PRINCIPI SU STUDI DI FATTIBILITA’ SUL Solare Termico e ... · Un corpo nero, alla temperatura di...

Corso Energy Manager Corso Energy Manager –– Isernia 19 febbraio 2010Isernia 19 febbraio 2010

Ing. Braccio Giacobbe 1

PRINCIPI SU STUDI DI FATTIBILITAPRINCIPI SU STUDI DI FATTIBILITA’’ SUL SUL Solare Termico e sulle Biomasse Solare Termico e sulle Biomasse

SOLARE TERMICO SOLARE TERMICO Ing. Giacobbe BraccioIng. Giacobbe Braccio

Resp. Sezione ENEResp. Sezione ENE--BIO BIO

Ing. Giacobbe BRACCIO(e-mail: [email protected] Tel.0835-974387)


Ing. Braccio Giacobbe2

SOLARE TERMICO SOMMARIO• Richiamo alle tecnologie • Principi tecnici di progettazione impianti• Principi su studi di fattibilità• Normativa e Laboratorio ENEA• Accenno sul mercato e strumenti di incentivazione



Collettori solari termici

• Collettori non vetrati

•Collettori piani vetrati

• Collettori sottovuoto

• Collettori ad accumulo integrato


Ing. Braccio Giacobbe

Collettori scoperti



LE TIPOLOGIE DI COLLETTORI SOLARILE TIPOLOGIE DI COLLETTORI SOLARI

ASSORBITOREProvvede ad assorbire la radiazione ed a trasferire l’energia raccolta ad un fluido termo-vettore

STRUTTURA ESTERNAcon funzione di contenimento e di protezione da polvere, umidità, ed agenti atmosferici

COPERTURA TRASPARENTEcostituita da una o più lastre di vetro o di plastica per ridurre gli scambi termici convettivi e radiativi tra la piastra e l’atmosfera

ISOLANTE TERMICOper ridurre al minimo le perdite per conduzione della piastra

Tipologia più comune: Collettore vetrato piano



Tubi evacuati



Tipicamente quando il ΔT è intorno 80 °C le perdite termica uguagliano l’energia

assorbita (stagnazione)

• Dato da (1 - τα)

• Limitata possibilitàdi riduzione

• Massimo 15÷20% per i collettori piani

Energia fornita al fluido

Irraggiamento sul collettore

Perdite ottiche

Perdite termiche

Incrementa drammaticamente con la differenza di temperatura



0

500

1000

1500

2000

0,1 1 10 100Wavelength [μm]

Spec

tral

Irra

dian

ce [W

/m2 m

m]

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0R

eflectance

Spettro solare

~99% della radiazione solare ènell’intervallo 0–3.86 μm

Meccanismo della selettività

Superficie selettiva reale(α > 0.9 ε ~ 0.1 )

Radiazione di corpo nero(100°C)

Un corpo nero, alla temperatura di 373 K emette il 99.9% della radiazione nello spettro

IR con λ> 3μm

Superfice selettiva idealeαsol = 1 - ρ → 1 εIR = 1 - ρ → 0



Esempi di superfici selettive e non

Absorber material Optical properties

Coating Substrate Absorptance Emittance

Black paint Copper 0.98 0.92

Copper oxide Copper 0.96 0.75

Black Chrome Copper 0.96 0.08

Black Chrome Steel 0.96 0.07

Black Chrome Aluminium 0.98 0.14

TiNOx Copper > 0.94 0.05



Collettori evacuati heat pipe monotubo



Heat Pipe solari

The Getter is located at the bottom of theevacuated tube -Limiti di funzionamento:

Dry-out (il liquido non raggiunge il fondo)

Burn –out (simile a flusso massimo in ebollizione)

Leidenfrost boiling (limite a film cadente)

Flooding (limite flusso assiale)



Tubi evacuati a heat pipe



Sistemi ad accumulo integrato

Giornata Seminariale Giornata Seminariale ISERNIA 19 FEBBRAIO 2010ISERNIA 19 FEBBRAIO 2010

PRINCIPI DI PROGETTAZIONE

ENEA – Ente per le Nuove tecnologie, l’Energia e l’AmbienteCentro Ricerche TRISAIALaboratorio di certificazione collettori e sistemi solari

