Ottimizzazione dei costi energetici delle attrezzature per il...

Ottimizzazione dei costi energetici delle attrezzature per il trattamento del latte alla stalla

Opportunità offerte dalle energie rinnovabili

Dipartimento per le Produzione ZootecnicheServizio Produzioni Zootecniche

Premessa

L’attenzione rivolta al rispetto delle condizioni di benessere degli animali può essere influenzata da situazioni contingentiche indirizzano, sistematicamente od occasionalmente le scelte ed il comportamento degli allevatori.

Il prezzo del latte ed il costo di produzione sono due tipici elementi soggetti ad andamenti ciclici responsabili delle scelte imprenditoriali.

Premessa

L’aumento dei costi di produzione, cui non corrisponde un uguale aumento del prezzo del latte, provoca una reazione da parte dell’allevatore che si manifesta con differenti modalità

Premessa

orientandosi versomezzi tecnici di costo

più conveniente, ma che

possono risultare menoadeguati o efficienti;

riducendo gli acquisti o l’utilizzo di mezzi tecnici;

rivendicando possibilifinanziamenti pubblici percompensare le situazioni

di emergenza.

la partecipazione a progetti finalizzatial miglioramento e la valorizzazione

della qualità dei prodottiagroalimentari

rivolte al miglioramento dell’azienda.

Queste situazioni hanno ripercussioni negative anche su attività collaterali:

nel raggiungimento del ruolo che l’Unione Europea

riconosce alle aziende agricoledei propri Stati Membri,

attraverso le linee di indirizzodella politica agricola.

possiamo individuare

Fattori di intervento che possono migliorare il reddito aziendale

fattori esterni all’azienda fattori interni dell’allevamento e dell’azienda.

Il prezzo del latte;

I costi dei fattori della produzione

(manodopera - beni materiali durevoli beni da impiegare nelprocesso produttivocome medicinali, sementi,concimi,alimenti zootecnici ecc.,Interessi sui capitali investiti, ecc.).

- La riduzione dei costi per l’utilizzo degli impianti di mungitura e refrigerazione del latte alla stalla;

-La riduzione dei costi per gli acquisti di alimenti;

-Il miglioramento dell’auto-approvvigionamento degli alimenti zootecnici in azienda

Poiché buona parte di tali fattori sono governati da elementi indipendenti dalle scelte dell’allevatore, diventa necessario intervenire all’interno dell’allevamento e dell’azienda, al fine di ridurre i costi di produzione.

Fattori interni all’azienda

Elementi del processo produttivo in cui è possibile intervenire per l’ottimizzazione dei costi sono:

1. la riduzione dei costi per l’utilizzo degli impianti di mungitura e refrigerazione del latte alla stalla;

2. la riduzione dei costi per gli acquisti di alimenti;3. il miglioramento dell’auto-approvvigionamento di alimenti

zootecnici in azienda (attraverso piani e tecniche colturali più adatte

alle condizioni aziendali).

La corretta gestione dell’impianto di mungitura e del refrigeratore, rappresenta un aspetto essenziale per ridurre lo stress arrecato agli animali:

- Il malfunzionamento dell’impianto di mungitura, può comportare pesanti effetti negativi sullo stato di benessere degli animali e sull’aspetto sanitario, favorendo la comparsa di patologie dell’apparato mammario, con conseguenze dirette sulla redditività dell’impresa.

1. La riduzione dei costi per l’utilizzo degli impianti di mungitura e refrigerazione del latte alla stalla

tali attrezzature devono essere dimensionate in funzione :

1. La riduzione dei costi per l’utilizzo degli impianti di mungitura e refrigerazione del latte alla stalla

Il dimensionamento dell’impianto di mungitura e del refrigeratore

Il sovradimensionamento ha effetti negativi sul costo di gestione, soprattutto nei consumi di energia elettrica necessaria al lorofunzionamento.

del numero

degli animali

in lattazione

della produzione

e della manodopera

Il numero degli animali in lattazione ed il numero di operatori rappresentano i primi elementi per la scelta dell’impianto di mungitura.

Pertanto è utile conoscere le diverse tipologie di impianti in commercio e alcune delle caratteristiche costruttive.

1. Il dimensionamento dell’impianto di mungitura

Tipologie degli impianti di mungitura più diffusi

Numero di pecore in lattazione

Impianto consigliato Numero di gruppi

Portata della pompa

Assorbimento in Kw/h

(commerciale)

Fino a 100 A secchio bidone carrello 2 370 lt/min 1,16 kw (2,20)

Fino a 100-120 A bidone 4 539 lt/min 1,54 kw (2,20)

Da 100 a 200 6 935 lt/min 2,34 kw (3)

Da 150 a 250 8 1.155 lt/min 2,89 kw (3)

Da 250 a 300 10 1.375 lt/min 3,44 kw (4)

Da 300 a 400 12 1.507 lt/min 3,77 kw (4)

Da 400 a 650 16 1.771 lt/min 4,43 kw (5,50)

oltre 650 24 2.299 lt/min 5,75 kw (7,50)

Fisso a lattodotto

1. Il dimensionamento dell’impianto di mungitura

Il funzionamento della macchina mungitrice, del tank refrigerante e le relative operazioni di lavaggio determinano consumi di energia elettrica

Fase Lavaggio alcalino Lavaggio acido

prelavaggio

fredda o tiepida, circa 35°C tiepida o fredda

lavaggio calda 60° - 70° C circa Max 65 °C

risciacquo fredda fredda

2. I consumi elettrici dell’impianto di mungitura

Il lavaggio è una operazione determinante per garantire la qualità del latte e la sanità degli animali e prevede le seguenti operazioni.

Pertanto, poiché il ciclo di lavaggio dell’impianto richiede l’uso di acqua calda, è necessario disporre di una fonte per il suo riscaldamento.

Il malfunzionamento del boiler, una taratura errata del termostato, o serbatoi di dimensioni inadeguate, sono inevitabilmente causa di consumi elettrici eccessivi e quindi di aumento della spesa di energia elettrica.

