi rialzati

Collettore

Isolamento


Collettori a tubi sottovuotoCollettori a tubi sottovuoto

• Costo più altoCosto più alto

• Nessuna perdita Nessuna perdita per convezione per convezione

• Alta temperaturaAlta temperatura

• Climi freddiClimi freddi

• FragiliFragili

• L’installazione può L’installazione può essere più complicataessere più complicata

• La neve è un problema La neve è un problema minoreminore

Foto: NRCan

Foto: Nautilus

Tubo sviluppato e costruito in Cina

Vapore e liquido condensato dentro

il tubo di calore

Piastra assorbitoreTubo di calore

Tubi sottovuoto


Riscaldamento solare Riscaldamento solare dell’acqua in climi diversidell’acqua in climi diversi

• Per un sistema di riscaldamento solare di acqua calda sanitaria conPer un sistema di riscaldamento solare di acqua calda sanitaria con6 m6 m22 di collettore di collettore solare vetrato, una richiesta di solare vetrato, una richiesta di 300 l/giorno300 l/giorno di di acqua calda a acqua calda a 60°C60°C e e 300 l di accumulo300 l di accumulo la la frazione solare frazione solare è:è:

21% a Tromsø, Norvegia (70ºN)

40% a Yellowknife, Canada (62ºN)

32% a Varsavia, Polonia (52ºN)

51% a Harbin, Cina (46ºN)

67% a Sacramento, USA (39ºN)

39% a Tokio, Giappone (36ºN)

78% a Marrakech, Marocco (32ºN)

75% a Be’er-Sheva, Israele (31ºN)

81% a Matam, Senegal (16ºN)

59% a Puerto Limón, Costa Rica (10ºN)

59% a Giacarta, Indonesia (6ºS)

86% a Huancayo, Perù (12ºS)

69% a Harare, Zimbabwe (18ºS)

65% a Sydney, Australia (34ºS)

39% a Punta Arenas, Cile (53ºS)


Esempi di costi e benefici dei Esempi di costi e benefici dei sistemi solari di riscaldamento sistemi solari di riscaldamento acqua acqua

Sistema vetrato, tutto Sistema vetrato, tutto l’anno (con accumulo)l’anno (con accumulo)

La Paz, BoliviaLa Paz, Bolivia2,2 GJ/m2,2 GJ/m22

$400/m$400/m22

Sistema con tubi Sistema con tubi sottovuoto, tutto l’anno sottovuoto, tutto l’anno (con accumulo)(con accumulo)

Copenhagen, DanimarcaCopenhagen, Danimarca1,8 GJ/m1,8 GJ/m22

$1.000/m$1.000/m22

0102030405060708090

100

5 15 25 35 45

Costo energia ($/GJ)

Ris

par

mio

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($/m

2 )

Gas

a $

0,1

5/m

3

Gas

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Ele

ttri

cità

a $

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5/k

Wh

Ele

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cità

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Wh

Non vetrato, solo estate, riscaldamento Non vetrato, solo estate, riscaldamento piscinapiscina

Montreal, CanadaMontreal, Canada1,5 GJ/m1,5 GJ/m2 2

$150/m$150/m22


Progetti di riscaldamento Progetti di riscaldamento solare acqua solare acqua ConsiderazioniConsiderazioni• Fattori importanti per la fattibilità dei progetti:Fattori importanti per la fattibilità dei progetti:

Grande domanda di acqua calda per ridurre l’importanza dei costi fissi

Alti costi energetici (es. gas naturale non disponibile)

Fornitura di energia convenzionale non affidabile

Grande interesse ambientale da parte dei proprietari degli edifici o delle società di gestione calore

• I carichi di acqua calda prevalentemente I carichi di acqua calda prevalentemente diurni richiedono serbatoi più piccoli diurni richiedono serbatoi più piccoli