14



Dimensionamento di un impianto solare

1. Stima del carico termico

2. Scelta del tipo di impianto

3. La radiazione disponibile

4. Dimensionamento dei collettori

5. Dimensionamento del serbatoio

6. Calcolo della frazione solare e energia risparmiata, calcoli economici.

7. Dimensionamento dei componenti del circuito solare (scambiatore di calore, vaso di espansione, ecc.)



Stima del carico termico

Litri/giornoprocapite

kcal/giornoprocapite

MJ/giornoprocapite

kWht/giornoprocapite

NOTE

Abitazione 50 1650 6,9 1,92 -

Ospedale 60 1980 8,29 2,30 Per posto letto

Case di riposo 40 1320 5,52 1,53 -

Scuole 5 165 0,69 0,192 -

Caserme 30 990 4,14 1,15 -

Industrie 20 660 2,76 0,767 -

Uffici 5 165 0,69 0,192 -

Campeggi 30 990 4,14 1,15 Per persona

Hotel alta cat 160 5280 22,1 6,14 Per stanza

Hotel bassa cat 100 3300 13,82 3,84 Per stanza

Palestre 35 1155 4,84 1,34 Per utilizzatore

Lavanderie 6 198 0,83 0,23 Per kg lavato

Ristoranti 10 330 1,38 0,38 Per pasto

Il calcolo dell’energia termica deve essere stimato dalle bollette energetiche dei precedenti tre anni.



Radiazione disponibileDove reperire le informazioni circa la radiazione disponibile:

• Pubblicazione ENEA - “La radiazione solare globale al suolo in Italia”• Standard UNI 8477 – “Energia solare – Calcolo degli apporti per

applicazioni in edilizia – Valutazione dell’energia raggiante ricevuta”• Standard UNI 10349 – “Riscaldamento e raffrescamento degli edifici.

Dati climatici”

• ENEA-Archivio climatico (http://clisun.casaccia.enea.it/Pagine/Index.htm)

• NASA-Surface meteorology and Solar Energy Data Set(http://eosweb.larc.nasa.gov/sse/)



Insolazione giornaliera su base media mensile per la città di Napoli

Valore annuo:

Sull’orizzontaleH = 1538 kWh/m²

Su piano inclinato a 40°H = 1681 kWh/m²

OrizzontalekWh/m² giorno

Inclinazione 40°kWh/m² giorno

Gennaio 2,03 3,43

Febbraio 2,82 3,99

Marzo 3,93 4,68

Aprile 5,04 5,12

Maggio 6,11 5,55

Giugno 6,66 5,74

Luglio 6,62 5,81

Agosto 5,75 5,54

Settembre 4,43 4,89

Ottobre 3,23 4,24

Novembre 2,14 3,31

Dicembre 1,70 2,91



Dimensionamento dei collettori

Nel caso di impianti ad uso stagionale (aprile-ottobre), il campo solare deve garantire la copertura del carico nei mesi a più alta insolazione.

η⋅=

HLA

Nel caso di impianti dedicati alla produzione di ACS e riscaldamento di piscine presso utenze ad uso continuativo la superficie va dimensionata in modo da coprire il carico richiesto nei mesi primaverili (Aprile – Maggio) con la sola fonte solare.

doveL: carico termico calcolato nel mese di riferimentoH: insolazione media mensileη: resa termica dell’impianto (valore tipico 0.4)



Dimensionamento del serbatoio

Il serbatoio serve a equilibrare lo sfasamento temporale tra la presenza di radiazione solare e la richiesta di ACS.

Serbatoi dall’ampio volume permettono di superare periodi anche lunghi di assenza di insolazione, tuttavia causano anche maggiori dispersioni di calore.

Per applicazioni domestiche, il volume tipico del serbatoio corrisponderà a circa 50 - 70 l/m² di superficie captante.



Componenti d’impianto

COLLETTOREDevono essere testati, ossia sottoposti a test di qualificazione e di

prestazioni energetiche ENE 12975-

Alcuni suggerimenti nel dimensionamento impianto .• portata massima compresa tra 50 e 110 litri/ora per m² di

collettore• salto termico tra la tubatura di mandata e la tubatura di ritorno

al campo solare < 15°C per i sistemi a circolazione forzata di tipo tradizionale nelle massime condizioni di insolazione disponibili.