2. I consumi elettrici dell’impianto di mungitura

I sistemi di riscaldamento più diffusi nelle aziende sono quelli a gas e i boiler elettrici, questi ultimi determinano maggiori costi.

La spesa energetica del boiler è direttamente legata ai volumi di acqua necessari ad un corretto lavaggio dell’impianto:

Volumi d’acquaTipo di impianto

Per mungitura Per giorno

(2 mungiture giornaliere)

Secchio o carrello 60 - 100 lt secchio 100 - 120 lt secchio

4 - 6 gruppi prendicapezzoli 15 - 25 lt per gruppo 30 -50 lt per gruppo

8 - 12 gruppi prendicapezzoli 12 - 20 lt per gruppo 24 - 40 lt per gruppo

16 - 24 gruppi prendicapezzoli 10- 15 lt per gruppo 20 – 30 lt per gruppo

> 24 gruppi prendicapezzoli 8 - 10 lt per gruppo 16 - 20 lt per gruppo

Volumi di acqua necessari al lavaggio dei diversi tipi di impianto di mungitura

Consumi e costi di energia elettrica per l’utilizzo dell’impianto di mungitura

Animali in lattazione

Tipo di impianto a lattodotto

Volume della

pompa (litri/min)

Potenza motore elettrico (kWh)

Amperaggio motore

(Ah)

Consumo al giorno (5 ore/d)

kWh

7,14 13,56

7,034,62

Consumo annuo (200

giorni) kWh/anno

Costo medio del kWh (€)

Costo elettrico annuo (kWh)

0,18 488,10

253,000,18

2711,66

1405,54

3,99

2,89

1595

1155

Consumo orario (kWh)

(*)

500 capi

Linea Bassa

12 gruppi

2,71

250 capiLinea Bassa

8 gruppi1,76

Consumi di energia elettrica per la mungitura

Costi per l’utilizzo di energia elettrica nelle ipotesi di due greggi da 500 e 250 capi in mungitura

Consumi e costi di energia elettrica per il riscaldamento dell’acqua di lavaggio dell’impianto di mungitura

Tipo di impianto

Lattodotto

Consumo acqua per gruppo per

ciclo (litri)

Consumo acqua calda

totale per 2 lavaggi al giorno

Consumo annuo (200

giorni) kWh/anno

Costo medio

del kWh (€)

Consumo annuo

elettrico per il lavaggio

(€)

Costo giorn

o(€)

390,69 1,95

2,73

0,93

1,30

7 (risciacquo tiepido)7 (lavaggio caldo) 7 (risciacquo freddo)

336 15,19 3038,73 0,18 546,97

186,04

259,92

0,18

0,18

0,18

2170,52

1033,58

1444,01

168

80

160

7 (lavaggio caldo) 14 (risciacqui freddi)

5 (lavaggio caldo)10 (risciacqui freddi)5 (risciacquo tiepido) 5 (lavaggio caldo) 5(risciacquo freddo)

Consumo elettrico al

giorno (kWh)

10,85

Linea Bassa 12 gruppi

5,17Linea Bassa

8 gruppi7,24

Consumi medi di energia elettrica per il lavaggio dell’impianto di mungitura

Consumi medi di energia elettrica per il lavaggio del tank

Volume vasca

Consumi idrici lt.giorno

Consumo elettrico

kWh/giorno

Consumo elettrico

kWh/anno

Prezzo

kWh

Costo annuo

(€)

Costo giornalier

o (€)

69,77 0,35

0,2346,51

0,18

0,18

600 lt 30 1,94 387,59

300 lt 20 1,29 258,40

Consumi e costi di energia elettrica per il riscaldamento dell’acqua di lavaggio del tank refrigerante

Animali in lattazione

Volume vasca

Consumo per

giorno Kwh

Consumo annuo (200

giorni) –kWh

Costo annuo (€)

Costo per

giorno (€)

389,49 1,95

0,97194,74

2163,84

1081,92

10,82

5,41

Prezzo medio del kWh (€)

500 capi 600 lt 0,18

250 capi 300 lt 0,18

Consumi medi di energia elettrica per la refrigerazione

Consumi e costi di energia elettrica per la refrigerazione del latte

Tabella riassuntiva dei consumi e dei costi di energia elettrica per l’utilizzo della mungitrice, del tank refrigerante e dei relativi cicli di lavaggio.

Consumi per giorno kWh Consumi anno kWh Costi anno (e giorno)

250 capi 500 capi 250 capi

488,10 (2,44) 253,00 (1,26)

260,46 (1,30)

10,85 5,17 2170,52 1033,58 390,69 (1,95) 186,04 (0,93)

37,17 20,97 7433,61 4193,33 1164,94 (5,83) 680,30 (3,40)

194,75 (0,97)

46,51 (0,23)

41,51 26,76 8301,82 5350,94 1494,33 (7,47)

754,72 (3,77) TOTALI

546,97 (2,73)

389,49 (1,95)

69,77 (0,35)

1406

1447,01

1081,92

258,40

Categoria500 capi

250 capi

Mungitura 13,56 7,03

7,24

5,41

1,29

2711,66

15,19 3038,73Lavaggio mungitrice

Refrigerazione 10,82 2163,84

1,94

500 capi

Lavaggio refrigeratore 387,59

I dati in rosso, sono riferiti all’uso di acqua calda per il solo lavaggio, con entrambi i risciacqui con acqua fredda

NB: i risultati dei calcoli sono riferiti ad attrezzature considerate in perfetta efficienza così come gli impianti elettrico ed idraulico

Poichédel latte alla stalla sono un presupposto

la meccanizzazione delle operazioni della mungitura e la conservazionenecessario per garantire la qualità delle

produzioni, del benessere degli animali e del miglioramento dei costi,

Alcuni consigli per gli allevatori

I consumi di energia elettrica delle aziende zootecniche bovine rappresentano, in media, circa il 45% dei consumi complessivi, valori anche più elevati si ritrovano nell’allevamento ovino.