• Costi più bassi per i sistemi utilizzati stagionalmente in Costi più bassi per i sistemi utilizzati stagionalmente in confronto ai sistemi più costosi utilizzati tutto l’annoconfronto ai sistemi più costosi utilizzati tutto l’anno

• Manutenzione simile a qualsiasi sistema idraulico, ma Manutenzione simile a qualsiasi sistema idraulico, ma l’utente deve impegnarsi per tempi più lunghi per la l’utente deve impegnarsi per tempi più lunghi per la manutenzione ed eventuali riparazionimanutenzione ed eventuali riparazioni


Esempi: Australia, Botswana e SveziaEsempi: Australia, Botswana e Svezia

Sistemi per acqua calda Sistemi per acqua calda sanitariasanitaria

• In rete, necessitano di utenti convintiIn rete, necessitano di utenti convinti Possono avere dei lunghi tempi di ammortamento se i costi

energetici sono bassi

I sistemi forniscono dal 20 all’80% dell’acqua calda necessaria

• Reti isolate o dove la fornitura di energia è Reti isolate o dove la fornitura di energia è inaffidabileinaffidabile

Foto: Marie Andrén, Solar Energy Association of Sweden Foto: Vadim Belotserkovsky

Foto: The Australian Greenhouse Office

Circolazione naturale, Australia

Casa per staff medico in area rurale, BotswanaCase, Malmö, Svezia


Esempi: Stati Uniti e CanadaEsempi: Stati Uniti e Canada

Sistemi per piscineSistemi per piscine

• Collettori non vetrati a basso costoCollettori non vetrati a basso costo Piscine estive in climi freddi Allungano la stagione in climi caldi Per uso estivo in piscine usate tutto l’anno

in climi freddi Possono avere tempi di ammortamento da

1 a 5 anni

• Collettori vetrati per piscine usate Collettori vetrati per piscine usate tutto l’annotutto l’anno

• Sistemi di filtraggio utilizzati come Sistemi di filtraggio utilizzati come pompepompe

Foto: NRCanFoto: Aquatherm Industries/ NREL Pix

Piscina, USA

Sistema per piscina comunale, Ontario, Canada


Esempi: Grecia e CanadaEsempi: Grecia e CanadaSistemi riscaldamento acqua commerciali Sistemi riscaldamento acqua commerciali ed industrialied industriali

• Hotel/motel, appartamenti e palazzine ufficiHotel/motel, appartamenti e palazzine uffici

• Ospedali e case di curaOspedali e case di cura

• Lavaggi auto, lavanderie automatiche, ristorantiLavaggi auto, lavanderie automatiche, ristoranti

• Centri sportivi, scuole, docceCentri sportivi, scuole, docce

• Acquacoltura, altre piccole industrieAcquacoltura, altre piccole industrie

Foto: NRCanFoto: Regional Energy Agency of Crete/ISES

Hotel, Agio Nikolaos, Creta Acquacoltura, British Columbia, Canada


Modello RETScreenModello RETScreen®® per per progetti di riscaldamento progetti di riscaldamento solare dell’acquasolare dell’acqua• Analisi globale di produzione energetica, costi gestionali e Analisi globale di produzione energetica, costi gestionali e

riduzione emissioni gas serrariduzione emissioni gas serra Collettori vetrati, senza vetro e con tubi

sottovuoto Piscine coperte o esterne (con o

senza copertura) Sistemi acqua calda sanitaria

(con o senza accumulo)

• Solo 12 dati mensili del RETScreenSolo 12 dati mensili del RETScreen®

contro gli 8.760 dei modelli che contro gli 8.760 dei modelli che utilizzano simulazione oraria utilizzano simulazione oraria

• Attualmente non comprende:Attualmente non comprende:

Cambi nei carichi quotidiani di acqua calda sanitaria

Sistemi stand-alone per acqua calda sanitaria

Sistemi senza accumulo per alte frazioni solari

Inseguimento solare, concentratore e collettori solari integrati


Vedi manuale elettronico

Analisi progetti con energie pulite:RETScreen® Ingegneria e casi

Analisi progetti riscaldamento solare

dell’acqua

RETScreenRETScreen®® Calcolo energia RS AcquaCalcolo energia RS Acqua

Calcola le variabili

ambientali, inclusa la

radiazione solare sul piano del

collettore

Calcola l’energia solare che può essere raccolta

Metodo utilizzabilitàMetodo f-chart

Altri calcoli:area collettori suggerita,

necessità pompaggio

Valuta l’energianecessaria per

la piscina

Calcola l’energia

rinnovabile utilizzata e

l’integrazione necessaria

Acqua calda sanitaria con accumulo

Acqua calda sanitariasenza accumulo

Piscine


Esempio di convalida del Esempio di convalida del modello RETScreenmodello RETScreen®® per per progetti per RS Acquaprogetti per RS Acqua

RETScreenRETScreen®® comparato comparato a:a:

• WATSUN per un sistema WATSUN per un sistema residenziale per acqua calda residenziale per acqua calda sanitaria a Toronto, Canadasanitaria a Toronto, Canada

500

1000

1500

2000

2500

3000

500 1000 1500 2000 2500 3000

Measured annual solar energy delivered (kWh)

RE

TS

cree

n p

red

icte

d a

nn

ual

so

lar

ener

gy

del

iver

ed

(kW

h)

• ENERPOOL per una piscina ENERPOOL per una piscina estiva estiva da 48 mda 48 m22 a Montreal, Canada a Montreal, Canada

Discostamento dei valori di energia necessaria non superiore

al 2%

• Dati monitorati di una piscina Dati monitorati di una piscina estiva da 1.200 mestiva da 1.200 m22 a a Möhringen, Möhringen, GermaniaGermania

Discostamento dei valore di energia necessaria non superiore

al 3% e al 14% per l’energia fornita

Risultati RETScreen comparati ai dati monitorati da 10 impianti solari residenziali a Guelph, Canada

4,1%1.8001.874Ore funz. pompa (h)

0,1%8,018,02Energia fornita (GJ)

-0,5%19,7319,64Carico (GJ)

-1,8%24,7924,34Radiazione incidente (GJ)

Diff.WATSUNRETScreen

Misurazione Energia solare annuale fornita (kWh)

En

erg

ia s

ola

re a

nn

ual

e fo

rnit

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revi

sta

da

RE

TS

cree

n (

kWh

)


ConclusioniConclusioni

• I collettori senza vetro, vetrati e con tubi sottovuoto forniscono I collettori senza vetro, vetrati e con tubi sottovuoto forniscono acqua calda per molti utilizzi in molti climi diversiacqua calda per molti utilizzi in molti climi diversi

• Gli elevati utilizzi di acqua calda sanitaria, gli alti costi energetici e Gli elevati utilizzi di acqua calda sanitaria, gli alti costi energetici e l’impegno dei proprietari/gestori sono fattori importanti per la l’impegno dei proprietari/gestori sono fattori importanti per la fattibilità di questi impiantifattibilità di questi impianti

• RETScreenRETScreen®® calcola: calcola:

il carico per acqua calda sanitaria ed il carico per il riscaldamento di piscine

l’efficienza dei sistemi di riscaldamento delle piscine e di acqua calda sanitaria con e senza sistema di accumulo

• RETScreenRETScreen®® è uno strumento di calcolo su base mensile con è uno strumento di calcolo su base mensile con un’accuratezza di risultati simili a quella dei simulatori su base un’accuratezza di risultati simili a quella dei simulatori su base orariaoraria

• RETScreenRETScreen®® aiuta a ridurre i costi per studi di fattibilità aiuta a ridurre i costi per studi di fattibilità


Domande?Domande?

Modulo per l’analisi di progetti di riscaldamento solare dell’acquaCorso internazionale RETScreen® per l’analisi di progetti con energie

pulite

www.retscreen.netwww.retscreen.netPer maggiori informazioni visitate il sito RETScreen:

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