• per i collettori piani il numero di collettori in un banco (collettori in parallelo) non dovrà essere maggiore di 6



ALCUNI ESEMPI ALCUNI ESEMPI PER UTENZE MULTIPLEPER UTENZE MULTIPLE



Il circuito idraulico


PRICIPI SU STUDI DI FATTIBILITA’


24


25

Caratterizzazione energetica impianti solariFrazione solareLa caratterizzazione energetica degli impianti solari, e di conseguenza il loro dimensionamento, si basa sul calcolo della frazione solare:

L: fabbisogno complessivo nel meseAux: energia fornita dalla fonte ausiliaria

Su base mensile la frazione solare f è espressa da:

LAux1f −=

La media pesata delle frazioni solari mensili fornisce quella annuale F:

∑∑=

i

ii

LLf

F



Dati di input del metodo f-chart

I principali parametri di input richiesti dal programma f-chart per un sistema per il riscaldamento di acqua sanitaria sono:

METEOCLIMATICI COLLETTORE ACCUMULO

Insolazione globale mensile su piano orizzontale

Curva di efficienza del collettore Volume dell’accumulo

Temperatura media ambiente su base mensile

Superficie del collettore e numero di pannelli

Litri di acqua consumati giornalmente

Temperatura dell’acqua di rete Inclinazione ed azimuth del collettore

Temperatura di erogazione dell’acqua

Dati relativi all’incident angle modifier

Efficienza dello scambiatore

Numero di coperture

Portata specifica

Calore specifico del fluido termovettore

L’output è costituito dai valori della frazione solare, dell’energia solare ed ausiliaria su base mensile ed annuale.



Dimensionamento dell’impiantoFissati i valori degli altri parametri, con l’f-chart èpossibile ottenere l’andamento della frazione solare al variare dell’area totale del sistema:

Fr τα = 0.79Uc = 5,47 W/m²°Cεscamb = 0.5β= 40°Vsp/A = 60 l/m²Γc/A = 54 l/hm²Γload = 40 l/d utenteN utenti = 30

Il grafico in figura èrelativo ai seguenti dati:



Il criterio economico

Una volta determinato l’andamento di f in funzione dell’area, per il dimensionamento dell’impianto occorre considerare che:

La frazione, e quindi l’energia solare raccolta, aumenta con l’area complessiva dei collettori, tendendo asintoticamente al valore unitario: la fonte solare in tal caso sarebbe in grado di sopperire all’intero fabbisogno energetico dell’utenza.

Un impianto dimensionato in questo modo massimizzerebbe il risparmio energetico, ma non risulterebbe conveniente dal punto di vista economico, per gli elevati costi di investimento, direttamente proporzionali all’area installata.

All’aumentare dell’area dunque si riduce l’apporto della fonte ausiliaria e quindi i costi di esercizio, ma aumenta il costo dell’impianto: al consueto prezzo dei collettori per la produzione di acqua calda, esiste in genere un valore ottimale per l’area, Aott, di compromesso tra i due fattori in controtendenza suddetti.



Metodo del costo globale

Il costo globale attualizzato, CGA, di un impianto solare integrato durante la sua vita, è espresso da:

Cc: costo dei collettori [€/m²]CPS: costo per strutture di sostegno, pompe e tubature [€/m²]m: massa del serbatoio di accumulo per m2 di collettore [kg/m²]ca: costo specifico del serbatoio di accumulo [€/kg]Ec: consumo annuale di energia per l’azionamento delle pompe [MJ/m²]ce: costo dell’energia elettrica [€/MJ]L: fabbisogno termico annuale [MJ]ΔT: differenza di temperatura tra acqua erogata ed acqua di rete [°C]ci: costo dell’energia di integrazione [€/MJ]n : vita economica dell’impianto [anni]ηg: rendimento globale dell’impianto convenzionale

g

iecS

PcLfPcEAPCCGAη

321

)1( ⋅⋅⋅−+⋅⋅⋅+⋅=

Cs = (Cc + CPS + m · ca) · A

L = Γload · Nutenti · cp · ΔT · 365/106

con:



5 10 15 20 25 30 35 40 45 5024

26

28

30

32

34

36

38

40

42

Area [mq]

CG

A [

M£]

Andamento del costo globale in funzione dell’area con sistema di integrazione a gasolio



5 10 15 20 25 30 35 40 45 5020

25

30

35

Area [mq]

CG

A [

M£]

Andamento del costo globale in funzione dell’area con sistema di integrazione a metano



NORMATIVA SU COLLETTORI SOLARI



QUALITQUALITÀÀ DEI PRODOTTIDEI PRODOTTI

Qualità equivale a rispetto della normativa tecnica, che per:

COLLETTORI SOLARICOLLETTORI SOLARI Standard EN 12975

SISTEMI SOLARISISTEMI SOLARIdel tipo del tipo Factory MadeFactory Made Standard EN 12976

SISTEMI SOLARISISTEMI SOLARIdel tipo del tipo Custom BuiltCustom Built Standard EN 12977



Standard EN 12975Standard EN 12975Thermal solar systems and components Thermal solar systems and components –– Solar collectorsSolar collectors

Campo di applicazione: Collettori vetrati piani, Collettori a tubi evacuati, Collettori scoperti

Articolazione della norma:

Results:Major failures?

Glazed/unglazedMetallic/organic

Reliability testing

Calculation:Instantanious performance

Results:Parameters

Steady stateGlazed


Results:Parameters

Steady stateUnglazed


Results:Parameters

Quasi-dynamicGlazed & unglazed

Performance testing

EN12975-2Test methods

EN 12975-1General requirements

34



EN 12975EN 12975--2:20062:2006Thermal solar systems and components Thermal solar systems and components –– Solar collectors Solar collectors –– Test methodsTest methods

Sequenza test:• Prestazioni termiche (efficienza termica in stato stazionario o resa

energetica in condizioni transitorie, costante di tempo, capacità termica, IAM - modificatore dell’angolo d’incidenza, perdite di carico)

• Test di sovrapressione• Test di resistenza alle alte temperature• Test di esposizione (stagnazione a secco)• Shock termico esterno ed interno• Prova di pioggia• Prova di carico meccanico• Resistenza all’impatto (opzionale)

35



EN 12975EN 12975--2: 2: Prestazioni termichePrestazioni termiche

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1

T* = (Tm-Ta)/G [m²K/W]

Effic

ienz

a (%

)

Collettore a tubi evacuati

Collettore vetratoCollettore scoperto

Consiste nella determinazione dell’efficienza istantanea, in condizioni di stato stazionario, per diverse temperature. L’efficienza del collettore viene espressa sia in forma lineare che in forma quadratica, applicando una regressione, secondo il metodo dei minimi quadrati, ai valori di rendimento misurati.

GTTU am

c)(

0−

−= ηη

2

0210)()(⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −

−−

−=G

TTGaG

TTa amamηη

Schema del circuito di prova dei collettori


36



TEST SU SISTEMI SOLARIFACTORY MADE



Serbatoioacquacalda

Serbatoioacquafredda

Serbatoiodi

accumuloTi

Tf

P

Collettore

Scarico del

draw-off

Scarico per il precondizionamento

Sistema sotto test

Valvola dimiscelazione

Sistema diacquisizioneSistema di

acquisizione

• Solarimetro;• Sens. Tamb• Anemometro

• Solarimetro;• Sens. Tamb• Anemometro

Pompa dimiscelazione

Sensori ambientali

Schema circuito prova sistemi solari:



Articolazione dei test

1 – Determinazione della resa termica giornalieraIl test si articola in almeno 6 giornate di prova, ciascuna suddivisa nelle seguenti tre fasi:

Precondizionamento del sistemaEsposizione alla radiazione solareDraw-off serale

( )[ ]∑∑ −Δ=Δ=i

cioutipi

iV TTVcQQ ,3 ρ

2 - Determinazione delle perdite notturneIl test prevede:

Precondizionamento del sistema (Tiniziale > 60°C)Esposizione notturnaValutazione della temperatura finale raggiunta dal sistema

Vi

ii QV

QVf3

1)(ΔΔ

=

Profilo di draw-off

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

−−

Δ=

anf

anispS TT

TTtVc

U lnρ

3 – Profilo di draw-off con miscelazione inizialeIl test prevede:

Precondizionamento del sistema (Tiniziale > 60°C)Scarico del sistema con immissione di acqua a temperatura di almeno 30°C inferiore a quella di

precondizionamento



Caratterizzazione delle prestazioni giornaliereConsiste nella valutazione dell’energia accumulata dal sistema in diverse condizioni meteo-climatiche e a diverse temperature di carica del sistema.