E’ opportuno illustrare alcune soluzioni per la loro possibile riduzione

1 - applicazione di nuovi sistemi di regolazione delvuoto degli impianti di mungitura;


Sistemi per il miglioramento dei consumi energetici negli allevamenti:

2 - applicazione di sistemi di ottimizzazione dei consumi energetici negli impianti di refrigerazione (scambiatori di calore);

3 - ottimizzazione dei consumi di acqua e di energia elettrica;

4 - opportunità offerte dalle fonti di energiarinnovabile (termico solare-fotovoltaico-eolico).

Il funzionamento e la stabilità del livello del vuoto dell’impianto di mungitura èassicurato da diversi sistemi di regolazione del vuoto:

- Il sistema convenzionale, a regolazione meccanica, è composto da una valvola che regola meccanicamente l’entrata dell’aria nell’impianto così damantenere costante il livello del vuoto durante la mungitura;

1. Applicazione di recenti sistemi di regolazione del vuoto

la pompa funziona costantemente al massimo dei giri per tutta la durata dell’utilizzo.

1. Applicazione di recenti sistemi di regolazione del vuoto

Il sistema a variazione di frequenza, l’inverter, regola la velocità di rotazione delmotore .Il cuore del sistema è una centralina che, attraverso un sensore, gestisce

-

elettronicamente i giri del motore e della pompa del vuoto in tempo reale, a seconda dell’esigenza, di vuoto nell’impianto.

la pompa funziona a seconda della necessità di vuoto operativo.

Quasi il 90% degli impianti di mungitura, presentano pompe del vuoto sovradimensionate di circa il 25% rispetto alle effettive necessità.(es: il numero di gruppi in funzione degli addetti);

L’INVERTER

+ 300 litri/min di portata,

=

circa+900/1000 kWh di consumi elettrici

In almeno il 50% dei casi, si registra un eccesso della riserva utile, a volte con anche il doppio delle necessità.

Le caratteristiche tecniche dell’inverter, variano in funzione di quelle dei motori elettrici cui sarà abbinato; per via del loro costo, ancora elevato (dai 3.500 ai 7.000 €), ne è consigliato l’uso in abbinamento con motori della potenza superiore ai 2,2 kW, quindi per portate della pompa del vuoto dai 900 sino ai 6.000 litri/min.

L’INVERTER

L’inverter può sostituire totalmente il regolatore del vuoto convenzionale (by-pass) o può esserne accoppiato.

Comparazione delle prestazioni elettriche e dei costi di alcune tipologie di impianto con sistema di regolazione convenzionale del vuoto e con inverter, per differenti classi di ampiezza di gregge

n° capi in mungit.

Tipo di impianto

N°gruppi

Potenza motore kWh

Portata pompa (Lt/min)

Portata X gruppo(Lt/min)

Eccessi di portata(lt/min)

155 + 36+ 31+ 29

750 l.a. 12 5,5 1710 142 + 25

150112,5

186018002700

350 l.b. 6+6 5,5400 l.a. 12 4600 l.b. 12+12 6,6

Ampiezza gregge di

riferimento

Potenza motore kWh

Conv con inverter

Ore/g di

lavoro

Spesa energ./d (kWh)

Convenz. Con inverter

Risparmio /GIn kWh in %

Risparmio /G€ /gg € /

anno

350

400

600

5,41 3,8 3,1 16,8 11,9 4,9 29

750

0,88 176

0,81 162

237

440

1,19

3,7 2,6 3,9 14,6 10,1 4,5 31

4,1 2,8 5,0 20,7 14,1 6,6 32

2,204,1 2,0 5,6 23,3 11,1 12,2 52

Dati estratti da Tesi di laurea “Tecnologie per il risparmio energetico negli impianti di mungitura per ovini” Facoltà di Agraria

Dip. Ingegneria del Territorio Sezione di Meccanizzazione ed Impiantistica


Riscaldare l’acqua con uno scambiatore di calore. È un accessorio che, sfruttando il funzionamento del gruppo frigorigeno, permette il recupero di calore che può essere destinato a riscaldare l’acqua di lavaggio dell’impianto di mungitura e del refrigeratore. Ogni due litri di latte refrigerato si produce una quantità di calore in grado di riscaldare un litro di acqua a 50°.

Preraffreddare il latte con uno scambiatore di calore. Inserendo sulla linea che porta il latte dalla mungitrice al tank di refrigerazione, degli scambiatori di calore latte-acqua. Il risparmio si può realizzare trasferendo il calore del latte, intorno ai 35°C all’acqua di lavaggio, che se prelevata da pozzo, essendo più fredda rispetto a quella di rete , potrà sottrarre piùcalore dal latte

Applicazione di sistemi di ottimizzazione dei consumi energetici negli impianti di refrigerazione (scambiatori di calore)

Ottimizzazione dei consumi di acqua e di energia elettrica

Non va trascurato il risparmio dei consumi idrici

COME?

Verificando eventuali perdite delle tubazioni. Se un tubo o un rubinetto perde occorre ripararlo immediatamente (la perdita di una goccia al secondo equivale a 40 litri al giorno di perdite).

Nei punti di prelievo frequente, è conveniente l’uso di rubinetti con valvola a molla, così da prevenire perdite causate da dimenticanza di chiusura del rubinetto.



Il risparmio energetico durante il funzionamento del boiler

Isolare le tubazioni con materiale economico e di facile installazione. Esistono in commercio tubi in materiale plastico isolante con schiuma termoresistente applicabile facilmente attorno ai tubi dell’acqua.

Controllare ogni 6 mesi lo scambiatore di calore dello scaldacqua o della caldaia spurgandolo. Verificando l’assenza di incrostazioni dovute al calcare, in quanto provoca la diminuzione dello scambio termico tra le piastre riscaldanti e l’acqua (se l’acqua dell’azienda è molto calcarea conviene effettuare controlli e spurghi più frequentemente).


Sottoporre l’impianto di refrigerazione ad una accurata manutenzione.

