Nuove architetture energetiche per il civileLe Nuove Prospettive

Prof. ing. Arturo de Risi

Facoltà di IngegneriaUniversità del Salento

CONSUMI RELATIVI AL SETTORE RESIDENZIALE

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Energia Nucleare Rinnovabile

Qual’è il posto miliore per realizzare un impianto nucleare?

A 93,000,000 miglia dalla Terra

Solare Passivo – Illuminazione, riscaldamento e raffrescamento degli edifici

Solare Attivo – Collettori solari per la produzione diretta di elettricità e/o calore.

Per edificio passivo si intende un edificio in cui con opportune strategie di intervento si cerca di sfruttare le caratteristiche micro-climatiche (sole, vento, morfologia del terreno…) della zona in cui è situato l’edificio, per ottenere una riduzione dell’apporto di caldo o freddo interno altrimenti realizzabile per mezzo di impianti di climatizzazione.

In questa tipologia di edificio vengono utilizzati i così detti detti sistemi solari passivi, in grado di raccogliere e trasportare il calore del sole con mezzi non meccanici.

Edificio passivo

Albergo di ghiaccio

Ice Hotel: Svezia

Esempio estremo di architettura bioclimatica èrappresentato dall’ice hotel, un albergo quasi completamente in ghiaccio, che ha la durata di una stagione invernale da ottobre a dicembre.

La temperatura all’interno delle camere si assesta intorno ai -5°C, accettabile, quindi, rispetto a quella esterna può arrivare a -30°C.

L’edificio è costituito da 3000 tonnellate di ghiaccio e 30.000 metri cubi di neve

Ice Hotel: Svezia

Rispetto al consumo di un appartamento medio (100 m2) nel SUD, si risparmia:

• 1,5% per ogni lampada ad incandescenza sostituita

• 10% per ogni scaldabagno elettrico sostituito

• Fino al 3% per ogni caldaia ad alto rendimento installata

• Fino al 2% per ogni m2 supplementare di doppio vetro

• Fino all’1% per ogni m2 supplementare di isolamento

• Fino al 25% per ogni m2 di collettore solare per la preparazione di acqua calda

Dalle case …

… ai quartieri.

Case Study: US Post Office, Reno, NVCase Study: US Post Office, Reno, NV

Sistema di illuminazione naturale� Costo = $300,000� Risparmio Energetico $22,400/anno � Payback 13 anni

Aumento della ProduttivitAumento della Produttivitàà

Impatto sulla produttività�Errori di smistamento ridotti allo 0.1%�8% ↑ numero di plichi smistati�Guadagno Annuo produttivo $400-500K �Payback effettivo < 1 anno

Daylighting & Student PerformanceDaylighting & Student Performance

• ↑↑↑↑ Daylighting, finestre, skylights � 15-25% miglioramento dei risultati su test matematici e di

lettura

� 7-18% miglioramento nel profitto

• Studenti che operano in strutture che utilizzano la luce naturale per più anni

• 14% ↑↑↑↑ su test standardizati

CONSUMI RELATIVI AL SETTORE RESIDENZIALE

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� La radiazione solare è abbondante sulla superficie della terra (dallo 0.1%della superficie, e con �=20%, si soddisfano I consumi annuali mondiali)

� L’energia solare è illimitata � Nessun particolare governo, o individuo, possiede l’energia solare� L’utilizzo dell’energia solare è eco-compatibile� Nella fascia solare terrestre l’energia solare è ben distribuita� Il solare termico è una tecnologia provata e dimostrata (nella sola

California, più di 9 miliardi di kWh solari sono stati immessi nella rete)

� Il solare termico ha costi attuali stimati di 0.15-0.20 €/kWh e costi stimati a medio-lungo termine di 0.05-0.10 €/kWh

� Il solare termico è pronto per altre applicazioni se una penetrazione sul mercato inizia immediatamente

� Nuovi progetti portano a ulteriore innovazione e riduzione dei costi

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Elevati costi di impianto

Gestione sistemi di accumulo

Impatto ambientale

����10 MWe a Barstow, California (Fonte: Ren. Ener. World, 2000)

� Nuovi fluidi vettori termici� Analisi e ottimizzazione di gas vettori

� Nuovo sistemi concentratori/collettori� Analisi e ottimizzazione di tubi ricevitori modificati

� Ottimizzazione Cicli termodinamici per lo sfruttamento del solare termico ad alta temperatura

� Nuovi approcci ai sistemi di stoccaggio termico/chimico � Analisi e ottimizzazione di materiali solidi per lo stoccaggio

termico per il superamento dei transitori� Studio del comportamento termo-fluido-dinamico dei sistemi di

stoccaggio termico e chimico

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La necessità di sostituire i Sali Fusi impone lo sviluppo di soluzioni alternative compatibili con la generazione diffusa.

� L’effetto selettivo èdovuto alle riflessioni multiple che la radiazione subisce attraversando gli strati dielettrici

� Lo spessore degli strati di dielettrico determina la forma e la posizione della curva di riflettanza

� La tecnica del dip-coating consente di depositare film di spessore noto su superfici piane o curve e di forme complesse.

� Sistema interferenziale multistrato ad alto assorbimento nel visibile

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Lunghezza d'onda(nm)

Realizzato Simulato

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La Storia:Nel 1899 a Wardenclyffe Tesla accese

delle lampade a 25 miglia di distanza con rete wireless;

Nel 1964 William C. Brown dimostrò che una rectenna poteva convertire microonde in elettricità;

Nikola Tesla (1856-1943)

Schema Funzionale di una Rectenna

Solar Architecture

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