0 5 10 15 20 25 30-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

Radiazione giornaliera (MJ/m²)

Qua

ntità

di e

nerg

ia s

pilla

ta (M

J)

Ta-Tc= -20Ta-Tc= -10Ta-Tc= 0 Ta-Tc= 10

)(0 caTH TTHQ −++= ααα

L’energia Q accumulata dal sistema viene correlata all’energia H giunta sul piano del collettore e alla differenza tra Tamb e Tc, secondo la relazione seguente:



Mercato e potenzialità del solare in Italia e nel Mondo


Ing. Braccio GiacobbeCagliari 03 Aprile 2008 42

In Operation2

Market (=Newly Installed) Market Growth

Market Forecast

2006 2004 2005 2006 2006/2005 2007

Total Glazed m2 Total Glazed m2 Total Glazed m2

Total Glaz

ed m2

Flate Plate m2

Vacuum Collectors m2

Total Glazed %

Total Glazed m2

AT (Austria) 2 611 627 182 594 233 470 292 669 289 745 2 924 25% 350 000

BE (Beligum) 104 118 14 700 20 234 35 636 31 267 4 369 76% 45 000

CH (Switzerland) 443 548 31 160 39 132 51 863 50 354 1 509 33% 65 000

CY (Cyprus) 560 200 30 000 50 000 60 000 - - 20% 70 000

CZ (Czech Republic) 106 730 12 250 15 550 22 030 18 490 3 540 42% 30 000

DE (Germany) 8 054 000 750 000 950 000 1 500 000 1 350 000 150 000 58% 1 500 000

DK (Denmark) 362 280 20 000 21 250 25 300 25 000 300 19% 32 000

ES (Spain) 702 166 90 000 106 800 175 000 161 875 13 125 64% 325 000

FI (Finland) 16 493 1 630 2 383 3 400 - - 43% 4 500

FR(France) 615 600 52 000 121 500 220 000 209 000 11 000 81% 275 000

GR (Greece) 3 287 200 215 000 220 500 240 000 235 200 4 800 9% 300 000

IE (Ireland) 15 790 2 000 3 500 5 000 - - 43% 10 000

IT (Italy)3 855 230 97 738 127 059 186 000 - - 46% 285 000

MT (Malta) 23 860 4 215 4 000 4 500 - - 13% 5 500

NL (Netherlands) 318 441 26 300 20 248 14 685 - - -27% 18 000

PL (Poland) 167 520 28 900 27 700 41 400 35 100 6 300 49% 52 000

PT (Portugal) 180 950 10 000 16 000 20 000 - - 25% 24 000

SE (Sweden) 236 929 20 058 22 621 28 539 19 826 8 713 26% 34 000

UK 250 920 25 000 28 000 54 000 27 000 27 000 93% 70 000

EU27+CH 19 219 722 1 627 495 2 049 297 3 003 622 - - 47% 3 527 300


22/02/2010 Laboratorio di certificazione collettori e sistemi solari. Centro Ricerche ENEA Trisaia

43

Mercato Italiano

Fonte: Assolterm/ESTIFSolar Thermal Markets in Europe Trends and Market statistics 2008 (May 2009)

kWth

m²

kWth

m²



Evoluzione del mercato italiano

Mercato Italiano Solare Termico 1982-2008

0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

1982

1984

1986

1988

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

2008

Anno

m2



Condizioni per lo sviluppo del solare termico nel settore civile

La tecnologia del solare termico, a livello internazionale sufficientemente matura, trova in Italia condizioni particolarmente favorevoli:

forte ricorso nel riscaldamento dell'acqua sanitaria all'elettricità(8.000.000 di scaldabagni elettrici).