Per avere un buon rapporto di frigorie prodotte per energia consumata è necessario mantenere il compressore e le altre parti dell’ impianto in efficienza:


Risparmio energetico durante il raffreddamento del latte


• controllare ed oliare (se necessario) il motore; • controllare che le cinghie dei ventilatori siano correttamente in sede e

tese appropriatamente; • pulire le pale dei ventilatori;• pulire i deflettori di flusso e tutte le parti interessate dal flusso dell’aria;

• assicurarsi che lo scambiatore di calore del compressore sia

adeguatamente ventilato (non posizionare questa parte a meno di

45 cm da ostacoli (es: un muro)

• mantenere pulito lo scambiatore di calore verificando che siano

assenti corpi estranei, come parti di sacco, sporcizia o altro;



• fare controllare annualmente il compressore, per il quale i controlli

sono: rabboccare il liquido (freon o ammoniaca), misurare le

pressioni e le depressioni realizzate delle perdite di carico e della

temperatura di esercizio.



Un compressore non adeguatamente controllato può far aumentare il consumo energetico per il raffreddamento anche del 25%.

OPPORTUNITA’ OFFERTE DALLE ENERGIE RINNOVABILI

Generalità

Se in passato il fabbisogno energetico necessario a garantire lo svolgimento delle attività umane nei vari settori si è principalmente basato sullo sfruttamento di fonti energetiche “ESAURIBILI” quali il carbone, il petrolio e l’uranio, questo secolo vede spostare l’attenzione (a seguito delle note emergenze derivate dall’inquinamento atmosferico del pianeta) verso fonti naturali “INESAURIBILI” quali il SOLE ed il VENTO.

Esistono in realtà altre opportunità per la produzione di energia, quali le biomasse, il metano e l’acqua, che però non saranno oggetto della nostra esposizione.


Il SOLE, a differenza del vento e dell’acqua, è praticamente presente in tutto il pianeta, anche se la sua efficacia varia in funzione della latitudine in cui si trova una località: è massima nella fascia dell’equatore e decresce via via che ci spostiamo verso i due poli.E’ anche vero però che la maggior parte delle popolazioni abitano il pianeta in aree in cui è garantita una sufficiente disponibilità di radiazione solare.Pertanto al Sole ci riferiamo per accennare alle possibilità di ottenere l’energia necessaria ai nostri fabbisogni, comprese le aziende agricole. In particolare dedichiamo l’attenzione al :

solare termico fotovoltaico



IMPORTANTE!!!!!

Il risultato ottenibile dall’adozione di questi sistemi (senza distinzione) è fortemente condizionato dalla accuratezza della progettazione di base che deve tenere conto dei principi e dei limiti di efficienza che si possono trovare nelle diverse condizioni in cui si andrà ad introdurre uno di questi sistemi.

Principio di funzionamento

Il sistema si basa sullo sfruttamento dell’energia radiante del sole per il riscaldamento dell’ acqua (ma anche dell’aria o del vapore).

IL SOLARE TERMICO

L’impianto

E’ composto da un pannello piano ricoperto da un vetro all’interno del quale èpresente una serpentina contenente un fluido scambiatore di calore che trasferisce il calore del sole all’’acqua contenuta in un serbatoio di accumulo.

E’ possibile, quindi, riscaldare masse d’acqua sfruttando questo sistema. Ad esempio si può riscaldare l’acqua che viene utilizzata in azienda per il lavaggio degli impianti di mungitura e di refrigerazione del latte abbattendo il costo delle bollette elettriche.

Alcune indicazioni utili per la progettazioneÈ necessario tenere conto:

- del rendimento medio del sistema, che è dato dalla latitudine in cui si trova la località in cui l’impianto deve essere installato (vedi tabella)

- della convenienza ad essere integrato con altri sistemi di riscaldamento giàpresenti in azienda (elettrico – gas – altro) ►in estate la produzione èmassima (quando è poco necessaria) e,viceversa, nelle stagioni a bassa insolazione;

IL SOLARE TERMICO

Alcune indicazioni utili per la progettazioneÈ necessario tenere conto:

- di eventuali agevolazioni pubbliche per acquisto ed installazione ed agevolazioni fiscali ;

- dei risparmi elettrici annui effettivamente ottenibili (in €/anno);

- dei tempi di ammortamento dell’impianto.

IL SOLARE TERMICO

-

IL SOLARE TERMICO

Radiazione solare media per mq. in diverse località italiane (MJ/mq/giorno)

Produzioni di energia /mq di sup. radiante

Località Genn/feb Mar/apr Mag/giu Lug/ago Sett/ott Nov/dic MJ/mqkW/h per mq.

kWh/anno per mq.

Bolzano 5,5 11,9 16,8 16,3 10 3,8 8 2,22 810

Bologna 15,8 13 19 19,2 10,3 3,9 13,53 3,76 1372

Roma 7,2 14,1 20,8 20,9 12,7 5,5 13,53 3,76 1372

Napoli 5,9 13,6 19,6 17,6 11 4,8 12,08 3,36 1226

Cagliari 7,7 14,3 20 20,5 13 5,9 13,57 3,77 1376

Trapani 7,9 14,4 20,1 20,3 13,2 7 13,82 3,84 1402

Esempio di calcolo del solare termico in azienda-Parametri dimensionali da considerare:

-- consumi giornalieri di acqua calda (litri/gg)-- fabbisogni di energia richiesti al riscaldamento dell’acqua alle temperature di esercizio richieste-- l’intensità di radiazione solare media annua riferita alle nostre latitudini, pari a 13,5 MJ /mq di sup. radiante -- % di intervento energetico della fonte solare termica sul consumo totale; possiamo considerare appropriata a fini del dimensionamento, dei costi e di un utilizzo razionale del sistema, il 65% di apporto energetico sul totale necessario per anno

Pertanto, con riferimento alle due ipotesi dimensionali di allevamento di 500 e 250 capi in mungitura già utilizzato in precedenza, il criterio da seguire per il dimensionamento di un impianto solare termico destinato al contenimento del costo di riscaldamento acque di lavaggio impianti, sarà il seguente