idoneità della maggioranza degli edifici ad uso residenziale (caratterizzata da 1-2 unità abitative)

esposizione climatica



Settore di interesse del solare termico

• Settore civile • Settore industriale (potenz. stimato circa 20 mil di mq )• Comby system• Solar cooling



G F M A M G L A S O N D

Fabbisogno annuale di acqua calda

Sistema per acqua calda alimentato da 6 m2 collettori solari

Radiazione solare incidente

Resa energetica

Energia persa



Radiazione solare incidente

G F M A M G L A S O N D

Fabbisogno annuale di acqua calda

Sistema combinato acqua calda sanitaria e riscaldamento ambiente alimentato da 12 m2 collettori solari

Resa energetica

Energia persa

Fabbisogno risc. Ambiente domestico


ENEA Centro Ricerche TRISAIALaboratorio di certificazione collettori e sistemi solari

50

processi

ciclo a compressionedi vapore

processi elettriciPannelli fotovoltaici

assorbitore in controcorrente

liquido

ruotadeumidificante

letto fisso

solido

cicli aperti

acqua /bromuro di litio

ammoniaca /acqua

liquido

adsorbimento(acqua/silica gel)

assorbimento(ammoniaca/sale)

solido

cicli chiusi

processo di trasformazione del calore

ciclo-Rankine/compressione di vapore

steam jet cycle

ciclo Vuilleumier

processotermomeccanico

processi termicicollettori solari termici

radiazione solare

ciclo a compressionedi vapore

processi elettriciPannelli fotovoltaici

assorbitore in controcorrente

liquido

ruotadeumidificante

letto fisso

solido

cicli aperti

acqua /bromuro di litio

ammoniaca /acqua

liquido

adsorbimento(acqua/silica gel)

assorbimento(ammoniaca/sale)

solido

cicli chiusi

processo di trasformazione del calore

ciclo-Rankine/compressione di vapore

steam jet cycle

ciclo Vuilleumier

processotermomeccanico

processi termicicollettori solari termici

radiazione solare


ENEA- Centro Ricerche TRISAIALaboratorio di certificazione collettori e sistemi solari

51

Indici di prestazione– Sistema termico

• Qe:carico di refrigerazione

• Qin: energia termica assorbita

• W: energia elettrica assorbita

)( WQQCOP

in

ethermal +

=

WQCOP e

elec =

- Sistema a compressione



52

Solar cooling: tecnologie

Fonte: Politecnico di Milano



53

desiccant cooling umidificazione e deumidificazione adiabatica

• Entalpia dell’aria umida:h=(cpa+x*cpv)*T +x*rh:entalpia (J/kg)cpa:calore specifico aria secca (J/kg °C)cpv:calore specifico vapore d’acqua (J/kg °C)T:temperatura (°C)X: umidità assoluta ( kg of vapore/kg di aria secca)r: calore latente dell’acqua( J/kg)

Umidificazione

adiabatica

Deumidificazione adiabatica

Riscaldamento

sensibileTemperatura

Umiditàasoluta



54

Umiditàassoluta

x1

x4

x2=x3

1

23

4

T4 T3 T1 T2Temoeratura

Processo psicrometrico di deumidificazione -umidificazione


Firenze 07 maggio 2008 ENEA – Ente per le Nuove tecnologie, l’Energia e l’AmbienteCentro Ricerche TRISAIALaboratorio di certificazione collettori e sistemi solari

55

Desiccant cooling Recirculation cycle

WATER

WATER

COLD

DAMP

WARM

DAMP

HOT

DAMP

WARM WET

EXHAUST

REGENERATOR

HOT

DRY

COOL

DRY

COILD

MOIST

WARMDAMP

AMBIENT

12 3 4

5

6

789

ROOM

TEMPERATURE COMFORTABLE

HUMIDITY :CMFORTABLE

D.E .C

D.E .C

DEHUMIDIFIER

6

HEAT


Desiccant coolingrecirculation cycle diagram

1

2 3 4

5

6

7

8

TEMPERATURE

HU

MID

ITY

RA

TIO


Deumidificazione tramite adsorbimentoRotori deumidificanti


Raffrescamento evaporativoI sistemi desiccant cooling sono impiegati per il trattamento diretto dell’aria. Consistono essenzialmente nella combinazione di un processo di deumidificazione tramite adsorbimento del vapore acqueo presente nell’aria e di raffreddamento tramite evaporazione di acqua nell’aria da trattare.