IL SOLARE TERMICO

Operazioni

Acqua da riscaldare (lt/g)500 capi 250 capi

Fabbisogno energetico (kJ/g)500 Capi 250 capi

Apporti del solare termicopari al 65% del fabbisogno (kJ/g)500 capi 250 capi

Fabbisogni energetici al netto del sistema solare termico (kJ/g)500 capi 250 capi

Risparmio energetico annuo (200 gg)

500 capi 250 capi(Costo medio del kWh: 0,18 €)

17255 8205

1470

9674(2,69)

2008 kWh 1000 kWh361,44€/anno 180€/anno2205

19460(5,4)

32045 15236

4095 2730

17967(5,00)

36140(10,04)

Lavaggio impianto di mungitura

336 160 49300 23441

Lavaggio refrigeratore

30 20 6300 4200

Totale 366 180 55600(15,44)

27641(7,68)

I dati in rosso rappresentano valori in kWh

Esempio di dimensionamento del solare termico in azienda-Parametri dimensionali da considerare:

-- fabbisogni annui di energia richiesti al riscaldamento dell’acqua alle temperature di esercizio richieste-- l’intensità di radiazione solare media annua riferita alle nostre latitudini, pari a 13,5 MJ /mq di sup. radiante -- % di intervento energetico della fonte solare termica sul consumo totale; possiamo considerare appropriata a fini del dimensionamento, dei costi e di un utilizzo razionale del sistema, il 65% di apporto energetico sul totale necessario per anno

Pertanto,sempre con riferimento alle due ipotesi di allevamento di 500 e 250 capi in mungitura giàutilizzato in precedenza, il criterio da seguire per il dimensionamento di un impianto solare termico sarà il seguente

IL SOLARE TERMICO

Consumi giornalieri (MJ/giorno) Con boiler

Apporto giornalier

o (MJ/giorno) Da solare

termico ( 65% del

totale)

Dimensione risultante

(mq)

Costo lordo(800 € /mq) (600 €/mq)(*)

Spesa annua energetica

ante (Da fabb teorico maggiorato del 10% circa) (€)

Risparmio energetico annuo

(kWh/g) (euro/anno)

Anni di ammortamento dell’impianto

616,74 10,04 361,44

5,00 180,00306,97

Nel prezzo di acquisto non è considerato un eventuale sostegno pubblico (PSR mis. 121) che determinerebbe una riduzione dei tempi di rientro dell’investimento

8,4 anni (6,3 anni)

3060,00 €(2292,00) (*)

1520,00 €(1140,00) (*)

3,82 mq

1,90 mq

500 capi

55,600 36,140

250 capi

27,41 17,967

Formula per il dimensionamento della superficie captante : fabb /gg (in MJ) x 0,65 55,6Mj x 0,65 = 3,82 mqradiaz.media anno x 0,7 13,5Mj/mq x 0,7

Considerazioni

Nell’orientamento verso questa forma di integrazione energetica, si rimarcano alcuni punti, essenziali, per una scelta adeguata alle effettive esigenze:

IL SOLARE TERMICO

Il solare termico ha prestazioni notevoli durante i mesi estivi quando, negli allevamenti ovini soprattutto, le esigenze elettriche raggiungono i valori piùbassi; pertanto è sempre necessario l’abbinamento con un’altra fonte energetica (elettrico, gas, gasolio ecc.).

E’ bene evitare di dimensionare la superficie radiante per la totale copertura energetica riferita ai mesi invernali; questo comporterebbe un eccessivo dimensionamento (anche 5 volte maggiore), con il conseguente aumento dei costi ed una inutile produzione di acqua nel periodo estivo (a perdere).

Considerazioni

Il solare termico svolge la sola funzione di riscaldare l’acqua per cui ènecessario abbinare il solare termico con il fotovoltaico per la produzione di energia elettrica.

IL SOLARE TERMICO

Dal punto di vista tecnologico, gli impianti sono affidabili e con una vita tecnica di circa 20 anni ed un rientro del capitale mediamente entro i 5 anni se ben dimensionati.

Nelle aziende agricole ad indirizzo non zootecnico l’uso del solare termico può essere orientato per il riscaldamento di serre o tunnel, per l’alimentazione di impianti di essicazione di foraggi, ecc.)

L’impianto

E’ composto da unità di base detti semiconduttori “le celle fotovoltaiche” a bassa tensione elettrica; le celle sono collegate tra loro a formare una stringa a sua volta collegata ad altre stringhe a formare l’intero sistema captante.

L’impianto produce esclusivamente corrente continua che per essere resa utilizzabile nelle nostre reti dovrà essere trasformata in corrente alternata attraverso l’inserimento nell’impianto dell’Inverter. Un doppio contatore permette l’immissione in rete dell’energia prodotta e l’allacciamento alla rete elettrica

IL FOTOVOLTAICO

Principio di funzionamento

Il sistema si basa sulle capacità di convertire direttamente l’energia luminosa del sole in energia elettrica, da parte di alcuni materiali come il silicio cristallino o amorfo, alcuni polimeri plastici e alcuni composti metallo organici

Alcune indicazioni utili

Analogamente a quanto detto per il solare termico, la progettazione rappresenta una fase fondamentale per ottenere la giusta efficienza dell’impianto ed evitare costi eccessiviIl rendimento medio del sistema è influenzato da alcuni fattori :

-la latitudine della località in cui esso deve essere installato: mediamente in Sardegna i rendimenti si attestano intorno a 1350 kWh per ogni kW di picco installato;

- l’esposizione della superficie in cui verrà poggiato l’impianto (una esposizione a nord può rendere totalmente sconveniente questo sistema, con una bassa efficienza e costi elevatissimi per garantire minimi di produzione).