59

Osservazioni generale su solar coolingCOP più basso rispetto alle macchine a compressione

Ipotesi 1 KWhe costo 18 c€

Ipotesi COP 0,6 (bromuro di litio singolo stadio) equivalenza economica comporta che 1 KWht deve costare 3-4 c€

Considerando funzionamento solo estivo il risparmio annuo per mq di collettore solare è di circa 20 €

Pertanto senza forti incentivi è difficile da sostenere



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Sviluppi tecnologici futuri• Collettori solari ad alta efficienza

– Miglioramento delle proprietà ottiche dei materiali (coating selettivi innovativi, trattamenti anti-riflesso)

– Miglioramento delle prestazioni termo-fluidodinamiche di collettori– Isolamenti termici innovativi (utilizzanti ad es. nanotecnologie)– Uso di materiali polimerici– Miglioramento dei sistemi di inseguimento e concentrazione per

applicazioni a media ed alta temperatura

• Accumuli– Accumuli chimici; stagionali (serbatoi interrati, accumulo diretto nel

terreno con scambiatori interrati); etcc.• Sistemi ibridi termo/fotovoltaici



MISURE DI INCENTIVAZIONE ECONOMICAMISURE DI INCENTIVAZIONE ECONOMICA• Risparmi d’imposta

– intervento equiparato alle ristrutturazioni per risparmio energetico, per il 2009 è previsto una detrazione IRPEF del 55% in 5 anni della spesa sostenuta e l'agevolazione dell'IVA al 10%

• Bandi regionali per l’erogazione di contributi per l’installazione di sistemi solari termici

– periodicamente disponibili, in genere sono in conto capitale ed ammontano al 20-30%, in fase di pubblicazione in Sicilia contributo per mq finanziato al 30%.

• Bandi nazionali per l’erogazione di contributi per l’installazione di sistemi solari termici

• Titoli di efficienza energetica



Collettori solari: Calcolo risparmio energia primaria



Suddivisione in fasce



IMPIANTO DA 1 m² (riferimento)

• Ubicazione: Italia centrale -meridionale

• Produzione annua: 6-700 kWh

• Costo: 6-800 € (Vita Utile 15-20 anni)

CONSUMI MEDI UTENZE

• Consumo giornaliero: 50 litri per persona

• Spesa energetica (ΔT medio annuo 30 °C): 630 kWh/anno

• Costo unitario energia elettrica: 0,18 €/kWh

• Costo unitario gas: 0,08 €/kWh

FATTIBILITFATTIBILITÀÀ ECONOMICAECONOMICA

CALDO

FREDDO



FATTIBILITFATTIBILITÀÀ ECONOMICAECONOMICAIMPIANTO PER 4 PERSONE IN SUD ITALIA• Area richiesta: 4 m²

• Risparmio energetico annuo: 750 kWh x 4 = 3000 kWh

• Costo impianto: 800 € x 4 = 3200 €

• Risparmio annuo (elettrico): 3000 kWh x 0,18 €/kWh = 540 €/anno

• Tempo ritorno (elettrico): 3200/540 = 5,9 anni

• Risparmio annuo (gas): 3000 kWh x 0,08/0,9 €/kWh = 270 €/anno

• Tempo ritorno (gas): 3200/270 = 11,8 anni

• Incentivo del 30% in conto capitale = 0,3 x 3200 = 960 €

• Tempo ritorno (elettrico): (3200-960)/540 = 4,1 anni

• Tempo ritorno (gas): (3200-960)/270 = 8,3 anni

• Detrazione 55% in 5 anni

• Tempo ritorno (elettrico): = 2,6 anni

• Tempo ritorno (gas): = 5,3 anni


Ing. Braccio GiacobbeCagliari 03 Aprile 2008 ENEA – Ente per le Nuove tecnologie, l’Energia e l’Ambiente

Centro Ricerche TRISAIALaboratorio di certificazione collettori e sistemi solari

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PRINCIPI SU STUDI DI FATTIBILITA’ SUL Solare Termico e ... · Un corpo nero, alla temperatura di...

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