IL FOTOVOLTAICO

- l’inclinazione della superficie captante rispetto all’asse orizzontale(il valore ottimale si aggira intorno al 10%)

IL FOTOVOLTAICO

L’osservazione della mappa solare italiana ci indica che le quantità di energia solare che raggiungono in un anno la superficie terrestre alla latitudine dell’Italia, variano dai 1150 kWh/anno delle zone alpine (colorazione blu), ai 1750 kWh/anno del meridione, Sardegna compresa (colorazione marrone)

- della convenienza alla integrazione con altri sistemi di riscaldamento già presenti in azienda (elettrico – gas – altro) ►in estate è massima la produzione (quando è poco necessaria e viceversa nelle stagioni a bassa insolazione);

- di agevolazioni fiscali e per l’ acquisto e l’installazione

- dei risparmi elettrici annui ottenibili (in €/anno)

- dei tempi di ammortamento dell’impianto-

IL FOTOVOLTAICO

Quindi, iI fotovoltaico offre attualmente diverse opportunità anche per le aziende agricole:

IL FOTOVOLTAICO INFORMAZIONI

- la possibilità di rendere l’azienda autosufficiente per i propri consumi elettrici

- permettere lo sviluppo di attività integrative connesse ai consumi elettrici (trasformazione dei prodotti a basso costo, attività o servizi ad indirizzo agrituristico, ecc.)- l’integrazione al reddito agricolo attraverso la fruizione del “Conto Energia”

- le agevolazioni fiscali previste dalla normativa vigente che riconosce tra le attivitàagricole connesse di cui al 3° comma dell’art. 2135 del c.c. anche le produzioni di energia da fonti rinnovabili come il fotovoltaico.

-

Cos’è il conto energiaConsiste nella erogazione di un Bonus, in €cent per kWh prodotto dall’impianto fotovoltaico (secondo le tariffe riportate nella tabella che segue), che viene riconosciuto al produttore per 20 anni , indipendentemente dall’utilizzo dell’energia stessa;

La variazione delle tariffe incentivanti in vigore dal 2009, distingue gli impianti:a) in funzione della potenza che si intende installare:

- impianti di potenza nominale sino a 3 kW - “ “ oltre i 3 e fino a 20 kW- “ “ oltre i 20 kW

b) in funzione della tipologia dell’impianto:- impianto non integrato (cioè non installato su coperture o superfici

esistenti)- “ parzialmente integrato (cioè che poggia su superfici piane esistenti)- “ totalmente integrato (che sostituisce le coperture delle superfici

piane in cui viene installato

IL FOTOVOLTAICO

Cos’è il conto energiaIL FOTOVOLTAICO

POTENZA NOMINALE DELL’IMPIANTO TIPOLOGIA DELL’ IMPIANTO

Non integrato Parzialmente integrato

Totalmente integrato

1 Da 1 a 3 kW 0,392 0,431 0,480

0,451

0,431

Tariffe espresse in € cent per kWh prodotto da 1kW di potenza nominale

2 Oltre i 3 e fino a 20 kW 0,372 0,412

3 Oltre i 20 kW 0,353 0,412

TABELLA DELLE VARIAZIONI DELLA TARIFFA INCENTIVANTE(per impianti entrati in esercizio dal 1/1/2009 al 31/12/2009)

Cos’è lo scambio sul posto

IL FOTOVOLTAICO

Consiste nell’operare il Saldo annuale tra l’energia prodotta dall’impianto ed immessa in rete, e quella prelevata dalla rete dall’utente connesso a tale impianto

Se l’energia prodotta dall’impianto eccede i consumi dell’utenza, la rete funziona come un accumulatore che compensa i periodi in cui la produzionedell’impianto è insufficiente; questa energia in esubero, sarà disponibile in rete per 3 anni ancora a coprire deficit che si verificheranno durante questo periodo. Questa disposizione è già stata superata dalla delibera 74/08 del 1° gennaio 2009 che permette di accumulare i crediti di anno in anno senza più il limite dei 3 anni di riferimento

IL FOTOVOLTAICO

Le agevolazioni pubbliche

Il PSR Sardegna prevede agevolazioni alle aziende agricole che intendono introdurre

sistemi innovativi per la produzione energetica da fonti rinnovabili; in particolare, al

fine di consentire il beneficio economico del “ conto energia”, il tasso di aiuto previsto

potrà essere ridotto al 20% del costo, limite al di sopra del quale non è possibile il

cumulo di tali aiuti.

IL FOTOVOLTAICO

Costi e conto economico Parametri dimensionaliRendimento annuo = 1350kWh/anno per kW P installato – Prezzo medio : 6000 €/kWPConto energia = 0,412 € cent/kWh (riferimento ad impianti parzialmente integrati della potenza nominale da 3 a 20kW(*) La richiesta elettrica annua è stata aumentata del 20% per ricomprendere anche altri consumi aziendali non correlati alle attrezzature zootecniche

Consumo Anno kWh(*)

Spesa elettrica anno (€)

Potenza install, FV In kW P

Energia prodotta per anno

kWh da FV

Costo impianto

FV

Incentivi pubblici (20%) (€)

Costo al netto degli

incentivi (€)

Conto energia€/anno

Ammortamenti

Anni (arr)

Residuo conto

energia € (11 anni)

24.000 30.59192.7816.00030.0006421 1156 5,00 6750

Consumo Anno kWh(*)

Spesa elettrica anno (€)

Potenza install, FV In kW P

Energia prodotta per anno

kWh da FV

Costo impianto

FV

Incentivi pubblici (20%) (€)

Costo al netto degli

incentivi (€)

Conto energia€/anno

AmmortamentiAnni (arr)

Residuo conto

energia € (11 anni)

9962 1793 7,00 9450 42.000 8.400 33.600 3893 9 42.823

Allevamento da 250 Capi

Allevamento da 500 Capi

NB: ai vantaggi economici derivanti dal Conto energia (ultima colonna delle tabelle), vanno sommati i risparmi relativi all’ annullamento delle bollette elettriche annue (2^ colonna delle tabelle)

Dall’osservazione delle tabelle si rileva che il giudizio di convenienza all’installazione di tali sistemi, dando per scontato un dimensionamento aderente agli effettivi consumi dell’azienda agricola, tiene conto:

IL FOTOVOLTAICO Considerazioni

del risparmio elettrico ottenibile per effetto dell’autoproduzione di energia (pari quindi alla bolletta elettrica per tutta la durata di vita utile dell’impianto, stimato in almeno 25 anni) ;

dell’importo annuo riconosciuto dal gestore per l’energia (GSE) relativo al conto energia, variabile in funzione della tipologia dell’impianto installato e proporzionale alla sua produttività;

-Nell’orientamento verso questa forma di integrazione energetica, è bene rimarcare alcuni punti ai fini di una scelta adeguata alle effettive esigenze dell’azienda:

IL FOTOVOLTAICO

Il fotovoltaico ha prestazioni più omogenee nel corso dell’anno rispetto al solare termico a a patto che la progettazione e l’installazione siano appropriate;

Il fotovoltaico è sempre connesso alla rete elettrica per cui attraverso “lo scambio sul posto”è possibile utilizzare energia prodotta in eccesso rispetto ai consumi istantanei, nei periodi i cui l’impianto fornisce meno energia rispetto alle necessità

anche se il “Conto Energia “ rappresenta una notevole opportunità in termini di reddito integrativo all’azienda, dati i costi ancora elevati di questa tecnologia,

è bene dimensionare l’impianto in base alle effettive esigenze .

IL FOTOVOLTAICO

ALCUNE INFORMAZIONI SULLE NORMATIVE IN MATERIA

La Direttiva Europea 2001/77/CE promuove l’installazione e l’utilizzo di impianti ad energie rinnovabili nell’obiettivo generale dell’abbattimento delle emissioni di CO2 in atmosfera;

Il Decreto Legislativo 387/03 del 29 dicembre 2003 recepisce tale Direttiva che:

-sostiene la pubblica utilità , l’indifferibilità e l’urgenza di tali impianti; -definisce i criteri e stabilisce le tariffe incentivanti;-prevede (all’ art.12 comma 10) che le singole regioni procedano alla regolamentazione dell’installazione di impianti ad energia rinnovabile

Considerazioni sulle normative

La Regione Sardegna, sulla base di quanto precede, ha emanato “Linee Guida” per il corretto inserimento degli impianti FV nel territorio regionale , al fine di prevenire potenziali impatti ambientali. Esse prevedono:

IL FOTOVOLTAICO

1 - Procedure di screeningGli impianti FV sono assoggettati a procedure di verifica e Valutazione di ImpattoAmbientale (VIA) e Valutazione Ambientale Strategica (VAS) (DGR 24/23 del 23 aprile 08)Tale procedura non è applicata nei seguenti casi:

- Impianti integrati o a parziale integrazione architettonica “OVUNQUE LOCALIZZATI”;

- Impianti di potenza non superiore a 20 kW di picco, purchè non inseriti in aree protette

Sono inoltre assoggettati a compatibilità paesaggistica gli impianti FV ad uso domestico, anche se integrati, ricadenti all’interno di centri storici o nuclei di prima formazione

Procedure di verifica di impianti in zone agricole

IL FOTOVOLTAICO

Potenza Area protetta

Area non protetta

Parziale o totale integrazione architettonica

Senza limite SI NO

Non integrato(su copertura o a terra )

< = 20 KW SI NO

Non integrato(su copertura o a terra )

> 20 KW SI SI

2 - Aree per l’installazione degli impiantiL’art. 12 comma 7 del DLgs n. 387 asserisce che gli impianti FV possono essere ubicati anche nelle zone classificate “E” da vigenti strumenti urbanistici

IL FOTOVOLTAICO

E’ stato quindi adottato il criterio cheL’idoneità per impianti di energia elettrica da fonti rinnovabili ricadenti all’interno delle aree

agricole si basa sulla “Autoproduzione energetica”(L’art. 2 del comma 2 del Dgls 16 marzo definisce “AUTOPRODUTTORE” colui il quale produce ed utilizza l’energia in misura non inferiore al 70% di quella prodotta)

Cioè gli impianti FV realizzati in aree di pertinenza di stabilimenti produttivi e aree agricole integrano o sostituiscono l’approvvigionamento energetico in “regime di autoproduzione”

Pertanto, l’impianto non potrà in nessun caso essere sovradimensionato rispetto alle richieste dell’utenza, se non per un surplus del 30% dell’energia prodotta e che potràessere venduta al gestore della rete

3 – Limiti alla potenza installabile

Nell’ambito delle linee guida, non si ritiene opportuno stabilire alcun limite alla potenza installabile per le diverse categorie di impianto, in quanto la potenza sa“autoregolamentata” dalle esigenze stesse dell’utenza servita

rà

IL FOTOVOLTAICO

Disposizioni di carattere fiscale finalizzate a favorire tali attività nelle aziende agricole, in particolare:

-L’art. 1 comma 423 della legge 23 dicembre 2005 n.266 (finanziaria 2006) stabilisce che

IL FOTOVOLTAICO

“La produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili agroforestali effettuate dagli imprenditori agricoli costituisce attività connessa ai sensi dell’art 2135 del c.c. e si considerano produttive di reddito agrario”

Con successiva integrazione, viene ricompresa nella definizione anche l’energia prodotta da sistemi fotovoltaici.

Relativamente alla determinazione del reddito agrario ai fini fiscali,

si precisa che

esso si determina attraverso l’applicazione delle tariffe d’estimo stabilite per

ciascuna qualità e classe di coltura in applicazione della legge catastale.

IL FOTOVOLTAICO

Pertanto anche la produzione e cessione di energia da fotovoltaico,

rientrando tra le attività connesse, fanno parte del reddito agrario.

Considerazioni normative

Il ministero stabilisce, inoltre, i requisiti per qualificare la produzione energetica come attività produttiva di reddito agrario:

1 – la produzione energetica da FV derivante dai primi 200 kW di potenza nominale, è sempre considerata attività agricola;

IL FOTOVOLTAICO

2 – la produzione eccedente i 200 kW nominali può essere considerata attività agricola:

- se il volume di affari derivante dall’attività agricola è superiore a quella relativa all’eccedenza energetica oltre i 200 kW

- se, entro il limite di un MW per azienda, il titolare dimostra di coltivare almeno 1ha di superficie per ogni 10 kW di potenza installata oltre i 200 kW.

- se deriva da impianti ad integrazione architettonica totale o parziale

- Principio

Il sistema si basa sulla trasformazione dell’energia cinetica del vento (cioè prodotta dal movimento delle correnti d’aria), in energia meccanica prima ed elettrica successivamente

-L’impianto

-E’ composto da un rotore portante 1, 2 o 3 pale ad asse orizzontale (le classiche eliche delle centrali eoliche oramai presenti ovunque) o ad asse verticale, ancora poco diffuse.-In pratica il sistema riprende il concetto dei tradizionali mulini a vento in cui l'energia catturata viene utilizzata per far funzionare delle pompe per il sollevamento di acqua anziché produrre energia

-Attualmente la tecnologia si è notevolmente evoluta; i nuovi generatori eolici hanno capacità produttive ben, superiori rispetto al passato, con capacità da pochi kW sino a punte di 3 MW di potenza

L’ EOLICO

Considerazioni

Nell’orientamento verso questa forma di integrazione energetica, èbene rimarcare alcuni punti ai fini di una scelta adeguata alleeffettive esigenze:

- L'eolico ha prestazioni condizionate dalla regolarità delle correnti d'aria, pertanto la

produzione di energia dipende dalle caratteristiche anemologiche della località in cui viene

installato.

L' EOLICO

In genere per un corretto funzionamento di questi sistemi sono necessarie velocità del

vento di almeno 3 – 5 metri al secondo; a velocità superiori ai 20-25 m/sec

l'aerogeneratore viene bloccato automaticamente da appositi sistemi frenanti oppure

adotta sistemi automatizzati di orientamento che ne permettono la continuità del

funzionamento, per garantire la sicurezza dell'impianto

- A differenza del sistema FV , l'eolico comporta interventi di manutenzione ordinaria programmati che, seppure economici, incidono sul costo di gestione degli impianti.

- Anche al sistema eolico viene riconosciuto l'incentivo del “conto energia” ma con importi e per una durata inferiori rispetto al fotovoltaico

L’EOLICO

Confronto tra caratteristiche produttive e costi dei sistemi Fotovoltaico e eolico

SistemaCosti per kW

picco(€/kW)

Rendimenti medi(kWh/kWp inst./anno)

Bonus conto energia

per anno (€cent/kWp)

Durata del c.e.(anni)

Fotovoltaico 6000 1350 0,44-0,49 20

Eolico (*) Da 6000 a 1000 1500 0,28 15

Solare termico 600 -800 €/mq 9,75 MJ/mq - -

n.b - i valori indicati per i prezzi, i rendimenti e l'incentivo del “Conto energia” variano in funzione dei parametri dimensionali e la tipologia di installazione prescelta;(*)Ai sistemi Eolici non viene riconosciuto il “Conto energia” ma bensì una “Tariffa onnicomprensiva”

Considerazioni

-Ai fini di una scelta adeguata alle effettive esigenze, è bene rimarcare alcuni punti :

L' EOLICO

L'utilizzo in agricoltura del sistema eolico è condizionato dai costi, sopratutto per utenze di piccole dimensioni; sotto i 10 – 20 kW di potenza installata, il costo è equivalente al fotovoltaico, circa 6000 €/kW di picco installato; diventa via via nettamente piùconveniente oltre tali soglie di potenza , in cui si può arrivare a costi dell'ordine di 1000 €/kW di picco installato

L’eolico comporta costi di manutenzione periodici Pertanto, anche se viene riconosciuta una “Tariffa incentivante onnicomprensiva “analoga al “Conto energia del FV”, i costi ancora elevati di questa tecnologia (per le piccole potenze), ne consigliano una attenta valutazione e comparazione di

convenienza con il fotovoltaico.

Orientamenti della Regione Sardegna

La Regione Sardegna, in sintonia con gli indirizzi dell'Unione Europea in materia

di miglioramento dell'efficienza dei sistemi energetici e della diffusione della

produzione di energia da fonti rinnovabili anche nel comparto agricolo, ha

destinato una parte delle risorse del Programma di Sviluppo Rurale 2007 - 2013

della misura 121 Asse 1 - “Ammodernamento delle aziende agricole”, proprio a

questa tematica.

Orientamenti della Regione Sardegna

In particolare, nelle more della disponibilità finanziaria di ulteriori 15 milioni di euro

da destinarsi a temi quali

- i cambiamenti climatici - le energie rinnovabili

- la gestione delle risorse idriche - la biodiversità

- le misure di accompagnamento al settore lattiero caseario

- l'introduzione di innovazioni connesse alle attività precedenti

sono stati destinati circa 7 milioni di euro al tema delle energie rinnovabili,

sempre da inserire all'interno delle misura 121 e 123 del citato PSR;

i restanti 8 milioni di euro saranno rivolti ai temi delle “Risorse idriche “ e della

“Banda larga”

(dotazioni di infrastrutture per il miglioramento dell'accesso ad Internet).

TRE CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE

1 - I consumi annuali di energia elettrica degli impianti

di mungitura e refrigerazione del latte, correttamente

dimensionati ed efficienti, giustificano ampiamente il loro utilizzo,

per i vantaggi che ne derivano in termini di qualità del lavoro, del

prodotto e dei costi di produzione;

2 - Nel caso di impianti obsoleti o malfunzionanti (e non solo), la

tecnologia offre soluzioni tecniche che possono rendere più

efficienti queste attrezzature ; qualora si intenda procedere ad

adeguare gli impianti con tali soluzioni, va comunque sempre

valutata la convenienza economica


3 –

aziende agricole ulteriori possibilità

elettrici, oltrechè

consente la attuale normativa vigente, finalizzata, più

generale, alla riduzione delle emissioni di inquinanti in atmosfera.

La produzione di energia da fonti rinnovabili offre alle

per la riduzione dei costi

costituire una fonte integrativa di reddito, come

in


:

F I N E

FINE

Ottimizzazione dei costi energetici delle attrezzature per il...

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